CN114866841B - 具有回显功能的超高清多画面显示系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供具有回显功能的超高清多画面显示系统，包括，收流模块，分别获取8路8K的IP视频流，IP视频流采用JPEG‑XS格式。8K解码器对其中的一路进行解码得到8K视频解码信号；高清解码器组由8个高清解码器组成，分别对各路IP视频进行解码，得到8个高清视频信号；画面拼接模块将其拼接成一个多画面的视频信号。导播控制切换模块从8路IP视频流选择一路用于播放，选择的IP视频流输入8K解码器。8K视频信号和多画面视频信号经渲染模块处理后，输出到8K显示屏和4K显示屏。因此，通过4K显示屏可以浏览各路视频的内容，选择播出视频，将其切换到以播出相同的画面质量显示在8K显示屏上，实时监控播出内容和品质。

Description

具有回显功能的超高清多画面显示系统及方法

技术领域

本发明涉及具有回显功能的超高清多画面显示系统及方法。

背景技术

视频播放系统的功能之一是对节目视频的回显。例如，将多个视频画面拼接为一个多画面界面显示在大屏幕上，同时，分离出一路回显到单屏幕上，对播出或录制时的内容和视频品质进行监控。

随着视频分辨率、帧速率和需要管理的数据流数量的不断增加，视频带宽需求正在快速增长。现有处理高清视频回显的设备处理例如8K视频时，其处理能力已经无法承载。如果单纯增加CPU资源，CPU 的故障以及CPU之间信号往来的复杂性将直接影响到电视台视频播出的安全性。

在高清节目播出时代，例如对于8路高清视频(1920x1080像素) 的素材，一个8k的显示器即可同时显示8路视频素材，将其中一路作为监控用同时显示在单独的监视屏上时，使用一个解码器即可，只要将输出的视频信号切换到单独的显示屏即可，没有视频在两个显示屏上不同步的问题。

另外，与高清不同，8路8k视频直接拼接成大画面显示时，一方面没有可以同时显示8路8k的显示器，另一方面，也没有这个必要。对于导播而言，多画面的显示屏的主要作用在于视频内容的浏览，多画面中的每个画面并不需要都要有8k的视频质量。

本发明的目的在于提供一种简单的结构，对运算处理能力要求低，并符合实际需要的具有回显功能的多路IP视频播放系统和方法。

发明内容

本发明的第一技术方案为具有回显功能的超高清多画面显示系统，收流模块1，分别从网络获取多路IP视频流，所述多路IP视频流采用可分层编解码方式编码。

低画质解码器组21，由多个低画质解码器组成，各个低画质解码器分别对各路IP视频进行解码，获得低画质视频信号。

画面拼接模块22，对各个低画质视频信号进行处理，拼接成一个多画面的视频信号，用于视频内容浏览。

切换模块23，从所述多路IP视频流中选择一路用于播出或录制，选出的IP视频流输入到高画质解码器31。高画质解码器31，对选出的IP视频流进行解码得到高画质的视频信号，用于播出或录制时的监控。渲染模块32，分别对高画质视频信号和多画面视频信号进行渲染处理，得到高画质显示用信号和多画面显示用信号。渲染模块 32包括两个接口，高画质显示用信号和多画面显示用信号分别由两个接口输出。

由于在多画面显示时，采用低画质解码降低了解码以及后续处理的运算量，并且只要选择适合的解码质量即可满足需要。利用高画质解码器31解码得到高画质解码信息，能够例如与播出或录制时的相同的画面质量进行监控。

并且多路IP视频流可分层编解码方式编码，不同的解码器解码也能保证时间上的同步。例如对于JPEG-XS格式的编码，解码时的时间上误差可控制在1帧画面以内，完全满足导播切换视频的要求。

优选，高画质解码器31以原画质对IP视频解码。

优选，所述多路IP视频流采用相同或不同的编码格式编码。

优选，所述多路IP视频流采用JPEG-XS格式编码。

优选，所述收流模块1、低画质解码器组21、所述画面拼接模块 22、切换模块23中的处理由CPU执行，所述高画质解码器31、所述渲染模块32中的由GPU执行。

利用CPU与GPU的分工架构，能够使数据量大的高画质解码器 31、渲染模块32的处理集由GPU进行，具有较多分支跳转和逻辑判断的收流模块1、低画质解码器组21、画面拼接模块22、切换模块 23的处理集中由CPU进行，最大限度的发挥了硬件的处理能力。

优选，所述切换模块23切换时，由对应的低画质解码器获取参数信息，将所述参数信息输入高画质解码器31，所述参数信息包括低画质解码与高画质解码共用的信息。

由于高画质解码器在解码过程中，利用低画质解码器解码时的参数，降低了高画质解码器的运算数据量，提高了切换时显示的实时性。

优选，所述多路IP视频流分别为8K的IP视频流。

第二技术方案为具有回显功能的超高清多画面显示方法，包括，收流步骤S1，分别从网络获取多路IP视频流，所述多路IP视频流可分层编解码方式编码。低画质解码步骤S2以低画质解码的方式分别对各路IP视频进行解码，获得低画质视频信号。画面拼接步骤S3，对各个低画质视频信号进行处理，拼接成一个多画面的视频信号，用于视频内容浏览。

