CN111405143A - 一种视频备份装置、方法、系统及其电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种视频备份装置、方法、系统和电子设备，视频备份方法包括：对分别来自各个视频输入采集板卡或总备份视频管理单元发送来的视频数据进行处理；依据所述视频输入采集板卡内编码模块的编码对接收到的视频进行解码、分割、插入整合和/或再编码；对所述各个采集板卡输入的视频格式，帧频，分辨率、带载进行评分；以评分为依据进行判断，根据此判断决定所述视频的备份路由和备份方式，进行视频备份；经千兆网口或者万兆光纤口输出到LED显示屏。本发明具有多种备份方法，视频备份速度块，节省视频备份需要的磁盘空间，备份效率高，备份视频输出更加及时，备份视频路由更为清晰，能够适用于大型LED显示屏控制设备的视频备份的优点。

Description

一种视频备份装置、方法、系统及其电子设备

技术领域

本发明属于视频备份技术领域，具体涉及一种视频备份装置、方法、系统及其电子设备。

背景技术

在LED视频显示及控制领域，随着LED小间距产品应用越来越广泛，同时显示屏的尺寸却越来越大，因此必然需要更多的输入视频播放源，以及相应的视频控制设备把视频输出到LED显示屏。如果一个设备出现故障，就会导致LED屏的显示中断或者黑屏。在大型活动视频实时播放现场，不允许出现此种现象。因此，需要从输入视频的视频源开始，经视频控制设备进行输入视频的双备份，以保证视频显示系统的稳定运行，但更多的视频处理和备份设备反而增加了设备复杂管理程度，使得带载资源严重不足。一般的LED视频控制器，受限于控制器设备本身体积，其单台视频输入输出处理能力为4K分辨率。其视频输入一般采用HDMI接口或者DP接口，视频经分割处理之后经光纤或者网线输出到LED屏。一台LED视频控制器的输入视频的视频源数量有限，一般进行备份时采用设备内部2个视频源的备份，或者2台设备同时工作进行双备份，保证系统稳定运行。但如果是超大型分辨率的LED显示屏，比如64Kx4K的分辨率或者128Kx4K分辨率，或者更大的分辨率，则最少需要32台视频处理器或者更多，以及相应的视频源播放设备，可能还有相应数量的视频拼接器，如此多的设备堆叠在一起，极大增加了系统的复杂程度，降低了系统设备的稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种视频备份方装置、方法、系统及其电子设备，以解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供了一种视频备份装置，包括：

采集板卡间和总备份视频管理单元，包括判断选择单元，视频处理模块，接续显示视频备份输出单元，数据转换模块，备份模块，测试验证模块；

所述采集板卡间和总备份视频管理单元，用以把分别来自各个所述采集板卡间或总备份视频管理单元发送来的视频数据，经视频处理之后，经千兆网口或者万兆光纤口输出到LED显示屏；所述视频处理包括视频的分割、插入和/或整合；

所述视频处理模块，用以依据所述视频输入采集板卡内编码模块的编码对接收到的视频进行解码、分割、插入整合和/或再编码；

所述数据转换模块，用以接收从不同的主备输入选择模块输出的视频，然后进行视频格式的转换，转换成高速接口模块的数据格式；

所述备份模块，用以在选择主输入视频之后，备份输入视频的数据；

所述测试验证模块，用以产生测试视频，其产生的视频分辨率从2K到4K之间的任意分辨率，以适应备份不同的输入视频；

所述接续显示视频备份输出单元，用以把分别来自各个所述采集板卡间或来自总备份视频管理单元发送来的视频数据，经视频处理之后，经千兆网口或者万兆光纤口输出到LED显示屏；

所述接续显示视频备份输出单元包括，备份切换管理模块，路由编码模块，输入输出模块；

所述备份切换管理模块，用以在主视频和备用视频间进行切换；

所述备份切换管理模块包括，手动切换备份设置子模块，自动切换备份管理子模块；

手动切换备份设置子模块，当选择主用视频进行视频输出之后，配置好相应的备份视频，需要手动进行主用视频和备用视频的切换，用于检测主视频通道和备份视频通道视频显示正常，以防万一主输入视频异常时，备份视频也是异常，导致视频无输出从而引起后端LED屏显示黑屏；

自动切换备份管理子模块，当主用视频和相应的备份视频通道设置好对应关系之后，系统将进入自动切换备份管理工作模式。此模块实时监测主输入视频和备输入视频信号工作状态,当检测到主用输入视频出现故障时，则立即自动切换到备份工作视频通道模式，从而做到无缝切换，不影响现场LED显示屏的正常显示，当主视频通道恢复正常之后，则自动切换回主输入视频通道；

所述路由编码模块，用以对需要输入或输出的视频进行编码，以便执行正确的路由；

所述输入输出模块，用以在输入视频经过备份后输出到所述接续显示视频备份输出单元，再经千兆网口或者万兆光纤口输出到LED显示屏；还用以接收来自总备份视频管理单元处理后的备份视频数据，并经千兆网口或者万兆光纤口输出到LED显示屏；

所述判断选择单元，用以对所述各个采集板卡输入的视频格式，帧频，分辨率和带载进行评分，并以所述评分为依据进行判断，根据此判断决定所述视频的备份路由；所述判断选择单元，包括评估模块、计算模块；

