CN117221467A - 一种多路视频切换显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多路视频切换显示装置，所述显示装置包括显示子模块、KVM切换模块及显示屏；所述显示子模块获取外部设备发送的视频信号，根据外部控制指令，确定待显示信息；基于所述待显示的视频进行视频信号的编码和/或解码处理，生成处理后的视频信号；所述KVM切换模块接收所述显示子模块处理后的视频信号，基于所述待显示信息，确定显示所述处理后的视频信号的时序信息，向所述显示所述待显示的视频的显示设备发送所述时序信息、处理后的视频信号及所述待显示信息；所述显示所述待显示的视频的显示设备基于所述时序信息、处理后的视频信号、以及所述待显示信息显示所述待显示的视频。本装置性能稳定，不会受到元器件影响。

Description

一种多路视频切换显示装置

技术领域

本发明涉及视频处理技术领域，具体涉及一种多路视频切换显示装置。

背景技术

目前现有技术的视频编解码设备未达到完全100％国产化，另外市场上视频编解码设备功能单一，有的接收视频进行编码处理或者将视频进行解码输出，并且处理的视频单一，以分辨率为1920*1080视频为主。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种多路视频切换显示装置，能够解决外部主机的视频信号采集编码，以及外部网络视频流的解码输出，并能实现软硬件、元器件百分百国产化控制的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的。

一种多路视频切换显示装置，所述显示装置包括：

显示子模块、KVM切换模块及显示屏；

所述显示子模块获取外部设备发送的视频信号，根据外部控制指令，确定待显示信息，所述待显示信息包括待显示的视频、所述待显示的视频的显示模式以及显示所述待显示的视频的显示设备；基于所述待显示的视频进行视频信号的编码和/或解码处理，生成处理后的视频信号；所述外部设备包括加固计算机、一体化计算机、多个外部显控台；所述显示所述待显示的视频的显示设备为显示屏、外部设备中的一个或多个；

所述KVM切换模块接收所述显示子模块处理后的视频信号，基于所述待显示信息，确定显示所述处理后的视频信号的时序信息，向所述显示所述待显示的视频的显示设备发送所述时序信息、处理后的视频信号及所述待显示信息；

所述显示所述待显示的视频的显示设备基于所述时序信息、处理后的视频信号、以及所述待显示信息显示所述待显示的视频。

优选地，所述外部设备包括加固计算机、一体化计算机、多个外部显控台，其中，所述显示子模块接收所述加固计算机输出的HDMI视频信号、一体化计算机输出的HDMI视频信号以及各个外部显控台输出的网络视频信号；所述外部显控台为多个，每个外部显控台均能产生网络视频信号，每个外部显控台都连接于同一个网络交换机，所述网络交换机通过千兆网口与所述显示子模块连接。

优选地，所述外部显控台产生的网络视频信号，由所述外部显控台对所述网络视频信号编码，编码后为RTSP协议的视频流，所述RTSP协议的视频流通过千兆网口发送到所述显示子模块，由所述显示子模块将所述RTSP协议的视频流解码为HDMI视频信号。

优选地，所述根据外部控制指令，确定待显示信息，所述待显示信息包括待显示的视频、所述待显示的视频的显示模式以及显示所述待显示的视频的显示设备，是指所述显示子模块接收外部控制指令，所述外部控制指令指示一个或多个外部设备输出的视频信号作为待显示的视频对应的视频信号、待显示的视频的显示模式以及显示所述待显示的视频的显示设备；其中，待显示的视频的显示模式包括单画面显示及多画面显示，所述单画面显示是指显示所述待显示的视频的显示设备仅显示一路视频，多画面显示是指显示所述待显示的视频的显示设备显示多路视频。

优选地，所述KVM切换模块接收所述显示子模块处理后的视频信号，基于所述待显示信息，解析所述处理后的视频信号，确定显示所述处理后的视频信号的时序信息，向所述显示所述待显示的视频的显示设备发送所述时序信息、处理后的视频信号及所述待显示信息。

