CN202160225U - 数字化网络视频图像合成器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种数字化网络视频图像合成器，包括模拟视频输入板、网络视频解码板、数字信号切换板、主控板、多画面合成输出板、前控制面板，模拟视频输入板输入16路模拟视频信号并采集转化成数字信号输入到数字信号切换板上对应的输入端口，网络视频解码板最大支持16路D1分辨率的网络视频解码并输入到数字信号切换板上对应的输入端口，数字信号切换板把输入的32路数字信号任选16路输入到多画面合成输出板进行画面合成并输出若干画面的DVI高清数字信号。本实用新型解决了目前的图像合成器无法对模拟视频和网络视频同时进行合成输出的问题，既能应用于模拟视频监控系统也能应用于网络视频监控系统。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种图像合成器。具体涉及一种数字化网络视频图像合成器。
背景技术
视频信号分类，视频信号按接口类型可分为：
(1)复合视频，通常被称为AV端子，在某些场合也称为RAC端子。这种端子的图像信号由亮度信号(Y)和色度信号(C)以及包含图像信息的信号所组成。
(2)S-Video，Separate端子的缩写，通常称为S端子。这种端子的视频信号由于把亮度信号(Y)和色速信号(C)进行分离，再分别以不同的通道进行传输，所以不太会发生在AV端子中比较常见的信号干扰现象。
(3)色差视频端子，色差视频信号将色度信号(C)分成B-Y色差信号Cb(Pb)和R-Y色差信号Cr(Pr)进行分开传输。通常NTSC(480i)标准的信号端子用Y/Cb/Cr来表示、而能够显示NTSC标准以上视频格式的端子用Y/Pb/Pr来表示的情况比较多。因此Y/Pb/Pr标识的色差视频端子，有时候也被称为高清端子。
去隔行处理即de-interlacing：
去隔行就是把隔行视频转换为逐行视频。通常这是一个数据量加倍而信息量不变的过程。主要包括以下步骤：(1)通过对捕获的图像与静态背景的比对检测出运动物体，并得到初步的运动矢量；(2)通过基于分块的图像匹配，选择一幅场中包含运动物体的分块作为目标分块，再根据候选分块确定匹配分块，进而得到精确的运动矢量；(3)利用运动矢量从两幅场中得到完整的一帧图像。
视频制式，视频信号可支持三种制式：NTSC、PAL、SECAM。视频压缩标准：MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、H.264。几种常见的视频分辨率：QCIF全称Quarter Common IntermediateFormat，其分辨率是176×144；CIF是常用的标准化图像格式(Common Intermediate Format)，其分辨率是320×288；D1是数字电视系统显示格式的标准，其分辨率是720×576。
目前市面上销售的视频图像合成器大多只能对模拟复合视频信号进行合成。而且合成之后也输出成模拟的复合视频信号，这样输出的分辨率低、图像质量差且已不适应当前视频图像数字化网络化的发展趋势。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种数字化网络视频图像合成器，能输入16路模拟视频信号或16路D1分辨率的网络视频，合成输出成一路数字DVI信号，合成输出的布局可以设定成1画面，4画面，9画面，16画面，而且每个画面显示那个输入信号可以由用户选定。本实用新型解决了目前市面上的图像合成器无法对模拟视频和网络视频同时进行合成输出的问题，既能应用于模拟视频监控系统也能应用于网络视频监控系统，并实现了数字化高清输出，解析度更高，画质更好，完全符合当今数字化和高清化的技术发展方向。
为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
本实用新型的一种数字化网络视频图像合成器，包括模拟视频输入板、网络视频解码板、数字信号切换板、主控板、多画面合成输出板、前控制面板，所述模拟视频输入板输入16路模拟视频信号并采集转化成数字信号输入到数字信号切换板上对应的输入端口，网络视频解码板最大支持16路D1分辨率的网络视频解码并输入到数字信号切换板上对应的输入端口，数字信号切换板把输入的32路数字信号任选16路输入到多画面合成输出板进行画面合成并输出若干画面的DVI高清数字信号，所述主控板通过控制线缆分别与模拟视频输入板、网络视频解码板、数字信号切换板、多画面合成输出板、前控制面板连接在一起，用于实现控制命令的传输，将模拟视频信号或/和网络视频信号转换成纯数字信号。本实用新型合成输出的布局可以设定成1画面，4画面，9画面，16画面，而且每个画面显示那个输入信号可以由用户选定，用户可以通过控制软件也可以通过前控制面板对本图像合成器进行控制。
其中，所述模拟视频输入板上有16个BNC视频头，输入16路模拟视频信号并采集转化成数字信号输入到数字信号切换板上对应的输入端口。模拟视频输入板可以支持NTSC、PAL、SECAM等多种视频制式并可以对输入视频信号的亮度、对比度、饱和度进行设置。模拟视频输入板可以对隔行扫描的视频进行去隔行处理de-interlacing，保证图像质量无闪烁和运动横纹。同时支持对输入信号的图像进行裁剪以去除黑边。
其中，所述网络视频解码板上有两个千兆自适应RJ45网口，最大支持16路D1分辨率的网络视频解码并输入到数字信号切换板上对应的输入端口。网络视频解码板可以支持的网络视频协议有：RTP、HTTP。支持的视频压缩标准有：MPEG4、H.264。