所述评估模块，用以对所述各个采集板卡输入的视频格式，帧频，分辨率和带载进行评分和排序，并根据排序输出评估结果；还用以对主输入视频的备份输入视频接口选择，可以选择一路主输入视频，然后配置1路备份输入视频，也可以是一个主输入视频，对应有多个备份输入视频。即主视频和备份视频同时输入，然后根据备份管理模块的控制，然后选择其中一路主输入视频或备输入视频进行输出；

所述计算模块，用以计算得出视频采集板卡的数量上限；还用以就从“视频输入接口模块”接收的视频，计算输入视频的分辨率大小，色深，帧频，颜色空间，像素时钟信息，并根据这些信息判断其输入视频所需要的带宽，方便后续视频的传输管理。

优选地，所述视频备份装置，还包括：

视频输入采集板卡，所述视频采集板卡包括1至4个视频分路采集单元，所述1至4个视频分路采集单元对应1至四个HDMI视频输入接口，所述1至4个视频分路采集单元共同对应一个视频基础管理单元；所述视频基础管理单元包括视频输入采集板卡内备份模块、视频输入采集板卡内编码模块；

所述视频基础管理单元，用以接收、处理输入的备份视频数据，并进行编码；还用以实时接收从视频分路采集单元接收的视频，当视频出现异常时，切换到其他备份视频；

所述视频输入采集板卡内备份模块，用以对通过HDMI视频输入接口对应输入所述一个至四个视频分路采集单元的视频，在所述视频输入采集板卡内进行备份；

所述视频输入采集板卡内编码模块，用以对通过HDMI视频输入接口对应输入所述一个至四个视频分路采集单元的视频进行编码；

所述视频分路采集单元，用以采集输入视频，以及判定输入视频分辨率，帧频，色深等信息的初步处理；还用以通过对应的HDMI视频输入接口接收输入的需要备份数据。

优选地，所述视频备份装置，还包括：

总备份视频管理单元，用以接收采集板卡间和总备份视频管理单元的备份视频，然后根据配置，把视频从任意一个第2级视频管理单元输出到其他任意一个采集板卡间和总备份视频管理单元，再经过第2级视频路由单元输出到接续显示视频备份输出单元；

视频备份模块，用以对接收到的来自采集板卡间和总备份视频管理单元的视频数据进行备份；

状态监控模块，用以实时监控输入视频是否正常稳定。

优选地，所述视频备份装置，还包括：

高速数据接口，用以负责把选择后的1路或者多路输入视频，经高速数据接口输出到采集板卡间视频备份基础判断单元；

视频输入接口模块，用以控制HDMI接口或者DP接口，负责接收输入视频，所述输入视频的分辨率大小为从2K(1920*1080)到4K(3840x2160)的任意分辨率；

高速数据接口模块，用以管控高速数据接口及其数据传输。

第二方面本申请实施例还提供了一种视频备份方法，所述视频备份方法，包括：

步骤1、对分别来自各个视频输入采集板卡或总备份视频管理单元发送来的视频数据进行处理；

步骤2、依据所述视频输入采集板卡内编码模块的编码对接收到的视频进行解码、分割、插入整合和/或再编码；

步骤3、对所述各个采集板卡输入的视频格式，帧频，分辨率、带载进行评分；

步骤4、以评分为依据进行判断，根据此判断决定所述视频的备份路由和备份方式，进行视频备份；

步骤5、经千兆网口或者万兆光纤口输出到LED显示屏。

优选地，在所述步骤，对分别来自各个视频输入采集板卡或总备份视频管理单元发送来的视频数据进行处理，之前还包括：

步骤1、判断输入的视频是否是同一视频输入采集板卡内不同视频输入口输入的视频，如果是，进行下一步，如果否进行所述步骤对分别来自各个视频输入采集板卡或总备份视频管理单元发送来的视频数据进行处理；

步骤2、以任意一个HDMI输入作为主输出，并选择任意其他一个HDMI接口作为备用接口，当主视频出现异常时，自动切换到备用接口；

步骤3、由每个采集板卡内所述视频基础管理单元经由对应的每个所述视频输入采集板卡内备份模块、对应的每个所述视频输入采集板卡内编码模块处理

步骤4、由对应的每个所述视频输入采集板卡经过高速数据接口和采集板卡间和总备份视频管理单元的输入输出模块进行选择输出。

视频基础管理单元，用于视频输入采集，及视频输入采集板卡内视频备份，优点这是最简单的视频输入备份方式，主备输入视频在同一张板卡内，缺点是当板卡出现故障时，备用视频则也同样无法工作，导致备份的意义大大减少。

优选地，所述总备份视频管理单元的视频备份方法包括：

步骤1、接收任一个采集板卡间和总备份视频管理单元的输入视频；

步骤2、根据路由信息进行备份；

步骤3、把备份的所述输入视频从原来所述采集板卡间和总备份视频管理单元输出到一个任意其他的采集板卡间和总备份视频管理单元进行视频处理；

步骤4、经过接续显示视频备份输出单元的路由编码模块编码，

步骤5、由输入输出模块输出到LED显示屏。

优选地，所述视频备份方法还包括：输入视频同时还在视频基础管理单元、采集板卡间和总备份视频管理单元、总备份视频管理单元之间任一个所述单元内进行备份；或者在任两个所述单元内进行备份；或者同时在三个所述单元内进行备份。