优选地，所述显示子模块包括底板和核心板；

所述底板提供多路HDMI输入接口电路、1路HDMI输出接口电路以及电源管理电路；所述HDMI输入接口电路与外部设备的个数对应，每路HDMI输入接口电路均用于接收一路外部设备的视频；所述HDMI输出接口电路用于将接收到的视频输出给显示屏；所述电源管理电路用于为核心板和信号的接口提供电压；

所述核心板与所述底板通过国产连接器连接，用于视频信号处理和传输；所述核心板采用FPGA结合ARM的架构，实现视频信号的编解码以及显示控制。

本发明所带来的有益技术效果：

(1)本发明能够实现100％国产化，并且性能稳定，不会受到元器件影响。

(2)本发明通过HDMI接口完成视频输出和显示，结合视频调度软件，可以切换加固计算机、一体化计算机的其中任何一路进行显示，也可通过千兆网络采集多个显控台的网络视频进行编码发送给显示屏，还能够将加固一体机、一体化计算机的视频编码后通过网络发送给外部显控台。能够完成多个输入通道(HDMI、网络)的视频编码和视频解码。

(3)本发明支持4KP30(分辨率3840×2160)的高清视频编解码。

(4)本发明支持将外部网络视频解码显示到显示屏，同时可将集成于所述多路视频切换显示装置中的显控台主机的视频通过编码对外输出显示。

附图说明

图1为本发明多路视频切换显示装置的应用系统示意图；

图2为本发明多路视频切换显示装置的硬件示意图；

图3为本发明多路视频切换显示装置编解码流程示意图；

图4为本发明多路视频切换显示装置单一画面输出示意图；

图5为本发明将多路视频切换显示装置多画面输出示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

如图1所示，本发明提出了一种多路视频切换显示装置。

所述显示装置包括显示子模块、KVM切换模块及显示屏；

所述显示子模块获取外部设备发送的视频信号，根据外部控制指令，确定待显示信息，所述待显示信息包括待显示的视频、所述待显示的视频的显示模式以及显示所述待显示的视频的显示设备；基于所述待显示的视频进行视频信号的编码和/或解码处理，生成处理后的视频信号；所述外部设备包括加固计算机、一体化计算机、多个外部显控台；所述显示所述待显示的视频的显示设备为显示屏、外部设备中的一个或多个。

所述KVM切换模块接收所述显示子模块处理后的视频信号，基于所述待显示信息，确定显示所述处理后的视频信号的时序信息，向所述显示所述待显示的视频的显示设备发送所述时序信息、处理后的视频信号及所述待显示信息。

所述显示所述待显示的视频的显示设备基于所述时序信息、处理后的视频信号、以及所述待显示信息显示所述待显示的视频。

本发明中，所述显示子模块为盒式4K编解码设备。

所述外部设备包括加固计算机、一体化计算机、多个外部显控台，其中，所述显示子模块接收所述加固计算机输出的HDMI视频信号、一体化计算机输出的HDMI视频信号以及各个外部显控台输出的网络视频信号。所述外部显控台为多个，每个外部显控台均能产生网络视频信号，每个外部显控台都连接于同一个网络交换机，所述网络交换机通过千兆网口与所述显示子模块连接。所述外部显控台产生的网络视频信号，由所述外部显控台对所述网络视频信号编码，编码后为RTSP协议的视频流，所述RTSP协议的视频流通过千兆网口发送到所述显示子模块，由所述显示子模块将所述RTSP协议的视频流解码为HDMI视频信号。

所述根据外部控制指令，确定待显示信息，所述待显示信息包括待显示的视频、所述待显示的视频的显示模式以及显示所述待显示的视频的显示设备，是指所述显示子模块接收外部控制指令，所述外部控制指令指示一个或多个外部设备输出的视频信号作为待显示的视频对应的视频信号、待显示的视频的显示模式以及显示所述待显示的视频的显示设备；其中，待显示的视频的显示模式包括单画面显示及多画面显示，所述单画面显示是指显示所述待显示的视频的显示设备仅显示一路视频，多画面显示是指显示所述待显示的视频的显示设备显示多路视频。