其中，所述主控板上有一个RJ45网络口和一个RS232串口，其中RJ45网络口是用来和控制软件通讯对设备进行控制，RS232串口用来做系统调试和检测。
其中，所述数字信号切换板接收主控板发过来的切换控制命令把指定输入端口的数字信号切换到指定的输出端口。
其中，所述多画面合成输出板采用FPGA芯片，多画面合成输出板带有字幕发生器，用于在输出的所有子画面上叠加时间、名称的各种格式的字幕，并支持中文。
由于采取了以上技术方案，本实用新型的优点在于：
1、实现了混合输入16路模拟视频信号或16路D1分辨率的网络视频信号，可以把输入的32路信号任选16路进行画面合成并输出DVI高清数字信号。
2、合成输出的布局可以设定成1画面，4画面，9画面，16画面，而且每个画面显示那个输入信号可以由用户选定。
3、解决了目前市面上的图像合成器无法对模拟视频和网络视频同时进行合成输出的问题，既能应用于模拟视频监控系统也能应用于网络视频监控系统，并实现了数字化高清输出，解析度更高，画质更好，完全符合当今数字化和高清化的技术发展方向。
4、可以支持NTSC、PAL、SECAM等多种视频制式并可以对输入视频信号的亮度、对比度、饱和度进行设置；可以对隔行扫描的视频进行去隔行处理de-interlacing，保证图像质量无闪烁和运动横纹；同时支持对输入信号的图像进行裁剪以去除黑边。
5、有两个千兆自适应RJ45网口，能最大支持16路D1大小的网络视频解码并输入到数字信号切换板；网络视频解码板可以支持的网络视频协议有：RTP、HTTP；支持的视频压缩标准有：MPEG4、H.264。
6、不管是模拟视频信号还是网络视频信号输入到本系统中后都会转换成纯数字信号，这便于传输和控制，更重要的是会降低多画面合成输出板上核心部件FPGA芯片硬件逻辑的开发和调试难度，这会大大缩短开发周期同时图像的显示效果会更佳，同时提高了稳定性。
附图说明
图1为本实用新型的总体系统原理方框示意图。
图中：AV_IN：模拟视频输入板；NET_DECODER：网络视频解码板；DS_SWITCH：数字信号切换板；MAIN_CTRL：主控板；MDC_OUT：多画面合成输出板；FRONT_CTRL_BOARD：前控制面板。
其中实线表示的是视频数据，虚线表示的是控制命令。
图2为本实用新型的多画面合成输出板的方框示意图。
图中：四个高速数据接口D_IN_SK1、D_IN_SK2、D_IN_SK3、D_IN_SK4；ZMFSQ：字幕发生器；HC_FPGA：图像合成输出芯片；BUF_RAM：高速缓存；CTRL_PORT：控制接口。
具体实施方式
以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
参见图1，本实用新型是一种数字化网络视频图像合成器，由模拟视频输入板AV_IN，网络视频解码板NET_DECODER，数字信号切换板DS_SWITCH，主控板MAIN_CTRL，多画面合成输出板MDC_OUT，前控制面板FRONT_CTRL_BOARD组成。所述模拟视频输入板能输入16路模拟视频信号并采集转化成数字信号输入到数字信号切换板上对应的输入端口，网络视频解码板能最大支持16路D1分辨率的网络视频解码并输入到数字信号切换板上对应的输入端口，数字信号切换板把输入的32路数字信号任选16路输入到多画面合成输出板进行画面合成并输出DVI高清数字信号，合成输出的布局可以设定成1画面，4画面，9画面，16画面，而且每个画面显示那个输入信号可以由用户选定，用户可以通过控制软件也可以通过前控制面板对本图像合成器进行控制。
本实用新型的原理是：利用模拟视频输入板能输入16路模拟视频信号并采集转化成数字信号输入到数字信号切换板上对应的输入端口，网络视频解码板能最大输入16路D1分辨率的网络视频解码并输入到数字信号切换板上对应的输入端口，数字信号切换板可以把输入的32路数字信号任选16路输入到多画面合成输出板进行画面合成并输出DVI高清数字信号。
本实用新型所述的视频输入板上设计有16个BNC视频头，采用的专业视频采集芯片可以输入16路模拟视频信号并成数字信号输入到数字信号切换板上对应的输入端口。采用的专业视频采集芯片可以通过专门的控制接口对输入的视频制式、亮度、对比度、饱和度进行设置和调整。采用的专业视频采集芯片还可以对隔行扫描的视频进行去隔行处理de-interlacing，保证图像质量无闪烁和运动横纹。同时支持对输入信号的图像进行裁剪以去除黑边。所有的设置参数均保存在主控板的NAND Flash中以备调用。
本实用新型所述的网络视频解码板上设计有两个千兆自适应RJ45网口，能最大支持16路D1大小的网络视频解码并输入到数字信号切换板上对应的输入端口。网络视频解码板上设计两个千兆自适应RJ45网口的好处是可以跨两个网段并支持网络负载均衡。相比一个千兆网口具有更好的稳定性。网络视频解码板可以支持的网络视频协议有：RTP、HTTP。支持的视频压缩标准有：MPEG4、H.264。支持的网络视频分辨率最大可以到D1。网络视频解码板由于采用了专用网络视频解码芯片的纯硬件解码方式和码流自适应技术在解码显示时实时性好，低延迟、不丢帧。
本实用新型所述的主控板是一种包含嵌入式CPU，内存，NANDFlash和相应I/O端口和控制端口的嵌入式主板。采用嵌入式Linux作为操作系统平台，并开发了接口控制软件和通信软件以响应来至控制软件和前控制面板的控制命令。
本实用新型所述的数字信号切换板是一个高集成度的数字信号切换电路，其核心是一颗数字信号切换芯片，数字信号切换板接收主控板发过来的切换控制命令把指定输入端口的数字信号切换到指定的输出端口。切换完之后的切换状态会保存在主控板的NAND Flash中。
