CN111669531A - 一种视频编码器及其操控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种视频编码器及其操控方法，视频编码器包括电源电路、FPGA芯片、第一压缩单元、第二压缩单元和通讯接口；FPGA芯片分别与第一压缩单元和第二压缩单元进行数据传输，并通过通讯接口与外围设备通讯。外围设备包括计算机用户终端和CameraLink摄像机。FPGA芯片从CameraLink摄像机接收视频，传给第一压缩单元或第二压缩单元进行视频压缩，计算机用户终端通过控制FPGA芯片，实现第一压缩单元和第二压缩单元的自动切换，并将压缩视频反馈回计算机用户终端。本发明有效的减少了人工操控，解决了在输入图像切换时场景监视无法保持连续的问题，并且通过传输防拥塞功能，在发生数据溢出时最大限度减少丢帧或错帧影响。

Description

一种视频编码器及其操控方法
技术领域
本发明涉及视频传输技术领域，尤其涉及一种视频编码器及其操控方法。
背景技术
视频编码器是把原始拍摄或者采集的视频进行压缩的功能硬件设备，随着音视频的不断发展，直播的热潮，视频编码器在我们生活中至关重要。当下广泛应用于广播行业(电视台直播、网络直播)、通讯行业(视频会议、网络安全监控)、医疗行业(数字化医疗、远程示教)、教育行业(远程教学、资源共享、教学录播)等等都离不开视频编码器传输技术。视频编码器作用主要作用是将摄像机拍摄的视频信息直接编码然后推流到网络服务器上或者拾音器等设备采集到的音视频信号经过压缩编码，通过网络传输到后端的监控中心。现有技术视频编码器或在输入图像由红外切换到可见光或由可见光切换到红外时，需要人工更改配置，费时费力，尤其会影响对场景监视的非连续性；或压缩后数据在传输时无拥塞防护，发生数据溢出时，会造成解压显示端更严重的丢帧或错帧现象。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的缺陷，提供了一种视频编码器及其操控方法，解决以往视频编码器无法双路自动及保持场景监视连续性切换和传输无拥塞防护的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种视频编码器，其改进之处在于：包括电源电路、FPGA芯片、第一压缩单元、第二压缩单元和通讯接口；
所述FPGA芯片分别与所述第一压缩单元和第二压缩单元进行数据传输，并通过所述通讯接口与外围设备通讯；
所述电源电路接通电源板后，用于给视频编码器供电。
其中：所述外围设备包括计算机用户终端和CameraLink摄像机；
所述通讯接口包括数据传输接口、CameraLink接口和通讯控制接口；
所述FPGA芯片通过所述CameraLink接口接收所述CameraLink摄像机中的视频，再传输给所述第一压缩单元或所述第二压缩单元进行压缩；
所述计算机用户终端通过所述通讯控制接口控制所述FPGA芯片选择所述第一压缩单元或所述第二压缩单元，并将压缩视频通过所述数据传输接口反馈回所述计算机用户终端。
其中：所述第一压缩单元和所述第二压缩单元均包括DM368、DDR缓存器、程序FLASH模块；
所述DM368通过所述程序FLASH模块启动后，将采集的视频数据进行压缩，存储在所述DDR缓存器中。
其中：所述FPGA芯片配有FIFO存储器，用于缓冲所述第一压缩单元或所述第二压缩单元输出的压缩视频。
本发明还提供了一种如上述视频编码器的操控方法，其改进之处在于，所述方法包括如下步骤：
(1)接到视频图像时序信号时，第一压缩单元逐帧采集和压缩可见光图像，第二压缩单元逐帧采集和压缩红外图像；
(2)根据计算机用户终端的图像显示需求，所述FPGA芯片根据所述计算机用户终端的RS422指令信号，对视频图像时序信号输入到所述第一压缩单元或所述第二压缩单元进行切换，完成所述计算机用户终端显示可见光或红外图像的切换过程；
(3)当前的所述第一压缩单元或所述第二压缩单元与所述FPGA芯片通讯，并在每压缩完一帧后，读取所述FIFO存储器的当前存储状态，与压缩数据量作比较，若无拥塞风险，则将压缩完一帧后的压缩数据传输到所述FIFO存储器，若有拥塞风险，则所述第一压缩单元或所述第二压缩单元控制压缩暂停，并保留当前压缩数据量；
(4)所述当前压缩数据实时与所述FIFO存储器的当前存储状态作比较，直至无拥塞风险，舍弃当前压缩数据，返回步骤(3)，进行下一帧图像的压缩。
其中：所述拥塞风险的判定包括：
有拥塞风险：
当前压缩数据>(FIFO容量-FIFO当前存储状态)×90％；
无拥塞风险：
当前压缩数据≤(FIFO容量-FIFO当前存储状态)×90％。
实施本发明的，具有以下有益效果：
本发明有效的减少了人工操控，解决了在输入图像切换时场景监视无法保持连续的问题，并且通过传输防拥塞功能，在发生数据溢出时最大限度减少丢帧或错帧影响。
附图说明
