CN116419018A - 一种基于usb有线投屏的车载多屏同显方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于USB有线投屏的车载多屏同显方法，包括：车机检测到多媒体设备的插入，通过USB采集卡读取多媒体设备的信源数据，信源数据为音视频信号；车机接收USB采集卡处理信源数据后得到的音频数据流和视频数据流；车机读取音频数据流并播放；车机读取视频数据流并通过视频推流服务进行播放，视频推流服务将获取的视频数据流进行渲染，根据屏幕挂载的数目，分别添加多个屏幕显示的渲染布局，并分别将不同的渲染布局添加在不同的屏幕上显示。本发明提供了一种通过USB接口实现获取投屏端的音视频数据，分别提取出音频、视频流数据的方式，提供了本地系统的同步获取视频流监听和外部系统获取的无线方式进行视频推流，用于低时延的多屏同显视频。

Description

一种基于USB有线投屏的车载多屏同显方法
技术领域
本发明涉及信息传输技术领域，更具体地，涉及一种基于USB有线投屏的车载多屏同显方法。
背景技术
目前，车载娱乐系统随着技术迭代更新，功能越来越丰富，设备及其性能也越来越强悍，流畅、大屏、多屏等等，但目前相关的多媒体娱乐功能与手机、游戏机等其它成熟行业对比，显得还较单一或生态尚未健全，导致用户可使用体验的娱乐性的功能少而不全，或因本身设备性能差异导致体验感较差。
另一方面，用户本身也拥有大量相应的已在使用的多媒体娱乐设备，在驾乘过程，针对车机系统的大屏或多屏的有一定的视频、游戏等投屏需求，以满足大屏、多屏带来的使用体验。
现有的投屏技术为：接收车机发送的原始信息；处理原始信息，得到安全状态信息；根据安全状态信息，在预设的应用列表中确定在车机上显示的应用；将应用的多媒体信息发送至车机，以供车机显示应用。该技术无法实现车载场景中，同一个SOC系统或多个SOC中通过软件方式实现多屏同显的投屏效果。
发明内容
本发明提供一种基于USB有线投屏的车载多屏同显方法，在投屏的基础上，在车载场景中，同一个系统级芯片系统或多个系统级芯片中通过软件方式实现多屏同显的投屏效果。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种基于USB有线投屏的车载多屏同显方法，包括以下步骤：
车机检测到多媒体设备的插入，所述多媒体设备支持USB协议，通过USB采集卡读取多媒体设备的信源数据，所述信源数据为音视频信号；
车机接收USB采集卡处理信源数据后得到的音频数据流和视频数据流；
车机读取所述音频数据流并播放；
车机读取所述视频数据流并通过视频推流服务进行播放，所述视频推流服务在车机系统本地将获取的视频数据流进行渲染，根据屏幕挂载的数目，分别添加多个屏幕显示的渲染布局，并分别将不同的渲染布局添加在不同的屏幕上显示。
上述方案中，利用USB采集卡读取多媒体设备的信源数据，多媒体设备的信源被USB采集卡采集输入后，在多媒体设备的内部处理得到音频数据流和视频数据流，分别读取所述音频数据流和所述视频数据流并在不同的屏幕播放，实现有线投屏的车载多屏同显。
优选地，所述多媒体设备包括手机、游戏机、笔记本或智能平板中的一种或任意组合。
优选地，对所述信源数据进行处理，得到音频数据流和视频数据流，具体为：
USB采集卡对所述信源数据进行音视频解码，得到视频数据流和音频数据流，信源数据经线束传输进入USB采集卡后，在USB采集卡中通过音视频解码得到视频数据流和音频数据流，得到视频数据流和音频数据流后，后续就可以更加方便的分别对视频数据流和音频数据流进行处理。
优选地，得到音频数据流和视频数据流后，利用USB子协议UAC1.0处理所述音频数据流，得到音频虚拟多媒体设备，利用USB子协议UVC1.0处理所述视频数据流，得到视频虚拟多媒体设备，所述音频虚拟多媒体设备和视频虚拟多媒体设备通过多媒体设备统一接口提供给外部设备插拨读取。
经过USB子协议UAC1.0和USB子协议UVC1.0处理后，视频数据流和音频数据流虚拟成两个多媒体设备并通过USB3.0设备统一接口提供给外部设备插拔读取，在车机场景中，读取方一般为车机。
优选地，所述读取所述音频数据流并播放，具体为：
当多媒体设备插入时，打开USB音频类音频，所述USB音频类音频读取多媒体设备上输入进来的音频数据流，将所述音频数据流通过喇叭进行播放。