所述基于所述待显示的视频进行视频信号的编码和/或解码处理，即由网络交换机接收外部显控台的网络视频信号，并发送给显示子模块(盒式4K编解码设备)，所述显示子模块将采集到的网络视频信号进行解码输出；当要把显示子模块采集到的HDMI视频信号输出给外部显控台时，所述显示子模块将HDMI视频信号先进行编码处理为网络视频信号，通过所述网络交换机输出给所述外部显控台。

显示模式为多画面显示时，由所述显示子模块的核心板配合视频调度软件，完成视频信号的叠加处理，所述核心板包括FPGA及ARM芯片；将叠加处理后的混合视频信号存储到FPGA的DDR3中，ARM芯片接收并解释视频调度软件的协议，读取所述混合视频信号，实现多画面显示的控制和调度。

进一步地，所述KVM切换模块接收所述显示子模块处理后的视频信号，基于所述待显示信息，解析所述处理后的视频信号，确定显示所述处理后的视频信号的时序信息，向所述显示所述待显示的视频的显示设备发送所述时序信息、处理后的视频信号及所述待显示信息。所述外部控制指令通过外部按键传送，所述KVM切换模块通过采集外部按键信息确定需要输出的视频信号，ARM芯片通过视频调度软件控制KVM切换模块内部的开关电路的闭合或断开，实现控制视频信号的通断。

本发明中，可以由显示屏、任意个外部设备显示加固计算机、一体化计算机、多个外部显控台中的一个或多个外部设备产生的视频。

所述显示所述待显示的视频的显示设备基于所述时序信息、处理后的视频信号、以及所述待显示信息显示所述待显示的视频。

如图2所示，所述显示子模块包括底板和核心板。

所述底板提供多路HDMI输入接口电路、1路HDMI输出接口电路以及电源管理电路；所述HDMI输入接口电路与外部设备的个数对应，每路HDMI输入接口电路均用于接收一路外部设备的视频；所述HDMI输出接口电路用于将接收到的视频输出给显示屏；所述电源管理电路用于为核心板和信号的接口提供电压。

所述核心板与所述底板通过国产连接器连接，用于视频信号处理和传输；所述核心板采用FPGA结合ARM的架构，实现视频信号的编解码以及显示控制。FPGA用于完成视频信号的输入处理以及输出处理，如果为网络视频信号，FPGA由SDI解码功能单元实现编解码，编解码后的视频流保存到DDR3中。ARM芯片与视频调度软件进行通信并将协议进行解释，读取FPGA中存储的视频流，与其他各路HDMI视频进行叠加处理，将处理后的综合视频通过FPGA与外部视频接口进行传输。

其中，FPGA采用国产上海复旦微电子的JFM7K325T，运算缓存单元DDR3为国微的SM41J256M16M。ARM采用国产高性能ARM芯片，管理各个HDMI输入接口电路的初始化及工作过程的分辨率切换管理，完成视频的编解码，配合FPGA完成网络视频流的输出显示以及叠加图层的处理。

本发明能够应用于显控台和分布式视频系统应用中，即有多个主机的视频输入需要进行采集编码，同时也要对外部的视频流进行解码展示。本实施例中，所述显示子模块为盒式4K编解码设备，具有4K的视频编解码能力，并能向下兼容，兼容2K和1080P60的视频编解码。并且本发明能够支持100％国产化。

本发明的应用场景，往往有多个主机(例如，加固计算机和一体化计算机)及多个外部显控台的视频输入需要进行采集编码，同时也要对外部显控台的视频流进行解码展示，考虑到设备的通用性以及应用场景的灵活性，本发明能够完成多个输入通道(HDMI、网络)的视频编码和视频解码，通过HDMI接口完成视频输出和显示。结合视频调度软件，能够对系统应用中的各类显控台进行视频桌面切换调度展示。

进一步地，所述显示子模块通过网口与外部设备互连，并通过网口进行参数配置，所述参数包括分辨率、帧率、码率、输出通道、输入通道、网络参数，所述显示子模块通过内部集成的编解码设备的网口确定编解码设备的相关状态信息，所述相关状态信息包括网络状态、输入信号状态、编码状态、视频信号输出状态。

如图3所示，本发明提供本地视频的采集编码，并将本地视频发送给外部显控台。包括编码过程和解码过程，编码过程为，完成本地视频的采集和编码，对外通过网口发送RSTP流，供外部显控台进行存储和解码。解码过程为，外部显控台通过千兆网络接收本地视频流，进行视频的解码输出。