如图2所示，本实用新型所述的多画面合成输出板由四个高速数据接口D_IN_SK1、D_IN_SK2、D_IN_SK3、D_IN_SK4，字幕发生器ZMFSQ，图像合成输出芯片HC_FPGA，高速缓存BUF_RAM，控制接口CTRL_PORT组成。数字信号切换板输出的16路数字信号被分成四组，每组包含4路数字信号输入到对应的高速数据接口D_IN_SK1、D_IN_SK2、D_IN_SK3、D_IN_SK4。图像合成输出芯片HC_FPGA从这些高速数据接口采集图像数据存到高速缓存BUF_RAM中然后进行画面合成并输出成DVI高清数字信号。要叠加的字幕由字幕发生器ZMFSQ生成送入图像合成输出芯片HC_FPGA作为一个单独的图层进行图像叠加处理。合成输出的布局(即显示1画面，4画面，9画面，还是16画面)和字幕的格式是由主控板通过控制接口CTRL_PORT传输命令来控制图像合成输出芯片HC_FPGA实现的。
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。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。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。
Claims (6)
1.一种数字化网络视频图像合成器，其特征在于：包括模拟视频输入板、网络视频解码板、数字信号切换板、主控板、多画面合成输出板、前控制面板，所述模拟视频输入板输入16路模拟视频信号并采集转化成数字信号输入到数字信号切换板上对应的输入端口，网络视频解码板最大支持16路D1分辨率的网络视频解码并输入到数字信号切换板上对应的输入端口，数字信号切换板把输入的32路数字信号任选16路输入到多画面合成输出板进行画面合成并输出若干画面的DVI高清数字信号，所述主控板通过控制线缆分别与模拟视频输入板、网络视频解码板、数字信号切换板、多画面合成输出板、前控制面板连接在一起，用于实现控制命令的传输，将模拟视频信号或/和网络视频信号转换成纯数字信号。
2.根据权利要求1所述的一种数字化网络视频图像合成器，其特征在于：所述模拟视频输入板上有16个BNC视频头，输入16路模拟视频信号并采集转化成数字信号输入到数字信号切换板上对应的输入端口。
3.根据权利要求1所述的一种数字化网络视频图像合成器，其特征在于：所述网络视频解码板上有两个千兆自适应RJ45网口，最大支持16路D1分辨率的网络视频解码并输入到数字信号切换板上对应的输入端口。
4.根据权利要求1所述的一种数字化网络视频图像合成器，其特征在于：所述主控板上有一个RJ45网络口和一个RS232串口，其中RJ45网络口是用来和控制软件通讯对设备进行控制，RS232串口用来做系统调试和检测。
5.根据权利要求1所述的一种数字化网络视频图像合成器，其特征在于：所述数字信号切换板接收主控板发过来的切换控制命令把指定输入端口的数字信号切换到指定的输出端口。
6.根据权利要求1所述的一种数字化网络视频图像合成器，其特征在于：所述多画面合成输出板采用FPGA芯片，多画面合成输出板带有字幕发生器，用于在输出的所有子画面上叠加时间、名称的各种格式的字幕，并支持中文。
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2011
- 2011-06-03 CN CN2011201851934U patent/CN202160225U/zh not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: 100094, Room 301, building 8, Zhongguancun Software Park, 8 northeast Wang Xi Road, Beijing, Haidian District Patentee after: Beijing Triolion Science & Technology Co., Ltd. Address before: 100085, room 1009, building 10, block C, Jinyu Ka Wah building, No. 9, 3rd Street, Haidian District, Beijing Patentee before: Beijing Triolion Science & Technology Co., Ltd. |
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| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: 100193, Room 301, building 8, Zhongguancun Software Park, 8 northeast Wang Xi Road, Beijing, Haidian District Patentee after: Beijing Triolion Science & Technology Co., Ltd. Address before: 100094, Room 301, building 8, Zhongguancun Software Park, 8 northeast Wang Xi Road, Beijing, Haidian District Patentee before: Beijing Triolion Science & Technology Co., Ltd. |
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