切换步骤S4，从所述多路IP视频流中选择一路用于播出或录制。高画质解码步骤S5，对选出的IP视频流进行解码得到高画质的视频信号，用于播出或录制时的监控。渲染步骤S6，分别对高画质视频信号和多画面的视频信号进行渲染处理，得到高画质显示用信号和多画面显示用信号。输出步骤S7由接口分别将所述高画质显示用信号和多画面显示用信号输出到两个显示屏显示。

优选，所述高画质解码步骤S5中，以原画质对IP视频解码。

优选，所述多路IP视频流采用JPEG-XS格式编码。

附图说明

图1是具有回显功能的超高清多画面显示系统的说明图；

图2是具有回显功能的超高清多画面显示方法的说明图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，参考标号是指本发明中的组件、技术，以便本发明的优点和特征在适合的环境下实现能更易于被理解。下面的描述是对本发明权利要求的具体化，并且与权利要求相关的其它没有明确说明的具体实现也属于权利要求的范围。

图1是具有回显功能的超高清多画面显示系统的说明图。如图1 所示，具有回显功能的超高清多画面显示系统包括：收流模块1、高清解码器组21，切换模块23、画面拼接模块22、切换模块23、渲染模块32、4K显示屏4、8K显示屏。

收流模块1与网络连接，分别从网络获取8路8K视频的IP视频流，8路IP视频流分别采用JPEG-XS格式编码，可进行分层解码。

高清解码器组21由8个高清解码器组成，各个高清解码器，即，第1解码器至第8解码器分别对各路的IP视频进行解码，获得8个高清图像的视频信号。

高清解码器组21对应于低画质解码器组，高清解码器对应于低画质解码器。

画面拼接模块22将8个高清图像的视频信号进行处理，将画面拼接成一个多画面的视频信号，用于视频内容的浏览，

切换模块23，从8路IP视频流中选择一路用于播出或录制，选出的IP视频流输入到8K解码器31，由高画质解码器31，对其进行解码得到8K视频信号，该视频信号用于播出或录制时的监控。

切换模块23切换时，由对应的高清解码器获取参数信息(与8K 解码共用的信息)，将参数信息输入8K解码器31，8K解码器31利用输入的参数信息进行解码。高清解码与8K解码共用信息。

切换模块23由导播操作，即，导播通过浏览4K显示屏上的8 个视频的画面确定播出或录制的视频。切换模块23例如可以通过以下方式实现，预先在配置文件中设置需要切换的8路IP视频信号的网络IP和端口并对8路信号命名为1-8的数字，初始时默认打开1。打开程序EXE文件，此时的画面为信号1的画面。

在操作屏上设置鼠标右键可修改不同的输入信号，鼠标点击右键，将1-8的列表安装纵列排布。导播选择当前要输入的信号时，例如选择第6路IP视频时，操作鼠标点击6即可。

渲染模块32，分别对8K视频信号和多画面拼接视频信号进行渲染处理，得到8K分辨率的显示用视频信号和4K分辨率的多画面显示用视频信号，渲染模块32有两个接口，分别向8K显示屏8和4K 显示屏4输出8K分辨率的视频信号和4K分辨率的多画面视频信号。

因此，使用具有回显功能的超高清多画面显示系统进行显示时，导播只要浏览4K显示屏4上的8个画面，确认同一时刻8路的视频内容，通过操作切换模块23选择适合的视频用于播出或节目录制。被选择的视频同时输入到8K解码器31，按原画质解码后显示在8K 显示屏8上，导播可通过8K的超高清屏幕实时的监控正在播出或录制的视频，包括视频的细微部分或画面质量。

由于在多画面显示时，采用高清解码降低了解码以及后续处理的运算量，由于素材的浏览不涉及画面的最细微部分，各个画面采用高清解码完全满足需要。

本实施方式中，8个视频的画面拼接成一个4K的画面，但也可以将8个视频的画面拼接成一个8K的画面。

由于8路IP视频流采用JPEG-XS格式编码，8K解码器和高清解码器可通过分层进行解码，并且解码过程中有一部分数据(参数) 可以共用。并且，JPEG-XS格式的编码，解码时的时间上误差可控制在1帧画面以内，完全满足导播切换视频的要求。

作为硬件，本实施方式中，收流模块1、高清解码器组21、画面拼接模块22、切换模块23中的处理由CPU执行，高画质解码器31、渲染模块32中的处理由GPU执行。

利用CPU与GPU的分工架构，能够使数据量大的高画质解码器 31、渲染模块32的处理集由GPU进行，具有较多分支跳转和逻辑判断的收流模块1、低画质解码器组21、画面拼接模块22、切换模块 23的处理集中由CPU进行，最大限度的发挥了硬件的处理能力。