进一步地，如图4-图5所示，所述显示模式包括单画面显示或多画面显示，所述单画面显示，基于视频调度软件，从本地加固计算机、一体化计算机、外部多个显控台中选择一个视频进行显示；所述多画面显示，从基于视频调度软件，从本地加固计算机、一体化计算机、外部多个显控台中选择多个视频同屏进行显示。

本实施例中，所述视频调度软件运行环境：处理器为龙芯2K1000，操作系统：中标麒麟5.0。开发环境：QT5.4.2。

以上的具体实施例仅描述了本发明的设计原理，该描述中的部件形状，名称可以不同，不受限制。所以，本发明领域的技术人员可以对前述实施例记载的技术方案进行修改或等同替换；而这些修改和替换未脱离本发明创造宗旨和技术方案，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种多路视频切换显示装置，其特征在于，所述装置包括：

显示子模块、KVM切换模块及显示屏；

所述显示子模块获取外部设备发送的视频信号，根据外部控制指令，确定待显示信息，所述待显示信息包括待显示的视频、所述待显示的视频的显示模式以及显示所述待显示的视频的显示设备；基于所述待显示的视频进行视频信号的编码和/或解码处理，生成处理后的视频信号；所述外部设备包括加固计算机、一体化计算机、多个外部显控台；所述显示所述待显示的视频的显示设备为显示屏、外部设备中的一个或多个；

所述KVM切换模块接收所述显示子模块处理后的视频信号，基于所述待显示信息，确定显示所述处理后的视频信号的时序信息，向所述显示所述待显示的视频的显示设备发送所述时序信息、处理后的视频信号及所述待显示信息；

所述显示所述待显示的视频的显示设备基于所述时序信息、处理后的视频信号、以及所述待显示信息显示所述待显示的视频。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述外部设备包括加固计算机、一体化计算机、多个外部显控台，其中，所述显示子模块接收所述加固计算机输出的HDMI视频信号、一体化计算机输出的HDMI视频信号以及各个外部显控台输出的网络视频信号；所述外部显控台为多个，每个外部显控台均能产生网络视频信号，每个外部显控台都连接于同一个网络交换机，所述网络交换机通过千兆网口与所述显示子模块连接。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述外部显控台产生的网络视频信号，由所述外部显控台对所述网络视频信号编码，编码后为RTSP协议的视频流，所述RTSP协议的视频流通过千兆网口发送到所述显示子模块，由所述显示子模块将所述RTSP协议的视频流解码为HDMI视频信号。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述根据外部控制指令，确定待显示信息，所述待显示信息包括待显示的视频、所述待显示的视频的显示模式以及显示所述待显示的视频的显示设备，是指所述显示子模块接收外部控制指令，所述外部控制指令指示一个或多个外部设备输出的视频信号作为待显示的视频对应的视频信号、待显示的视频的显示模式以及显示所述待显示的视频的显示设备；其中，待显示的视频的显示模式包括单画面显示及多画面显示，所述单画面显示是指显示所述待显示的视频的显示设备仅显示一路视频，多画面显示是指显示所述待显示的视频的显示设备显示多路视频。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述KVM切换模块接收所述显示子模块处理后的视频信号，基于所述待显示信息，解析所述处理后的视频信号，确定显示所述处理后的视频信号的时序信息，向所述显示所述待显示的视频的显示设备发送所述时序信息、处理后的视频信号及所述待显示信息。

6.如权利要求1-5中任一项所述的装置，其特征在于，所述显示子模块包括底板和核心板；

所述底板提供多路HDMI输入接口电路、1路HDMI输出接口电路以及电源管理电路；所述HDMI输入接口电路与外部设备的个数对应，每路HDMI输入接口电路均用于接收一路外部设备的视频；所述HDMI输出接口电路用于将接收到的视频输出给显示屏；所述电源管理电路用于为核心板和信号的接口提供电压；

所述核心板与所述底板通过国产连接器连接，用于视频信号处理和传输；所述核心板采用FPGA结合ARM的架构，实现视频信号的编解码以及显示控制。