USB音频类音频为所述音频数据流虚拟而成的音频虚拟多媒体设备，当USB投屏服务检测到多媒体设备的插入，通知打开设备。USB音频类音频是基于开源库libusb集成的，采用无驱的方式，直接打开一个模拟的麦克风，通过该方式，即可对投屏的音视频信源操作读取音频数据流。
优选地，所述音频数据流为PCM数据流，通过音频音轨处理后通过喇叭进播放，所述音频音轨完成音频数据流的操作，包括对音频焦点的处理及音量调节，PCM也被称为脉冲编码调制。PCM数据流是未经压缩的音频采样数据裸流，它是由模拟信号经过采样、量化、编码转换成的标准的数字音频数据。
优选地，所述读取所述视频数据流并通过视频推流服务进行播放，具体为：
当车机检测到多媒体设备插入时，打开USB视频类摄像头，所述USB视频类摄像头读取多媒体设备上输入的视频数据流，将视频数据流通过视频推流服务推流出去，所述视频推流服务分别提供车机系统本地注册视频流监听、通过无线传输方式将视频数据推流至后排多媒体设备或车云系统后台两种推流形式。
USB视频类摄像头为视频数据流虚拟而成的视频虚拟多媒体设备，当USB投屏服务检测到多媒体设备的插入，通知打开设备。USB视频类摄像头是基于开源库libusb集成的，采用无驱的方式，直接打开一个模拟的摄像头，通过该方式，即可对投屏的音视频信源操作读取视频数据流。
优选地，所述视频推流服务的车云系统后台推流形式，具体为：
通过无线传输方式进行远程推流，通过无线方式将视频流远程推送到外部系统，在外部系统中，集成配套的推流客户端，用于接收播放远程推流视频，无线方式包括WIFI、蓝牙、4G等，在车机场景中，可以实现后排乘客的其它设备接入相同视频流画面，实现跨设备同屏观影体验。
优选地，所述视频推流服务，所述视频数据流为NV21数据流，NV21是YUV420p的一种存储模式，其存储顺序是先存Y，再存U，然后再VU交替存储，YUV是一种颜色编码方法，主要应用于电视系统和模拟视频领域，其中YUV代表三个分量，Y代表明亮度，U和V表示的是色度。
优选地，利用GL表面视图将获取的视频数据流进行渲染，不同的屏幕配置不同的GL表面视图布局，本实施例采用的OpenGL方式进行视频流的渲染播放，在GL表面视图布局上渲染出画面，将分别将不同的GL表面视图布局添加在不同的屏幕上显示布局即可实现多屏同显的效果，且实测效果视频渲染延时极低，在毫秒级内，可支持2K、1080P、720P等分辨率。GL表面视图继承自表面视图，其实是对表面视图再做了一次封装，可以看作是表面视图的一种典型使用模式，方便在实际开发中方便的使用OpenGL。它在表面视图的基础上，实现了SurfaceHolder.Callback2接口，拥有表面视图的全部特性，也有视图所有的功能和属性，特别是处理事件的能力，它主要是在表面视图的基础上它加入了EGL的管理，并自带了一个GLThread绘制线程(EGLContext创建GL环境所在线程即为GL线程)，EGL是OpenGL ES渲染应用程序编程接口和本地窗口系统之间的一个中间接口层。绘制的工作直接通过OpenGL在绘制线程进行，不会阻塞主线程，绘制的结果输出到表面视图所提供的表面上，这使得GL表面视图也拥有了OpenGLES所提供的图形处理能力，通过它定义的Render接口，使更改具体的Render的行为非常灵活性，只需要将实现了渲染函数的渲染器的实现类设置给GL表面视图即可。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
(1)本发明提供了一种通过USB接口实现获取投屏端的音视频数据，分别提取出音频、视频流数据的方式；
(2)本发明提供了一个视频流推流服务，用于采集原始视频数据，并转发到多端接收，具体的，提供了本系统的同步获取视频流监听和外部系统获取的无线方式进行视频推流；
(3)本发明提供了一种多屏同时获取视频流渲染的方式，用于低时延的多屏同显视频。
附图说明
图1为本发明的方法流程示意图。
图2为实施例提供的USB有线连接投屏连接拓扑图。
图3为实施例提供的多媒体设备投屏硬件详情图。
图4为实施例提供的USB有线投屏服务及多屏同显的业务流程图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
本实施例提供一种基于USB有线投屏的车载多屏同显方法，如图1所示，包括以下步骤：
车机检测到多媒体设备的插入，所述多媒体设备支持USB协议，通过USB采集卡读取多媒体设备的信源数据，所述信源数据为音视频信号；
车机接收USB采集卡处理信源数据后得到的音频数据流和视频数据流；
车机读取所述音频数据流并播放；
