CN111614869A - 一种4k高清摄像机双路画面采集系统 - Google Patents

一种4k高清摄像机双路画面采集系统 Download PDF

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陈越
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Abstract

本发明公开了一种4K高清摄像机双路画面采集系统，4K高清摄像机端包括教师摄像机和学生摄像机，通过分析教师摄像机和学生摄像机的画面，定位到特定目标位置，以特定目标为中心裁剪1K特写画面，分别提取特写和全景画面的每帧YUV数据，再按奇偶交叉顺序交织为1080P60的复合视频流；录播机端通过分离算法将接收到的复合视频流的每帧YUV数据区分为特写视频流和全景视频流，再对特写视频流和全景视频流分别进行录制和直播处理；显示器端连接于录播机端，用于显示录播机端处理后的特写视频流和全景视频流。该系统可以实现从单个高清摄像机采集双路画面的功能，减少了录播系统中高清摄像机的配置个数，从而降低了系统配置成本。

Description

一种4K高清摄像机双路画面采集系统
技术领域
本发明涉及高清视频处理技术领域，尤其涉及一种4K高清摄像机双路画面采集系统。
背景技术
目前，在智能化教育飞速发展的今天，课堂录播系统作为一种新型教学模式在整合优质教学资源、推进课程互动教学、强化课堂教学成果等方面的应用越来越广泛，为了实现多角度全方位记录课堂教学互动过程，录播系统一般采用多机位拍摄手法。
如图1为现有技术中录播外设的示意图，为了完整且有所侧重地记录课堂上教师与学生的互动情况，传统录播系统需设置包括教师全景、教师特写、学生全景、学生特写在内的至少四台摄像机，若对板书有要求则还需添加一台板书摄像机，这样不仅增加了布线难度也提高了课堂录播系统的配置成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种4K高清摄像机双路画面采集系统，该系统可以实现从单个高清摄像机采集双路画面的功能，减少了录播系统中高清摄像机的配置个数，从而降低了系统配置成本。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种4K高清摄像机双路画面采集系统，包括4K高清摄像机端、录播机端和显示器端，其中：
所述4K高清摄像机端包括教师摄像机和学生摄像机，通过分析教师摄像机和学生摄像机的画面，定位到特定目标位置，以特定目标为中心裁剪1K特写画面，分别提取特写和全景画面的每帧YUV数据，再按奇偶交叉顺序交织为1080P60的复合视频流，并通过BT1120接口协议设置后传输至所述录播机端；
所述录播机端通过分离算法将接收到的复合视频流的每帧YUV数据区分为特写视频流和全景视频流，再对区分后的特写视频流和全景视频流分别进行录制和直播处理；
所述显示器端连接于所述录播机端，用于显示所述录播机端处理后的特写视频流和全景视频流。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，上述系统可以实现从单个高清摄像机采集双路画面的功能，减少了录播系统中高清摄像机的配置个数，从而降低了系统配置成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。
图1为现有技术中录播外设的示意图；
图2为本发明实施例提供的4K高清摄像机双路画面采集系统的结构示意图；
图3所示为本发明实施例所述4K高清摄像机双路画面采集系统的实现原理示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图2所示为本发明实施例提供的4K高清摄像机双路画面采集系统的结构示意图，所述系统主要包括4K高清摄像机端、录播机端和显示器端，其中：
所述4K高清摄像机端包括教师摄像机和学生摄像机，通过分析教师摄像机和学生摄像机的画面，定位到特定目标位置，以特定目标为中心裁剪1K特写画面，分别提取特写和全景画面的每帧YUV数据，再按奇偶交叉顺序交织为1080P60的复合视频流，并通过BT1120接口协议设置后传输至所述录播机端；
