CN1433222A - 会议电视系统中多画面显示的实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种会议电视中多画面显示的方法，该方法是在多点控制单元(MCU)侧将来自各会场的会场图像数据送至H.221帧处理模块处理形成满足H.221标准的图像数据码流，该图像数据码流经过交换网片切换，形成电视墙目标监控终端的目标图像数据码流，再送入图像解码模块；图像解码模块输出模拟视频信号和标准格式的通用中间格式(CIF)图像数据；模拟视频信号送至电视墙显示，CIF标准数字图像送至画面组合模块组合成一定模式的组合画面并进行编码，形成多画面图像数据码流；多画面图像数据码流回送至各个终端，实现各终端多画面显示。本发明实现了电视墙显示的终端画面的灵活更换，实现了一个电视轮流监控所有终端，以及远地终端的多画面和多画面多种模式显示。
Description
技术领域
本发明涉及传输或重现任意组合的图像或图形的系统，具体地说，涉及会议电视系统中多画面显示的实现方法。
背景技术
在会议电视的实际应用中，经常需要很方便地监视参加会议的各会场的情况。通常的做法是在本地会场架设一电视墙，用一电视墙显示设备来实现电视墙监控显示，如图1所示。图1为现有技术的电视墙显示实现方案。在多点控制单元(MCU)例增加一电视墙显示设备，将各终端的图像数据进行解码为视频信号后输出至电视墙显示，同时将该视频信号送至MCU，再由MCU的控制信号决定信号的去向，送至各个终端。
上述方案有以下缺点：(1)各远地终端只能观看单画面，不能实现多画面；(2)本地终端电视墙画面固定，若需要更换视频源，则只能重新连接线路。例：TV1原来观看终端1，现在要观看终端2的话只能重新连接线路；(3)只能监视固定的终端，如果要监视其它的终端，也必须重新连接线路；(4)需要增加电视墙显示设备，组网麻烦，操作也比较烦琐。例如终端1～n的输入先输入电视墙显示设备，一路输入对应一路视频输出，如果第n+1个终端要输出到电视墙，则必须重新连接线路，同时还需要去掉终端1～n中一个终端的输入；另外，如果终端1的输出从TV1改为TV2也必须重新连接线路。
发明内容
本发明目的在于提供一种会议电视系统中多画面显示的实现方法，解决在MCU侧实现电视墙监控显示的灵活更换，同时在各个远地终端观看多画面的问题。
本发明通过以下技术方案实现：
一种会议电视系统中多画面显示的方法，该方法在多点控制单元(MCU)至少包括以下步骤：
A.将来自各会议终端的会场图像终端数据通过H.221帧处理模块处理，形成满足H.221标准的多个源高速串行图像数据码流；
B.上述满足H.221标准的多个源高速串行图像数据码流通过源高速串行数据通道，经交换网片交换到一个或多个目标高速串行数据通道，形成目标监控终端的一个或多个目标高速串行图像数据码流；
C.将目标图像数据码流送至图像解码模块，经过解帧形成H.261格式或H.263格式的图像码流后进行数字图像解码，获得CCIR601格式标准数字图像和通用中间格式(CIF)标准数字图像；将CCIR601格式标准数字图像进行模拟图像编码，转换为模拟视频信号后，送至目标监控终端显示；
D.上述的CIF标准数字图像送入画面组合模块组合成一定模式的组合画面，将组合画面编码后进行组帧，形成多画面图像数据码流，通过交换网片交换和H.221帧处理模块处理后回送给各个终端，实现各个终端多画面显示。
所述的交换网片交换的实现，是将用于表示源高速串行通道和源时隙的数组值赋予交换矩阵，该交换矩阵为一数组，数组下标值表示目标高速串行通道和目标时隙。
所述的数组值为一WORD类型，源高速串行数据通道值占用WORD值的第0～2位，源时隙值占用WORD值的第3～11位。
所述的下标值为一WORD类型，目标高速串行数据通道值占用WORD值的第0～2位，目标时隙值占用WORD值的第3～11位。
所述的图像解码模块至少包括H.221解帧模块、数字图像解码单元、模拟图像编码单元。
所述的画面组合模块至少包括画面组合单元、画面编码单元、H.221组帧模块。
本发明通过在MCU侧增加一图像解码模块，对各终端的图像码流进行解码后输出模拟的视频信号，使得本地会场可以用目标监视终端如电视墙监视各终端画面；利用交换网片轮流循环交换的特性，可以在MCU处只使用一个电视机轮流观看所有终端的图像；更换电视墙的显示画面不需要重新连接线路，组网简单；通过画面组合模块生成多画面，并将多画面回送给终端，使得远地终端可以观看多画面，并且多画面有多种显示模式，多画面的模式可以任意切换，并不影响电视墙的输出。
附图说明
图1为现有技术的电视墙显示实现方案；
图2中的图2a～2i为本发明多画面的组合模式示意图；
图3为本发明的会议电视系统中多画面显示实现原理图；