第三方面，本申请实施例还提供了一种视频备份系统，所述视频备份系统包括：实现本申请实施例任一所述的视频备份的装置，或实现本申请实施例任一所述的视频备份的方法。

第四方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括处理器和机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，在被处理器调用和执行时，所述处理器可执行指令促使所述处理器：实现本申请实施例任一所述的视频备份的方法。

由以上可见，本申请实施例提供的方案中，相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明在单个采集板卡子模块内部，可以进行不同输入接口视频的备份；在一个采集板卡间和总备份视频管理单元的内部，不同采集板卡之间的视频可以进行备份；在多个采集板卡间或总备份视频管理单元之间，视频可以从一个采集板卡间和总备份视频管理单元输入作为主用视频，由其他任意一个采集板卡间和总备份视频管理单元输入作为备用视频，经总备份视频管理单元，输出到其采集板卡间和总备份视频管理单元，完成对主视频的备份，最后其视频经接续显示视频备份输出单元处理后输出。通过以上三种视频备份方式选择，可以实现输入视频的多种备份选择；这种备份方式具有备份速度块，节省视频备份需要的磁盘空间，备份效率高，备份视频输出更加及时，备份视频路由更为清晰，能够适用于大型输入视频的备份的优点。通过单台视频控制设备完成了多台视频控制设备加上视频拼接设备才能完成的功能，减少了设备的数量增加了系统的可靠性；同时视频输入不再受限本单模块的输入端口，可以从其他任意端口输入，然后漫游到本模块，完成对主输入视频的备份，增加了系统可靠性。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图说明

图1为本发明一实施例的一种视频备份装置的视频输入采集板卡示意图；

图2为本发明一实施例的一种视频备份装置的采集板卡间和总备份视频管理单元示意图；

图3为本发明一实施例的一种视频备份装置的总备份视频管理单元示意图；

图4为本发明一实施例的一种视频备份装置的示意图；

图5为本发明一实施例的一种视频备份装置的采集板卡间和总备份视频管理单元的视频备份流程图；

图6为本发明一实施例的一种视频备份装置的视频输入采集板卡视频备份流程图；

图7为本发明一实施例的一种视频备份装置的总备份视频管理单元的视频备份流程图；

图8为本发明一实施例的一种视频备份系统的示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

请参阅图1，图1为本发明一实施例的一种视频备份装置的视频输入采集板卡示意图；所述视频输入采集板卡10，包括1至4个视频分路采集单元14，所述1至4个视频分路采集单元14对应1至四个HDMI视频输入接口12，所述1至4个视频分路采集单元14共同对应一个视频基础管理单元16；所述视频基础管理单元16包括视频输入采集板卡内备份模块20、视频输入采集板卡内编码模块18；

所述视频基础管理单元16，用以接收、处理输入的备份视频数据，并进行编码；还用以实时接收从视频分路采集单元接收的视频，当视频出现异常时，切换到其他备份视频；具体而言，用于视频输入采集，及视频输入采集板卡内视频备份；

所述视频输入采集板卡内备份模块20，用以对通过HDMI视频输入接口对应输入所述一个至四个视频分路采集单元的视频，在所述视频输入采集板卡内进行备份；

所述视频输入采集板卡内编码模块18，用以对通过HDMI视频输入接口对应输入所述一个至四个视频分路采集单元的视频进行编码；以供在采集板卡内及采集板卡间进行备份；

所述视频分路采集单元14，用以采集输入视频，以及分析输入视频分辨率，帧频，色深等信息。

与所述视频输入采集板卡10具有相同或相似结构和功能的视频输入采集板卡可以有多个。

请参阅图2，图2为本发明一实施例的一种视频备份装置的采集板卡间和总备份视频管理单元示意图；所述视频备份装置的采集板卡间和总备份视频管理单元装置，包括：

采集板卡间和总备份视频管理单元22，包括判断选择单元54，视频处理模块26，接续显示视频备份输出单元32，数据转换模块24，备份模块28，测试验证模块30；

所述采集板卡间和总备份视频管理单元22，用以把分别来自各个所述采集板卡间或总备份视频管理单元发送来的视频数据，经视频处理之后，经千兆网口或者万兆光纤口输出到LED显示屏；所述视频处理包括视频的分割、插入和/或整合；

所述视频处理模块26，用以依据所述视频输入采集板卡内编码模块的编码对接收到的视频进行解码、分割、插入整合和/或再编码；

所述数据转换模块24，用以接收从不同的主备输入选择模块输出的视频，然后进行视频格式的转换，转换成高速接口模块的数据格式；

所述备份模块28，用以在选择主输入视频之后，备份输入视频的数据；

所述测试验证模块30，用以产生测试视频，其产生的视频分辨率从2K到4K之间的任意分辨率，以适应备份不同的输入视频；

所述接续显示视频备份输出单元32，用以把分别来自各个所述采集板卡间或来自总备份视频管理单元发送来的视频数据，经视频处理之后，经千兆网口或者万兆光纤口输出到LED显示屏；