图1是本发明提出的视频编码器框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例提出的一种视频编码器，其框图如图1所示，包括用于给编码器供电的电源电路、用于控制的FPGA芯片、用于采集和压缩可见光图像数据的第一压缩单元、用于采集和压缩红外图像数据的第二压缩单元和用于通讯的通讯接口。外围设备包括计算机用户终端和CameraLink摄像机，通讯接口包括数据传输接口、CameraLink接口和通讯控制接口。所述FPGA芯片通过所述CameraLink接口接收所述CameraLink摄像机中的视频，再传输给所述第一压缩单元或所述第二压缩单元。同时所述计算机用户终端通过所述通讯控制接口控制所述FPGA芯片选择所述第一压缩单元或所述第二压缩单元，并通过所述数据传输接口反馈回所述计算机用户终端。
根据上述提供的视频编码器，本实施例对应的操控方法包括如下步骤：
(1)接到视频图像时序信号时，第一压缩单元逐帧采集和压缩可见光图像，第二压缩单元逐帧采集和压缩红外图像。两路压缩单元设计为视频采集驱动方式，即接收到视频图像时序信号时，自动驱动压缩单元逐帧采集、压缩，反之，压缩单元暂停，低功耗待机。红外图像分辨率为640×512，有效数据位8bit，帧频50Hz，每秒数据量为262Mbps；可见光图像分辨率为1280×1024，有效数据位8bit，帧频25Hz，每秒数据量为524Mbps。
(2)根据计算机用户终端的图像显示需求，所述FPGA芯片根据所述计算机用户终端的RS422指令信号，对视频图像时序信号输入到所述第一压缩单元或所述第二压缩单元进行切换，完成所述计算机用户终端显示可见光或红外图像的切换过程；在切换时，通过逻辑处理保证切换在图像信号的帧消隐期间进行。例如，用于提出由可见光图像改为红外图像，则通过发送指令，控制FPGA芯片进行图像的切换过程。
(3)切换完成后的当前的所述第一压缩单元或所述第二压缩单元与所述FPGA芯片通讯，并在每压缩完一帧后，读取所述FIFO存储器的当前存储状态，与压缩数据量作比较，若无拥塞风险，则将压缩完一帧后的压缩数据传输到所述FIFO存储器，若有拥塞风险，则所述第一压缩单元或所述第二压缩单元控制压缩暂停，并保留当前压缩数据量；
(4)所述当前压缩数据实时与所述FIFO存储器的当前存储状态作比较，直至无拥塞风险，舍弃当前压缩数据，返回步骤(3)，进行下一帧图像的压缩。
具体的，所述拥塞风险的判定包括：
有拥塞风险：
当前压缩数据>(FIFO容量-FIFO当前存储状态)×90％；
无拥塞风险：
当前压缩数据≤(FIFO容量-FIFO当前存储状态)×90％。其中的FIFO存储器的容量，由用户确定。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种视频编码器，其特征在于：包括电源电路、FPGA芯片、第一压缩单元、第二压缩单元和通讯接口；
所述FPGA芯片分别与所述第一压缩单元和第二压缩单元进行数据传输，并通过所述通讯接口与外围设备通讯；
所述电源电路接通电源板后，用于给视频编码器供电。
2.根据权利要求1所述的视频编码器，其特征在于：所述外围设备包括计算机用户终端和CameraLink摄像机；
所述通讯接口包括数据传输接口、CameraLink接口和通讯控制接口；
所述FPGA芯片通过所述CameraLink接口接收所述CameraLink摄像机中的视频，再传输给所述第一压缩单元或所述第二压缩单元进行压缩；
所述计算机用户终端通过所述通讯控制接口控制所述FPGA芯片选择所述第一压缩单元或所述第二压缩单元，并将压缩视频通过所述数据传输接口反馈回所述计算机用户终端。
3.根据权利要求1所述的视频编码器，其特征在于：所述第一压缩单元和所述第二压缩单元均包括DM368、DDR缓存器、程序FLASH模块；
所述DM368通过所述程序FLASH模块启动后，将采集的视频数据进行压缩，存储在所述DDR缓存器中。
4.根据权利要求2所述的视频编码器，其特征在于：所述FPGA芯片配有FIFO存储器，用于缓冲所述第一压缩单元或所述第二压缩单元输出的压缩视频。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的视频编码器的操控方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)接到视频图像时序信号时，第一压缩单元逐帧采集和压缩可见光图像，第二压缩单元逐帧采集和压缩红外图像；
(2)根据计算机用户终端的图像显示需求，所述FPGA芯片根据所述计算机用户终端的RS422指令信号，对视频图像时序信号输入到所述第一压缩单元或所述第二压缩单元进行切换，完成所述计算机用户终端显示可见光或红外图像的切换过程；
(3)当前的所述第一压缩单元或所述第二压缩单元与所述FPGA芯片通讯，并在每压缩完一帧后，读取所述FIFO存储器的当前存储状态，与压缩数据量作比较，若无拥塞风险，则将压缩完一帧后的压缩数据传输到所述FIFO存储器，若有拥塞风险，则所述第一压缩单元或所述第二压缩单元控制压缩暂停，并保留当前压缩数据量；
(4)所述当前压缩数据实时与所述FIFO存储器的当前存储状态作比较，直至无拥塞风险，舍弃当前压缩数据，返回步骤(3)，进行下一帧图像的压缩。
6.根据权利要求5所述的视频编码器，其特征在于：所述拥塞风险的判定包括：
有拥塞风险：
当前压缩数据>(FIFO容量-FIFO当前存储状态)×90％；
无拥塞风险：
当前压缩数据≤(FIFO容量-FIFO当前存储状态)×90％。
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