所述录播机端通过分离算法将接收到的复合视频流的每帧YUV数据区分为特写视频流和全景视频流，再对区分后的特写视频流和全景视频流分别进行录制和直播处理；
所述显示器端连接于所述录播机端，用于显示所述录播机端处理后的特写视频流和全景视频流。
具体实现中，所述4K高清摄像机端采用交织算法，而录播机端采用分离算法，如图3所示为本发明实施例所述4K高清摄像机双路画面采集系统的实现原理示意图，结合图3：
在4K高清摄像机端，首先通过教师摄像机和学生摄像机获得2160P的原始视频流，再对原始视频流进行缩放实时获取1080P30的全景画面，并通过移动侦测或人脸识别获取原始视频流中特定目标所在位置，以特定目标作为中心点实时裁剪获取1080P30的特写画面；因为H.264和MPEG等视频编解码器都是基于YUV码流进行解析的，所以视频流也以YUV码流格式进行传输，然后按照BT1120接口协议来传输YUV码流数据，将特写画面对应的BT1120行数据中亮度分量Y的Y0和Y1差值设置在190以下，将全景画面对应的BT1120行数据中亮度分量Y的Y0和Y1差值设置在210以上，基于BT1120单个时钟传输2字节数据，设置148.5MHZ的时钟即可传输特写画面与全景画面奇偶交叉组合后的1080P60模式的复合视频流，再通过设置148.5MHZ的时钟频率经BT1120接口传输至所述录播机端。
在所述录播机端，具体是通过BT1120接口获取到1080P60的复合视频流后，按协议区分每帧YUV数据为特写视频流或全景视频流；然后将分离提取后的1080P30特写视频流和1080P30全景视频流分别接入对应的视频处理子单元进行处理，完成几路视频的录制和直播。具体实现中，若亮度分量Y的前两个值Y0和Y1差值在190以下，则将该帧数据发送至特写视频处理子单元进行处理，若亮度分量Y的前两个值Y0和Y1差值在210以上，则将该帧数据发送至全景视频处理子单元进行处理。
另外，上述4K高清摄像机端的分辨率可以为3840*2160，而全高清视频要求的分辨率一般为1920*1080。
值得注意的是，本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
综上所述，本发明实施例所述系统区别于传统录播机动辄需配置四五台摄像机的情况，只需配置两台4K高清摄像机即可完成相同功能，且特写画面在摄像机内部实现对应抠取，录播系统也无需再配置专门的跟踪设备来控制特写摄像机的转动与变焦，从而大大降低了录播系统的布线难度和配置成本。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种4K高清摄像机双路画面采集系统，其特征在于，包括4K高清摄像机端、录播机端和显示器端，其中：
所述4K高清摄像机端包括教师摄像机和学生摄像机，通过分析教师摄像机和学生摄像机的画面，定位到特定目标位置，以特定目标为中心裁剪1K特写画面，分别提取特写和全景画面的每帧YUV数据，再按奇偶交叉顺序交织为1080P60的复合视频流，并通过BT1120接口协议设置后传输至所述录播机端；
所述录播机端通过分离算法将接收到的复合视频流的每帧YUV数据区分为特写视频流和全景视频流，再对区分后的特写视频流和全景视频流分别进行录制和直播处理；
所述显示器端连接于所述录播机端，用于显示所述录播机端处理后的特写视频流和全景视频流。
2.根据权利要求1所述4K高清摄像机双路画面采集系统，其特征在于，
在所述4K高清摄像机端，具体是通过教师摄像机和学生摄像机获得2160P的原始视频流，再通过提取特写和全景画面的每帧YUV数据根据BT1120协议分别标定后，按奇偶交叉顺序交织为1080P60复合视频流，再通过设置148.5MHZ的时钟频率经BT1120接口传输至所述录播机端。
3.根据权利要求1所述4K高清摄像机双路画面采集系统，其特征在于，在所述录播机端，具体是通过BT1120接口获取到1080P60的复合视频流后，按协议区分每帧YUV数据为特写视频流或全景视频流；
然后将分离提取后的1080P30特写视频流和1080P30全景视频流分别接入对应的视频处理子单元进行处理，完成几路视频的录制和直播。
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