所述接续显示视频备份输出单元32包括，备份切换管理模块62，路由编码模块64，输入输出模块66；

所述备份切换管理模块62，用以在主视频和备用视频间进行切换；所述备份切换管理模块包括，手动切换备份设置子模块，自动切换备份管理子模块；

所述手动切换备份设置子模块，当选择主用视频进行视频输出之后，配置好相应的备份视频，需要手动进行主用视频和备用视频的切换，用于检测主视频通道和备份视频通道视频显示正常，以防万一主输入视频异常时，备份视频也是异常，导致视频无输出从而引起后端LED屏显示黑屏，假如尤其一些重要场合的直播，或者重要会议现场的LED屏的突发黑屏现象，将导致严重的影响后果。

所述自动切换备份管理子模块，当主用视频和相应的备份视频通道设置好对应关系之后，系统将进入自动切换备份管理工作模式。此模块实时监测主输入视频和备输入视频信号工作状态,当检测到主用输入视频出现故障时，则立即自动切换到备份工作视频通道模式，从而做到无缝切换，不影响现场LED显示屏的正常显示，当主视频通道恢复正常之后，则自动切换回主输入视频通道。

所述路由编码模块64，用以对需要输入或输出的视频进行编码，以便执行正确的路由；

所述输入输出模块66，用以在输入视频经过备份后输出到所述接续显示视频备份输出单元，再经千兆网口或者万兆光纤口输出到LED显示屏；还用以接收来自总备份视频管理单元处理后的备份视频数据，并经千兆网口或者万兆光纤口输出到LED显示屏；

所述判断选择单元54，用以对所述各个采集板卡输入的视频格式，帧频，分辨率和带载进行评分，并以所述评分为依据进行判断，根据此判断决定所述视频的备份路由；所述判断选择单元，包括评估模块、计算模块；

所述评估模块52，用以对所述各个采集板卡输入的视频格式，帧频，分辨率和带载进行评分和排序，并根据排序输出评估结果；还用以对主输入视频的备份输入视频接口选择，可以选择一路主输入视频，然后配置1路备份输入视频，也可以是一个主输入视频，对应有多个备份输入视频。即主视频和备份视频同时输入，然后根据备份管理模块的控制，然后选择其中一路主输入视频或备输入视频进行输出；

所述计算模块50，用以计算得出视频采集板卡的数量上限；还用以就从“视频输入接口模块”接收的视频，计算输入视频的分辨率大小，色深，帧频，颜色空间，像素时钟信息，并根据这些信息判断其输入视频所需要的带宽，方便后续视频的传输管理；

图3为本发明一实施例的一种视频备份装置的总备份视频管理单元36示意图；所述视频备份装置的总备份视频管理单元36，包括：

总备份视频管理单元36，用以接收采集板卡间和总备份视频管理单元22的备份视频，然后根据配置，把视频从任意一个采集板卡间和总备份视频管理单元22输出到其他任意一个采集板卡间和总备份视频管理单元22，再输出到其接续显示视频备份输出单元32；

提取路由信息模块38，用以提取路由信息，以便视频信息有序交互。

视频备份模块40，用以对接收到的来自采集板卡间和总备份视频管理单元的视频数据进行备份；

状态监控模块42，用以实时监控输入视频是否正常稳定；

高速输出模块44，用以高速输出视频数据。

图4为本发明一实施例的一种视频备份装置的示意图；所述视频备份装置，还包括：

高速数据接口80，用以负责把选择后的1路或者多路输入视频，经高速数据接口输出到采集板卡间视频备份基础判断单元。

视频输入接口模块86，用以控制HDMI接口或者DP接口84，支持HDMI2.0和DP1.2接口，负责输入视频的接收，其输入视频的分辨率大小从2K(1920*1080)到4K(3840x2160)的任意分辨率；

高速数据接口模块44，用以管控高速数据接口及其数据传输。具体而言，通过板卡间的2对各10GSerdes接口进行数据的通信，20GHz带宽的高速数据通道可以用于传输1路4K的视频信号；

HDMI接口或者DP接口84，用以接受输入视频，支持HDMI2.0和DP1.2接口。

图5为本发明一实施例的一种视频备份装置的采集板卡间和总备份视频管理单元的视频备份流程图；所述视频备份方法包括：

S500、对分别来自各个视频输入采集板卡或总备份视频管理单元发送来的视频数据进行处理；

S502、依据所述视频输入采集板卡内编码模块的编码对接收到的视频进行解码、分割、插入整合和/或再编码；

S504、对所述各个采集板卡输入的视频格式，帧频，分辨率、带载进行评分；

S506、以评分为依据进行判断，根据此判断决定所述视频的备份路由和备份方式，进行视频备份；

S508、经千兆网口或者万兆光纤口输出到LED显示屏。

具体而言，采集板卡间和总备份视频管理单元与各个板卡之间采用2对10G高速Serdes接口，可处理4K@60Hz的视频路由；不同视频输入采集板卡的视频，输出到采集板卡间和总备份视频管理单元，进行不同板卡之间视频的备份，例如，视频输入采集板卡1的视频可以用视频输入采集板卡2的视频进行备份，当视频输入采集板卡1的视频出现异常时，立即切换到视频输入采集板卡2的视频；这是最常用的备份方式，用一张卡的输入视频备份另一张卡的输入视频，当主视频输入出现故障或者主视频的板卡出现故障，由备份板卡的备份视频进行备份，避免了主备视在同一张板卡上，板卡出现故障时因此主备同时失效的问题。