车机读取所述视频数据流并通过视频推流服务进行播放，所述视频推流服务在车机系统本地将获取的视频数据流进行渲染，根据屏幕挂载的数目，分别添加多个屏幕显示的渲染布局，并分别将不同的渲染布局添加在不同的屏幕上显示。
上述实施例中，多媒体设备通过USB采集卡与车机连接，具体如图2所示，USB采集卡可内置于车机，对外仅提供USB接口(如Type-C接口)，多媒体设备提供信源，USB采集卡用于高速采集信源数据，USB采集卡可采用3.0版本高速版本，保证高画质传输的数据带宽充裕。
多媒体设备的信源被USB采集卡采集输入后，在多媒体设备的内部处理得到音频数据流和视频数据流，分别读取所述音频数据流和所述视频数据流并在不同的屏幕播放，实现有线投屏的车载多屏同显。
实施例2
本实施例在实施例1的基础上，继续公开以下内容：
所述多媒体设备包括手机、游戏机、笔记本或智能平板中的一种或任意组合。
在本实施例中，只要支持USB协议的多媒体设备，都能成为本实施例的多媒体设备，在车载场景中，一般为手机、游戏机或智能平板这些多媒体娱乐设备。
实施例3
本实施例在实施例1或实施例2的基础上，如图3所示，继续公开以下内容：
对所述信源数据进行处理，得到音频数据流和视频数据流，具体为：
USB采集卡对所述信源数据进行音视频解码，得到视频数据流和音频数据流。
信源数据经线束传输进入USB采集卡后，在USB采集卡中通过音视频解码得到视频数据流和音频数据流。
得到音频数据流和视频数据流后，利用USB子协议UAC1.0处理所述音频数据流，得到音频虚拟多媒体设备，利用USB子协议UVC1.0处理所述视频数据流，得到视频虚拟多媒体设备，所述音频虚拟多媒体设备和视频虚拟多媒体设备通过多媒体设备统一接口提供给外部设备插拨读取。
经过USB子协议UAC1.0和USB子协议UVC1.0处理后，视频数据流和音频数据流虚拟成两个多媒体设备并通过USB3.0设备统一接口提供给外部设备插拔读取，本实施例读取方为车机。
实施例4
本实施例在实施例1至实施例3任一项的基础上，如图4所示，继续公开以下内容：
所述读取所述音频数据流并播放，具体为：
当多媒体设备插入时，打开USB音频类音频，所述USB音频类音频读取多媒体设备上输入进来的音频数据流，将所述音频数据流通过喇叭进行播放。
本实施例中，USB音频类音频为所述音频数据流虚拟而成的音频虚拟多媒体设备，当USB投屏服务检测到多媒体设备的插入，通知打开设备。USB音频类音频是基于开源库libusb集成的，采用无驱的方式，直接打开一个模拟的麦克风，通过该方式，即可对投屏的音视频信源操作读取音频数据流。
所述音频数据流为PCM数据流，通过音频音轨处理后通过喇叭进播放，所述音频音轨完成音频数据流的操作，包括对音频焦点的处理及音量调节。本实施例中，播放PCM数据流采用音频音轨方式，且对其他的播放PCM音频数据流的方式不设限制，如媒体播放器。
所述读取所述视频数据流并通过视频推流服务进行播放，具体为：
当车机检测到多媒体设备插入时，打开USB视频类摄像头，所述USB视频类摄像头读取多媒体设备上输入的视频数据流，将视频数据流通过视频推流服务推流出去，所述视频推流服务分别提供车机系统本地注册视频流监听、通过无线传输方式将视频数据推流至后排多媒体设备或车云系统后台两种推流形式，实现多屏同显的效果，在车机系统本地中，支持2K、1080P、720P等分辨率。
本实施例中，USB视频类摄像头为视频数据流虚拟而成的视频虚拟多媒体设备，当USB投屏服务检测到多媒体设备的插入，通知打开设备。USB视频类摄像头是基于开源库libusb集成的，采用无驱的方式，直接打开一个模拟的摄像头，通过该方式，即可对投屏的音视频信源操作读取视频数据流。
所述视频推流服务的车云系统后台推流形式，具体为：
通过无线传输方式进行远程推流，通过无线方式将视频流远程推送到外部系统，在外部系统中，集成配套的推流客户端，用于接收播放远程推流视频，无线方式包括WIFI、蓝牙、4G等，在车机场景中，可以实现后排乘客的其它设备接入相同视频流画面，实现跨设备同屏观影体验。
所述视频推流服务，所述视频数据流为NV21数据流，NV21是YUV420p的一种存储模式，其存储顺序是先存Y，再存U，然后再VU交替存储，YUV是一种颜色编码方法，主要应用于电视系统和模拟视频领域，其中YUV代表三个分量，Y代表明亮度，U和V表示的是色度。