以下对具有回显功能的超高清多画面显示方法进行说明。

图2是具有回显功能的超高清多画面显示方法的说明图。如图2 所示，

收流步骤S1，分别从网络获取8路IP视频流，8路IP视频流分别采用同样的JPEG-XS格式。

高清解码步骤S2，以高清解码的方式分别对8路IP视频进行解码，获得高清视频信号。

画面拼接步骤S3，对各个高清视频信号进行处理，将其拼接成一个有8个画面组成的多画面视频信号。

切换步骤S4，导播从8路IP视频流中选择一路用于播出或录制。

8K解码步骤S5，对选出的IP视频流进行解码得到8K视频信号，用于播出或录制时的监控，

渲染步骤S6，分别对8K视频信号和多画面的视频信号进行渲染处理，得到8K显示用信号和多画面显示用信号。

输出步骤S7，由接口分别将8K显示用信号和多画面显示用信号输出到8K显示屏8和4K显示屏4显示。

应该注意的是，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

Claims (7)

1.一种具有回显功能的超高清多画面显示系统，其特征在于，包括，

收流模块(1)，分别从网络获取多路IP视频流，所述多路IP视频流采用可分层编解码方式编码，

低画质解码器组(21)，由多个低画质解码器组成，各个低画质解码器分别对各路IP视频进行解码，获得多路低画质视频信号，

画面拼接模块(22)，对各路低画质视频信号进行处理，拼接成一个多画面视频信号，用于视频内容浏览，

切换模块(23)，从所述多路IP视频流中选择一路用于播出或录制，选出的IP视频流输入到高画质解码器(31)，

高画质解码器(31)，对选出的IP视频流进行解码得到高画质视频信号，用于播出或录制时的监控，

渲染模块(32)，分别对所述高画质视频信号和所述多画面视频信号进行渲染处理，得到高画质显示用信号和多画面显示用信号，

渲染模块(32)包括两个接口，所述高画质显示用信号和所述多画面显示用信号分别由两个接口输出，

还包括第一显示屏(4)，接收所述多画面显示用信号，以一个多画面视频集中显示所述多路IP视频流；

第二显示屏(8)，接收所述高画质显示用信号，单独显示由所述多路IP视频流中选出的一路视频流，

其中，所述多路IP视频流采用JPEG-XS格式编码，

所述低画质解码器组(21)中的各个低画质解码器分别对各路所述IP视频流进行分层解码，得到参数信息，

所述高画质解码器(31)对该IP视频流进行分层解码时，利用低画质解码器解码得到的所述参数信息。

2.根据权利要求1所述的具有回显功能的超高清多画面显示系统，其特征在于，所述高画质解码器(31)以原画质对所述IP视频流进行分层解码。

3.根据权利要求2所述的具有回显功能的超高清多画面显示系统，其特征在于，所述多路IP视频流采用相同或不同的编码格式编码。

4.根据权利要求3所述的具有回显功能的超高清多画面显示系统，其特征在于，所述收流模块(1)、低画质解码器组(21)、所述画面拼接模块(22)、切换模块(23)中的处理由CPU执行，

所述高画质解码器(31)、所述渲染模块(32)中的处理由GPU执行。

5.根据权利要求1所述的具有回显功能的超高清多画面显示系统，其特征在于，所述多路IP视频流分别为8K的IP视频流。

6.一种具有回显功能的超高清多画面显示方法，其特征在于，包括，

收流步骤(S1)，分别从网络获取多路IP视频流，所述多路IP视频流可分层编解码方式编码，

低画质解码步骤(S2)以低画质解码的方式分别对各路IP视频进行解码，获得多路低画质视频信号，

画面拼接步骤(S3)，对各路低画质视频信号进行处理，拼接成一个多画面视频信号，用于视频内容浏览，

切换步骤(S4)，从所述多路IP视频流中选择一路用于播出或录制，

高画质解码步骤(S5)，对选出的IP视频流进行解码得到高画质视频信号，用于播出或录制时的监控，

渲染步骤(S6)，分别对高画质视频信号和多画面视频信号进行渲染处理，得到高画质显示用信号和多画面显示用信号，

输出步骤(S7)由接口分别将所述高画质显示用信号和所述多画面显示用信号输出到第一显示屏(4)和第二显示屏(8)，在第一显示屏(4)中以一个多画面视频集中显示所述多路IP视频流，在第二显示屏(8)中单独显示由所述多路IP视频流中选出的一路视频流，

其中，所述多路IP视频流采用JPEG-XS格式编码，

所述低画质解码步骤(S2)分别对各路所述IP视频流进行分层解码，得到参数信息，

所述高画质解码步骤(S5)对该IP视频流进行分层解码时，利用所述低画质解码步骤(S2)中的所述参数信息。

7.根据权利要求6所述的具有回显功能的超高清多画面显示方法，其特征在于，所述高画质解码步骤(S5)中，以原画质对所述IP视频流进行分层解码。

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