所述对分别来自各个视频输入采集板卡或总备份视频管理单元发送来的视频数据进行处理，包括对所述视频数据进行数据转换；对于数据转换，具体而言，从各个视频输入接口输入的视频其带宽最大可以达到2K，最小4K，其占用带宽从3.6GHz到14.4GHz。高速数据输出通道带宽为20GHz,由于带宽的利用率为90％左右，有效视频带宽为18GHz，因此输出最大为1路4K的视频，或者4路2K的视频；

所述视频备份，具体而言，还包括步骤：选择主输入视频；配置相应的备份视频，所述备份视频源可以是从视频输入接口输入的视频，也可以选择内部产生的测试验证视频作为备份视频；选择主输入视频之后，选择1路相应的备份视频，或选择多路备份输入视频进行多重输入视频备份；如果选择所述多重输入视频备份的，需要对输入备份进行优先级的排序管理。

例如：如主输入视频选择为Port1，则标记为Mp1(Master Port)＝Port1，视频输入Port2定义为备份口Bp1(Backup)＝Port2。则当主输入视频出现异常，则换到备份口Port2的输入视频，当主视频恢复正常，则切换回主输入视频通道。又例如，主输入视频选择为Port1，则标记为Mp1(Master Port)＝Port1，视频输入Port2定义为第1备份口Bp1(Backup)＝Port2，视频输入Port3定义为第2备份口Bp2＝Port3,测试视频作为第3备份视频。则当主输入视频出现异常，则换到第1备份口Port2的输入视频，当第1备份视频也异常时，则切换到Port3的第2备份输入视频，当第2备份使用也异常时，则切换到测试视频输入通道，当主视频恢复正常，则切换回主输入视频通道；

具体而言，所述测试验证视频，用以备份视频与主视频是同样大小、同样分辨率的视频。当无输入视频时，可以通过切换到测试验证视频并对其进行输出；通过这种方法还可以测试验证当前主视频和备份视频的视频通道是否正常。

所述备份方式包括备份切换管理，所述备份切换管理包括，手动备份切换工作模式和自动切换备份工作模式，当工作在手动切换备份工作模式时，需要手动设置当前输入视频是主输入视频还是备份输入视频；当工作在自动切换备份工作模式时，系统实时检测主用输入视频和备用输入视频工作状态，当主用输入视频出现故障时，立即自动切换到备用输入视频工作通道；

具体而言，经过备份后输出到所述接续显示视频备份输出单元，在所述视频处理模块处理之后经千兆网口或者万兆光纤口输出到LED显示屏；还用以接收来自总备份视频管理单元处理后的备份视频数据，并经千兆网口或者万兆光纤口输出到LED显示屏。例如，当主视频信号出现故障时，自动切换到备份视频；其备份视频可能是本管理单元的采集板卡的视频，也可能是从系统总备份管理接收的其他输入视频。

所述对所述各个采集板卡输入的视频格式，帧频，分辨率、带载进行评分，是通过带载的计算方法进行的。以输入视频带载计算方法举例：如输入视频分辨率4K，则其分辨率R(Resolution)＝3840x2160，帧频Fr(Frame rate)＝60Hz，色深D(Deep)＝8bit，色空间RGB格式则每像素字节数K(Kind)＝3(即RGB3色)，像素时钟Pixc(Pixel clock)＝600MHz，其所占用带宽为：Bw(bandwidth)＝Pixc*K*D＝14.4GHz；若分辨率为2K，即R＝1920x1080分辨率，帧频Fr＝60Hz，色深D＝8bit，每像素字节数K(Kind)＝3,像素时钟Pixc＝148.5MHz，其所占用带宽为：Bw＝Pixc*K*D＝3.6GHz。通过所述输入视频带载计算方法可以判定任一个视频输入采集板卡需要HDMI视频输入接口的具体数量，从而使视频备份装置能够更加高效、准确的运行，同时节省设置不必要的HDMI视频输入接口。

图6为本发明一实施例的一种视频备份装置的视频输入采集板卡视频备份流程图；在所述步骤，对分别来自各个视频输入采集板卡或总备份视频管理单元发送来的视频数据进行处理，之前还包括：

S600、判断输入的视频是否是同一视频输入采集板卡内不同视频输入口输入的视频，如果是，进行下一步，如果否进行所述步骤对分别来自各个视频输入采集板卡或总备份视频管理单元发送来的视频数据进行处理；

S602、以任意一个HDMI输入作为主输出，并选择任意其他一个HDMI接口作为备用接口，当主视频出现异常时，自动切换到备用接口；

S604、由每个采集板卡内所述视频基础管理单元经由对应的每个所述视频输入采集板卡内备份模块、对应的每个所述视频输入采集板卡内编码模块处理；

S606、由对应的每个所述视频输入采集板卡经过高速数据接口和采集板卡间和总备份视频管理单元的输入输出模块进行选择输出。

具体而言，视频输入采集板卡内不同视频输入口的备份方法，例如，HDMI1/HDMI2/HDMI3/HDMI4之间的视频备份，任意一个HDMI输入作为主输出，可以选择任意其他一个HDMI接口作为备用接口，当主视频出现异常时，自动切换到备用接口；