图4为本发明交换网片中交换矩阵的源高速串行数据通道、源时隙与目标高速串行数据通道、目标时隙的表示方法示意图；
图5为本发明图像解码模块功能框图；
图6为本发明画面组合模块功能框图；
图7为本发明的一典型应用示意图；
图8为本发明终端1的图像在电视墙从TV1改变为TV2显示一实施例的切换过程示意图；其中，图8a是终端1的图像输出到TV1的示意图；图8b为终端1的图像输出到TV2的示意图；
图9为本发明电视墙监视不同的终端一实施例的切换过程示意图；其中，图9a是终端A、终端B、终端C、终端D的图像输出到电视墙TV1、TV2、TV3、TV4的示意图；图9b是终端A、终端B、终端C、终端E的图像输出到电视墙TV1、TV2、TV3、TV4的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
参见图2所示，图2中的图2a～2i为本发明多画面的组合模式示意图。每个组合视频可以是图2a～2i中的九种模式，可以满足不同用户的需要。
参见图3所示，图3为本发明的会议电视系统中多画面显示实现原理图。来自各会场的会场图像终端数据送至H.221帧处理模块处理形成满足H.221标准的图像数据码流，该图像数据码流通过源高速串行数据通道经过交换网片交换到目标高速串行数据通道，形成电视墙目标监控终端的目标高速串行图像数据码流，再送入图像解码模块；图像解码模块不但输出PAL/NTSC制式的视频信号，同时输出标准格式的通用中间格式(CIF)图像数据；PAL/NTSC制式的视频信号送至电视墙显示，CIF标准数字图像送至画面组合模块组合成一定模式的组合画面并进行编码，形成多画面图像数据码流；多画面图像数据码流回送至交换网片，经过交换网片的交换和H.221帧处理模块处理回送到各个终端，实现各终端多画面显示。
参见图4所示，图4为本发明交换网片中交换矩阵的源高速串行数据通道、源时隙与目标高速串行数据通道、目标时隙的表示方法示意图。交换网片的控制使用交换矩阵来表示源、目标的交换关系。交换矩阵是一个数组，数组下标表示目标高速串行数据通道(HW)和目标时隙(TS)，数组的值表示源HW和源TS，下标值和数组的值占用2个字节，即是一个WORD类型的值。HW占用WORD值的第0～2位，时隙值占用WORD值第3～11位，第12位表示是否连通，其余3位保留未用。因此交换时只要改变交换矩阵的值，然后写入指定区域即可完成交换。例如，设sm[512]是一交换矩阵，若将第2HW的第5时隙交换到第3HW的第6时隙上，则交换矩阵的下标值为0000000000110011，交换矩阵的值为0000000000101010，即sm[25+24+21+20]＝25+23+21，也就是sm[51]＝42；或者sm[(6＜＜3)+3]＝(5＜＜3)+2，即sm[51]＝42，其中，(6＜＜3)+3表示第6时隙(二进制110)左移3位再和第3HW(二进制011)相或，得到交换矩阵的下标值，(5＜＜3)+2表示第5时隙(二进制101)左移3位再和第2HW(二进制010)相或，得到交换矩阵的值；将sm的值重新写入指定的区域即可。
参见图5所示，图5为本发明图像解码模块功能框图。图像解码模块至少包括H.221解帧、数字图像解码单元(Digital Video Decoder)和模拟图像编码单元(Analog Video Encoder)。H.221解帧模块将图像数据码流解帧为H.261或H.263格式的图像码流；每一个数字图像解码单元都可以独立输入H.261或H.263格式的图像码流，输出CCIR601格式标准数字图像；该图像数据除了可以提供给模拟图像编码单元以外，还可以形成直接用于画面组合模块进一步处理的通用中间格式(CIF)标准数字图像，如用于多画面的显示，减少因为模拟图像处理而造成的信号丢失；AVE单元将来自DVD的CCIR601码流转换为PAL/NTSC制式模拟图像输出至电视墙显示。
参见图6所示，图6为本发明画面组合模块功能框图。画面组合模块包括画面组合单元和画面编码单元以及H.221组帧模块。画面组合单元接收来自图像解码模块中DVD单元输出的CIF标准数字图像码流，并按如图2中任一组合模式组合成一个画面，画面编码单元完成组合画面的编码后，通过H.221组帧模块组帧形成多画面图像数据码流，送入交换网片交换后回送给终端。画面组合单元可以完成图2所示的9种模式。
参见图7所示，图7为本发明的一典型应用示意图。由于将本发明应用于MCU中，电视墙的每个电视可以观看的终端会场图像可以自由设定，不需要重新连线，如，终端1的会场图像可以通过网片切换给TV1，也可以切换给TV2；终端观看的多画面可以选择图2中的任何模式，如，终端1、2以图2中的图2d组合模式观看图像，终端n以图2中的图2h组合模式观看图像，终端将观看的多画面图像切换的时候并不影响电视墙的输出，即使在回送的多画面中某个会场画面位置发生了变化，并不影响它在电视墙的位置。若在MCU处只接一个电视机，利用网片的交换，可轮流观看所有终端的图像。