利用GL表面视图(GLSurfaceView)将获取的视频数据流进行渲染，不同的屏幕配置不同的GL表面视图布局，本实施例采用的OpenGL方式进行视频流的渲染播放，在GL表面视图布局上渲染出画面，将分别将不同的GL表面视图布局添加在不同的屏幕上显示布局即可实现多屏同显的效果，且实测效果视频渲染延时极低，在毫秒级内，可支持2K、1080P、720P等分辨率。GL表面视图继承自表面视图，其实是对表面视图再做了一次封装，可以看作是表面视图的一种典型使用模式，方便在实际开发中方便的使用OpenGL。它在表面视图的基础上，实现了SurfaceHolder.Callback2接口，拥有表面视图的全部特性，也有view所有的功能和属性，特别是处理事件的能力，它主要是在表面视图的基础上它加入了EGL的管理，并自带了一个GLThread绘制线程(EGLContext创建GL环境所在线程即为GL线程)，绘制的工作直接通过OpenGL在绘制线程进行，不会阻塞主线程，绘制的结果输出到表面视图所提供的Surface上，这使得GL表面视图也拥有了OpenGLES所提供的图形处理能力，通过它定义的Render接口，使更改具体的Render的行为非常灵活性，只需要将实现了渲染函数的Renderer的实现类设置给GL表面视图即可。
相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于USB有线投屏的车载多屏同显方法，其特征在于，包括以下步骤：
车机检测到多媒体设备的插入，所述多媒体设备支持USB协议，通过USB采集卡读取多媒体设备的信源数据，所述信源数据为音视频信号；
车机接收USB采集卡处理信源数据后得到的音频数据流和视频数据流；
车机读取所述音频数据流并播放；
车机读取所述视频数据流并通过视频推流服务进行播放，所述视频推流服务在车机系统本地将获取的视频数据流进行渲染，根据屏幕挂载的数目，分别添加多个屏幕显示的渲染布局，并分别将不同的渲染布局添加在不同的屏幕上显示。
2.根据权利要求1所述的基于USB有线投屏的车载多屏同显方法，其特征在于，所述多媒体设备包括手机、游戏机、笔记本或智能平板中的一种或任意组合。
3.根据权利要求1所述的基于USB有线投屏的车载多屏同显方法，其特征在于，对所述信源数据进行处理，得到音频数据流和视频数据流，具体为：
USB采集卡对所述信源数据进行音视频解码，得到视频数据流和音频数据流。
4.根据权利要求3所述的基于USB有线投屏的车载多屏同显方法，其特征在于，得到音频数据流和视频数据流后，利用USB子协议UAC1.0处理所述音频数据流，得到音频虚拟多媒体设备，利用USB子协议UVC1.0处理所述视频数据流，得到视频虚拟多媒体设备，所述音频虚拟多媒体设备和视频虚拟多媒体设备通过多媒体设备统一接口提供给外部设备插拨读取。
5.根据权利要求1所述的基于USB有线投屏的车载多屏同显方法，其特征在于，所述读取所述音频数据流并播放，具体为：
当多媒体设备插入时，打开USB音频类音频，所述USB音频类音频读取多媒体设备上输入进来的音频数据流，将所述音频数据流通过喇叭进行播放。
6.根据权利要求5所述的基于USB有线投屏的车载多屏同显方法，其特征在于，所述音频数据流为PCM数据流，通过音频音轨处理后通过喇叭进行播放，所述音频音轨完成音频数据流的操作，包括对音频焦点的处理及音量调节。
7.根据权利要求5所述的基于USB有线投屏的车载多屏同显方法，其特征在于，所述读取所述视频数据流并通过视频推流服务进行播放，具体为：
当车机检测到多媒体设备插入时，打开USB视频类摄像头，所述USB视频类摄像头读取多媒体设备上输入的视频数据流，将视频数据流通过视频推流服务推流出去，所述视频推流服务分别提供车机系统本地注册视频流监听、通过无线传输方式将视频数据推流至后排多媒体设备或车云系统后台两种推流形式。
8.根据权利要求7所述的基于USB有线投屏的车载多屏同显方法，其特征在于，所述视频推流服务的车云系统后台推流形式，具体为：
通过无线传输方式进行远程推流，通过无线方式将视频流远程推送到外部系统，在外部系统中，集成配套的推流客户端，用于接收播放远程推流视频。
9.根据权利要求7所述的基于USB有线投屏的车载多屏同显方法，其特征在于，所述视频推流服务，所述视频数据流为NV21数据流。
10.根据权利要求7所述的基于USB有线投屏的车载多屏同显方法，其特征在于，利用GL表面视图将获取的视频数据流进行渲染，不同的屏幕配置不同的GL表面视图布局。
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