所述视频输入采集板卡包括1至4个视频分路采集单元和共同对应的一个视频基础管理单元；每个所述视频分路采集单元分别对应一个HDMI视频输入接口；每个所述视频输入采集板卡内有一个所述视频基础管理单元；所述视频输入采集板卡还包括一个至四个所述视频分路采集单元及其对应的所述HDMI视频输入接口；一个至四个所述视频分路采集单元及其对应的所述HDMI视频输入接口共同对应于所述视频输入采集板卡内的所述视频基础管理单元；所述视频输入采集板卡，包括1至4路HDMI接口输入，经视频分路采集单元初步采集之后，由每个采集板卡内所述视频基础管理单元经由对应的每个所述视频输入采集板卡内备份模块、对应的每个所述视频输入采集板卡内编码模块处理后，由对应的每个采集板卡内视频输出管理模块，经过高速数据接口进行选择输出。视频采集板卡的数量上限由采集板卡间和总备份视频管理单元的判断选择单元的计算模块计算得出；单个HDMI接口最大可以输入4K@60Hz的视频，也可以多路输入2K@60Hz视频组成1路4K@60Hz视频。高速数据接口采用2对10G高速Serdes接口，最大可以输出4K@60Hz视频。

图7为本发明一实施例的一种视频备份装置的总备份视频管理单元的视频备份流程图。所述总备份视频管理单元的视频备份方法包括：

步骤S700、接收任一个采集板卡间和总备份视频管理单元的输入视频；

步骤S702、根据路由信息进行备份；

步骤S704、把所述的备份输入视频从原来所述采集板卡间和总备份视频管理单元输出到一个任意其他的采集板卡间和总备份视频管理单元进行视频处理；

步骤S706、经过接续显示视频备份输出单元的路由编码模块编码，

步骤S708、由输入输出模块输出到LED显示屏。

具体而言，在总备份视频管理单元备份方式中，当采集板卡间和总备份视频管理单元的采集板卡1的输入视频作为主视频，采用采集板卡间和总备份视频管理单元2的采集板卡2的输入视频进行备份，当所述主视频出现故障时，可以从采集板卡间和总备份视频管理单元2的采集板卡2的输入视频进行经总备份视频管理单元，进入采集板卡间和总备份视频管理单元，对其采集板卡1的输入视频进行备份。

总备份视频管理单元备份方式是最复杂的备份方式，用其中一个采集板卡间和总备份视频管理单元的输入视频作为主输入视频，用另一个采集板卡间和总备份视频管理单元的输入视频作为备份视频。实质是跨越至少两个采集板卡间和总备份视频管理单元的视频备份；用任意一个采集板卡间和总备份视频管理单元的输入视频，备份其他的采集板卡间和总备份视频管理单元的输入视频。

又例如：第一个采集板卡间和总备份视频管理单元对应的第一个视频基础管理单元1的输入视频为主视频，则第二个采集板卡间和总备份视频管理单元对应的第一个视频基础管理单元1的输入视频为备份视频；当视频输出在第一个采集板卡间和总备份视频管理单元时，则发挥作用的相应的备份切换管理模块是位于第一个采集板卡间和总备份视频管理单元的；当视频输出在第二个采集板卡间和总备份视频管理单元时，则发挥作用的相应的备份切换管理模块是位于第二个采集板卡间和总备份视频管理单元的；当视频输出在第三个采集板卡间和总备份视频管理单元时，则发挥作用的相应的备份切换管理模块是位于第三个采集板卡间和总备份视频管理单元的；此时一个采集板卡间和总备份视频管理单元的第一个采集和备份管理单元的输入视频为主视频，第二个采集板卡间和总备份视频管理单元的第一个采集和备份管理单元的为备份视频；主视频和备份视频都需要输出到总备份视频管理单元。

所述总备份视频管理单元与各个所述采集板卡间和总备份视频管理单元之间采用4对10G高速Serdes接口，可以处理8K@60Hz的视频备份，整个系统可以有16个相同的第2级视频管理单元，因此最大可处理32Kx4K@60Hz的视频任意备份。按照同样的方式，可以把整个系统扩展到128Kx4K@60Hz的系统，甚至256Kx4K@60Hz的系统。

所述状态监控是实时监控输入视频的分辨率，帧频，色深或像素时钟等出现异常都判断是输入视频出现异常，然后输出当前视频异常指示，作为备份切换管理模块进行备份切换的触发信号。

结合以上视频基础管理单元、采集板卡间和总备份视频管理单元、总备份视频管理单元三种备份管理单元，可以实现视频输入采集板卡内的视频备份，也可以实现8Kx2K的小系统内的视频输入采集板卡间的视频备份，也可以实现不同8Kx2K之间的输入视频备份。

本发明实施例还提供了一种视频备份方法，所述视频备份方法包括：输入视频同时还在视频基础管理单元、采集板卡间和总备份视频管理单元、总备份视频管理单元之间任一个所述单元内进行备份；或者在任两个所述单元内进行备份；或者同时在三个所述单元内进行备份；上述备份方法是视频混合备份的方法，可以增强输入视频的备份次数，加强系统的可靠性和稳定性。

总备份视频管理单元接收来自采集板卡间和总备份视频管理单元的输入视频，然后进行备份；在需要调用备份视频时，把备份的所述输入视频从原来所述采集板卡间和总备份视频管理单元输出到一个任意其他的采集板卡间和总备份视频管理单元；再经过接续显示视频备份输出单元的路由编码模块编码后由输入输出模块输出到LED显示屏；