为使图7中本发明的典型应用更清楚明白，下面结合具体实施例作进一步的说明。
参见图8所示，图8为本发明终端1的图像在电视墙从TV1改变为TV2显示一实施例的切换过程示意图，其中，图8a是终端1的图像输出到TV1的示意图；图8b为终端1的图像输出到TV2的示意图。如图8a所示，来自终端1的会场图像数据送至H.221帧处理模块处理形成满足H.221标准各终端的图像数据码流，该图像数据码流通过交换网片中的交换矩阵切换给TV1的高速串行数据通道，然后送入图像解码模块；图像解码模块不但输出PAL/NTSC制式的视频信号，同时输出标准格式的通用中间格式(CIF)图像数据；PAL/NTSC制式的视频信号送至电视墙TV1处显示，CIF标准数字图像送至画面组合模块组合成如图2所示的任一模式的组合画面，并进行编码，形成多画面图像数据码流；多画面图像数据码流回送至交换网片，经过交换网片的交换和H.221帧处理模块处理回送到终端1处，实现终端1的多画面显示。如图8b所示，上述的交换网片的切换也可切换给TV2的高速串行数据通道，由图像解码模块得到的PAL/NTSC制式的视频信号后，送至电视墙TV2处显示。因此更换电视墙的显示画面不需要重新连接线路，而且，终端1可以观看多画面，切换的时候并不影响电视墙的输出。
参见图9所示，图9为本发明电视墙监视不同的终端一实施例的切换过程示意图；其中，图9a是终端A、终端B、终端C、终端D的图像输出到电视墙TV1、TV2、TV3、TV4的示意图；图9b是终端A、终端B、终端C、终端E的图像输出到电视墙TV1、TV2、TV3、TV4的示意图。电视墙观看的是A、B、C、D四个终端，现在要看A、B、C、E四个终端，也只需要通过交换网片切换即可，无需连接线路；画面组合模块输出的多画面图像数据码流可通过交换网片回送至各个终端。若在MCU处只接一个电视机，利用交换网片的交换，可轮流观看所有终端的图像。例如在图9中，TV4第1次观看的是终端D的图像，第2次观看的终端E的图像；同理，TV4还可以观看其它所有终端的图像。
综上所述，本发明只需一个系统，可输出多达48路视频信号(3个4×4电视墙)，12路组合视频输出，每个组合视频至少有图2所示的9种模式，并不仅限于此9种；系统组网简单，电视墙也可有多种选择，如，3×3或4×4或其它模式。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (6)
1.一种会议电视系统中多画面显示的方法，其特征在于，该方法在多点控制单元(MCU)至少包括以下步骤：
A.将来自各会议终端的会场图像终端数据通过H.221帧处理模块处理，形成满足H.221标准的多个源高速串行图像数据码流；
B.上述满足H.221标准的多个源高速串行图像数据码流通过源高速串行数据通道，经交换网片交换到一个或多个目标高速串行数据通道，形成目标监控终端的一个或多个目标高速串行图像数据码流；
C.将目标图像数据码流送至图像解码模块，经过解帧形成H.261格式或H.263格式的图像码流后进行数字图像解码，获得CCIR601格式标准数字图像和通用中间格式(CIF)标准数字图像；将CCIR601格式标准数字图像进行模拟图像编码，转换为模拟视频信号后，送至目标监控终端显示；
D.上述的CIF标准数字图像送入画面组合模块组合成一定模式的组合画面，将组合画面编码后进行组帧，形成多画面图像数据码流，通过交换网片交换和H.221帧处理模块处理后回送给各个终端，实现各个终端多画面显示。
2.根据权利要求1所述的一种会议电视系统中多画面显示的方法，其特征在于，所述的交换网片交换的实现，是将用于表示源高速串行通道和源时隙的数组值赋予交换矩阵，该交换矩阵为一数组，数组下标值表示目标高速串行通道和目标时隙。
3.根据权利要求2所述的一种会议电视系统中多画面显示的方法，其特征在于，所述的数组值为一WORD类型，源高速串行数据通道值占用WORD值的第0～2位，源时隙值占用WORD值的第3～11位。
4.根据权利要求2所述的一种会议电视系统中多画面显示的方法，其特征在于，所述的下标值为一WORD类型，目标高速串行数据通道值占用WORD值的第0～2位，目标时隙值占用WORD值的第3～11位。
5.根据权利要求1所述的一种会议电视系统中多画面显示的方法，其特征在于，所述的图像解码模块至少包括H.221.解帧模块、数字图像解码单元、模拟图像编码单元。
6.根据权利要求1所述的一种会议电视系统中多画面显示的方法，其特征在于，所述的画面组合模块至少包括画面组合单元、画面编码单元、H.221组帧模块。
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