采集板卡间和总备份视频管理单元与各个板卡之间采用2对10G高速Serdes接口，可处理4K@60Hz的视频路由；

总备份视频管理单元与各个采集板卡间和总备份视频管理单元之间采用4对10G高速Serdes接口，可以处理8K@60Hz的视频备份，整个系统共有16个相同的第2级视频管理单元，因此最大可处理32Kx4K@60Hz的视频任意备份。按照同样的方式，可以把整个系统扩展到128Kx4K@60Hz的系统，或256Kx4K@60Hz的系统。

高速连接接口是采集板卡间和总备份视频管理单元与总备份视频管理单元之间的数据通道，采用4对10G高速Serdes接口，可以处理2路4K或者1路8Kx2K的视频路由的双向传输，可以把本系统的2个输入管理单元的视频全部输出到其他的采集板卡间和总备份视频管理单元，也可以接收来自其他采集板卡间和总备份视频管理单元输入的视频。

请参阅图8，图8为本发明一实施例的一种视频备份系统的示意图。所述视频备份系统包括：实现本发明申请任一实施例所述的视频备份装置，或实现本发明申请任一实施例所述的视频备份方法。

本发明申请一实施例还提供了一种电子设备，包括处理器和机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，在被处理器调用和执行时，所述处理器可执行指令促使所述处理器：实现本发明申请任一实施例所述的视频备份方法，或实现本发明申请任一实施例所述的视频备份装置。

本发明申请一实施例还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，其中所述计算机程序在由处理器执行时实现上述任一实施例所述的视频备份的方法。

所述系统/计算机装置集成的部件/模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施方式方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，所述计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施方式的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读存储介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

在本发明所提供的几个具体实施方式中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施方式仅仅是示意性的，例如，所述部件的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块/部件可以集成在相同处理模块/部件中，也可以是各个模块/部件单独物理存在，也可以两个或两个以上模块/部件集成在相同模块/部件中。上述集成的模块/部件既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块/部件的形式实现。

对于本领域技术人员而言，显然本发明实施例不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明实施例的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明实施例。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明实施例的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明实施例内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统、装置或终端权利要求中陈述的多个单元、模块或装置也可以由同一个单元、模块或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种视频备份装置，其特征在于，所述视频备份装置包括：

采集板卡间和总备份视频管理单元，包括判断选择单元，视频处理模块，接续显示视频备份输出单元，数据转换模块，备份模块，测试验证模块；

所述采集板卡间和总备份视频管理单元，用以把分别来自各个所述采集板卡间或总备份视频管理单元发送来的视频数据，经视频处理之后，经千兆网口或者万兆光纤口输出到LED显示屏；所述视频处理包括视频的分割、插入和/或整合；

所述视频处理模块，用以依据所述视频输入采集板卡内编码模块的编码对接收到的视频进行解码、分割、插入整合和/或再编码；

所述数据转换模块，用以接收从不同的主备输入选择模块输出的视频，然后进行视频格式的转换，转换成高速接口模块的数据格式；

所述备份模块，用以在选择主输入视频之后，备份输入视频的数据；

所述测试验证模块，用以产生测试视频，其产生的视频分辨率从2K到4K之间的任意分辨率，以适应备份不同的输入视频；

所述接续显示视频备份输出单元，用以把分别来自各个所述采集板卡间或来自总备份视频管理单元发送来的视频数据，经视频处理之后，经千兆网口或者万兆光纤口输出到LED显示屏；

所述接续显示视频备份输出单元包括，备份切换管理模块，路由编码模块，输入输出模块；

所述备份切换管理模块，用以在主视频和备用视频间进行切换；

所述备份切换管理模块包括，手动切换备份设置子模块，自动切换备份管理子模块；

手动切换备份设置子模块，当选择主用视频进行视频输出之后，配置好相应的备份视频，需要手动进行主用视频和备用视频的切换，用于检测主视频通道和备份视频通道视频显示正常，以防万一主输入视频异常时，备份视频也是异常，导致视频无输出从而引起后端LED屏显示黑屏；

自动切换备份管理子模块，当主用视频和相应的备份视频通道设置好对应关系之后，系统将进入自动切换备份管理工作模式。此模块实时监测主输入视频和备输入视频信号工作状态,当检测到主用输入视频出现故障时，则立即自动切换到备份工作视频通道模式，从而做到无缝切换，不影响现场LED显示屏的正常显示，当主视频通道恢复正常之后，则自动切换回主输入视频通道；

所述路由编码模块，用以对需要输入或输出的视频进行编码，以便执行正确的路由；

所述输入输出模块，用以在输入视频经过备份后输出到所述接续显示视频备份输出单元，再经千兆网口或者万兆光纤口输出到LED显示屏；还用以接收来自总备份视频管理单元处理后的备份视频数据，并经千兆网口或者万兆光纤口输出到LED显示屏；

所述判断选择单元，用以对所述各个采集板卡输入的视频格式，帧频，分辨率和带载进行评分，并以所述评分为依据进行判断，根据此判断决定所述视频的备份路由；所述判断选择单元，包括评估模块、计算模块；

所述评估模块，用以对所述各个采集板卡输入的视频格式，帧频，分辨率和带载进行评分和排序，并根据排序输出评估结果；还用以对主输入视频的备份输入视频接口选择，可以选择一路主输入视频，然后配置1路备份输入视频，也可以是一个主输入视频，对应有多个备份输入视频。即主视频和备份视频同时输入，然后根据备份管理模块的控制，然后选择其中一路主输入视频或备输入视频进行输出；

所述计算模块，用以计算得出视频采集板卡的数量上限；还用以就从“视频输入接口模块”接收的视频，计算输入视频的分辨率大小，色深，帧频，颜色空间，像素时钟信息，并根据这些信息判断其输入视频所需要的带宽。

2.根据权利要求1所述的视频备份装置，其特征在于，所述视频备份装置，还包括：

视频输入采集板卡，所述视频采集板卡包括1至4个视频分路采集单元，所述1至4个视频分路采集单元对应1至四个HDMI视频输入接口，所述1至4个视频分路采集单元共同对应一个视频基础管理单元；所述视频基础管理单元包括视频输入采集板卡内备份模块、视频输入采集板卡内编码模块；

所述视频基础管理单元，用以接收、处理输入的备份视频数据，并进行编码；还用以实时接收从视频分路采集单元接收的视频，当视频出现异常时，切换到其他备份视频；

所述视频输入采集板卡内备份模块，用以对通过HDMI视频输入接口对应输入所述一个至四个视频分路采集单元的视频，在所述视频输入采集板卡内进行备份；

所述视频输入采集板卡内编码模块，用以对通过HDMI视频输入接口对应输入所述一个至四个视频分路采集单元的视频进行编码；

所述视频分路采集单元，用以采集输入视频，以及判定输入视频分辨率，帧频，色深等信息的初步处理；还用以通过对应的HDMI视频输入接口接收输入的需要备份数据。

3.根据权利要求1所述的视频备份装置，其特征在于，所述视频备份装置，还包括：

总备份视频管理单元，用以接收采集板卡间和总备份视频管理单元的备份视频，然后根据配置，把视频从任意一个第2级视频管理单元输出到其他任意一个采集板卡间和总备份视频管理单元，再经过第2级视频路由单元输出到接续显示视频备份输出单元；

视频备份模块，用以对接收到的来自采集板卡间和总备份视频管理单元的视频数据进行备份；

状态监控模块，用以实时监控输入视频是否正常稳定。

4.根据权利要求1-3任一所述的视频备份装置，其特征在于，所述视频备份装置，还包括：

高速数据接口，用以负责把选择后的1路或者多路输入视频，经高速数据接口输出到采集板卡间视频备份基础判断单元；

视频输入接口模块，用以控制HDMI接口或者DP接口，负责接收输入视频，所述输入视频的分辨率大小为从2K到4K的任意分辨率；

高速数据接口模块，用以管控高速数据接口及其数据传输。

5.一种视频备份方法，其特征在于，所述视频备份方法，包括：

步骤1、对分别来自各个视频输入采集板卡或总备份视频管理单元发送来的视频数据进行处理；

步骤2、依据所述视频输入采集板卡内编码模块的编码对接收到的视频进行解码、分割、插入整合和/或再编码；

步骤3、对所述各个采集板卡输入的视频格式，帧频，分辨率、带载进行评分；

步骤4、以评分为依据进行判断，根据此判断决定所述视频的备份路由和备份方式，进行视频备份；

步骤5、经千兆网口或者万兆光纤口输出到LED显示屏。

6.根据权利要求5所述的视频备份方法，其特征在于，在所述步骤，对分别来自各个视频输入采集板卡或总备份视频管理单元发送来的视频数据进行处理，之前还包括：

步骤1、判断输入的视频是否是同一视频输入采集板卡内不同视频输入口输入的视频，如果是，进行下一步，如果否进行所述步骤对分别来自各个视频输入采集板卡或总备份视频管理单元发送来的视频数据进行处理；

步骤2、以任意一个HDMI输入作为主输出，并选择任意其他一个HDMI接口作为备用接口，当主视频出现异常时，自动切换到备用接口；

步骤3、由每个采集板卡内所述视频基础管理单元经由对应的每个所述视频输入采集板卡内备份模块、对应的每个所述视频输入采集板卡内编码模块处理

步骤4、由对应的每个所述视频输入采集板卡经过高速数据接口和采集板卡间和总备份视频管理单元的输入输出模块进行选择输出。

7.根据权利要求5所述的视频备份方法，其特征在于，所述总备份视频管理单元的视频备份方法包括：

步骤1、接收任一个采集板卡间和总备份视频管理单元的输入视频；

步骤2、根据路由信息进行备份；

步骤3、把备份的所述输入视频从原来所述采集板卡间和总备份视频管理单元输出到一个任意其他的采集板卡间和总备份视频管理单元进行视频处理；

步骤4、经过接续显示视频备份输出单元的路由编码模块编码，

步骤5、由输入输出模块输出到LED显示屏。

8.根据权利要求5-7任一所述的视频备份方法，其特征在于，所述视频备份方法包括：输入视频同时还在视频基础管理单元、采集板卡间和总备份视频管理单元、总备份视频管理单元之间任一个所述单元内进行备份；或者在任两个所述单元内进行备份；或者同时在三个所述单元内进行备份。

9.一种视频备份系统，其特征在于，所述视频备份系统包括：权利要求1-4任一所述的视频备份装置或权利要求5-8任一所述的视频备份方法。

10.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，在被处理器调用和执行时，所述处理器可执行指令促使所述处理器：实现权利要求5-8任一所述的视频备份方法。

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