CN212086334U - 视频处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开的一种视频处理设备包括：互连板；视频前处理卡，连接所述互连板；视频处理卡，连接所述互连板且通过所述互连板连接所述视频前处理卡；视频智能处理卡，连接所述互连板且通过所述互连板连接所述视频处理卡；视频后处理卡，连接所述互连板且通过所述互连板连接所述视频处理卡；以及主控卡，连接所述互连板且通过所述互连板连接所述视频处理卡。本实用新型实施例可自适应提升视频显示效果，提升用户体验度和产品竞争力。

Description

视频处理设备

技术领域

本实用新型涉及视频处理技术领域，尤其涉及一种视频处理设备。

背景技术

视频处理设备是LED图像显示领域、投影显示领域及DLP(Digital LightProcessing，数字光处理)显示领域等各个领域广泛应用的重要基础产品。随着视频处理行业的高速发展，人们对视频显示效果的要求越来越高。但是目前的视频处理设备的显示效果还存在一些问题，例如音视频噪声，亮色度、对比度无法自适应播放环境等，还还无法满足人们的需要。因此，在视频处理技术领域的发展方向中，如何提高显示效果以满足用户需求已成为重要议题之一。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供了一种视频处理设备，能自适应、智能地提升了显示效果，也提升了用户体验度和产品竞争力。

具体地，本实用新型实施例提供的一种视频处理设备，包括：互连板；视频前处理卡，连接所述互连板；视频处理卡，连接所述互连板且通过所述互连板连接所述视频前处理卡；视频智能处理卡，连接所述互连板且通过所述互连板连接所述视频处理卡；视频后处理卡，连接所述互连板且通过所述互连板连接所述视频处理卡；以及主控卡，连接所述互连板且通过所述互连板连接所述视频处理卡。

上述技术方案通过设置视频智能处理卡，对输入的视频数据在输出之前进行显示效果智能提升处理，提升了用户体验度和产品竞争力。

在本实用新型的一个实施例中，所述视频前处理卡上设置有视频输入接口和视频前处理电路，所述视频输入接口连接所述视频前处理电路；所述视频处理卡上设置有视频处理电路，所述视频处理电路通过所述互连板连接所述视频前处理电路；所述视频智能处理卡上设置有智能处理电路，所述智能处理电路通过所述互连板连接所述视频处理电路；所述视频后处理卡上设置有视频后处理电路、视频输出接口，所述视频输出接口连接所述视频后处理电路，所述视频后处理电路通过所述互连板连接所述视频处理电路；以及所述主控卡设置有主控电路，所述主控电路连接所述互连板连接所述视频处理电路。

在本实用新型的一个实施例中，所述互连板上设置有第一接插件、第二接插件、第三接插件、第七接插件、第九接插件；所述视频前处理卡上设置有第四接插件，所述视频前处理卡通过所述第四接插件插接至所述第一接插件；所述视频处理卡上设置第五接插件，所述视频处理卡通过所述第五接插件插接至所述第二接插件插接；所述视频后处理卡上设置有第六接插件，所述视频后处理卡通过所述第六接插件插接至所述第三接插件；所述主控卡上设置有第八接插件，所述主控卡通过所述第八接插件插接至所述第七接插件；以及所述视频智能处理卡上设置有第十接插件，所述视频智能处理卡通过所述第十接插件插接至所述第九接插件。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一接插件包括第一视频数据接口，所述第二接插件包括第二视频数据接口、第三视频数据接口和第五视频数据接口，所述第三接插件包括第四视频数据接口，所述第九接插件包括第六视频数据接口；所述第一视频数据接口连接所述第二视频数据接口，所述第三视频数据接口连接所述第四视频数据接口，所述第五视频数据接口连接所述第六视频数据接口；所述第一接插件还包括第一控制信号接口，所述第二接插件还包括第二控制信号接口、第三控制信号接口、第四控制信号接口和第七控制信号接口，所述第三接插件还包括第五控制信号接口，所述第七接插件包括第六控制信号接口，所述第九接插件包括第八控制信号接口；所述第一控制信号接口连接所述第二控制信号接口，所述第三控制信号接口连接所述第六控制信号接口，所述第四控制信号接口连接所述第五控制信号接口，所述第七控制信号接口连接所述第八控制信号接口；所述第四接插件包括前处理数据接口，所述前处理数据接口连接所述视频前处理电路，所述前处理数据接口连接所述第一视频数据接口；所述第四接插件还包括前处理控制信号接口，所述前处理控制信号接口连接所述视频前处理电路，所述前处理控制信号接口还连接所述第一控制信号接口；所述第五接插件包括第一视频处理数据接口、第二视频处理数据接口和第三视频处理数据接口，所述第一视频处理数据接口、所述第二视频处理数据接口和所述第三视频处理数据接口分别连接所述视频处理电路，所述第一视频处理数据接口还连接所述第二视频数据接口，所述第二视频处理数据接口还连接所述第三视频数据接口，所述第三视频处理数据接口还连接所述第五视频数据接口；所述第五接插件还包括视频处理控制信号接口、第一信号转发接口、第二信号转发接口和第三信号转发接口，所述视频处理控制信号接口、所述第一信号转发接口、所述第二信号转发接口和所述第三信号转发接口分别连接所述视频处理电路，所述视频处理控制信号接口连接所述第三控制信号接口，所述第一信号转发接口连接所述第二控制信号接口，所述第二信号转发接口连接所述第四控制信号接口，所述第三信号转发接口连接所述第七控制信号接口；所述第六接插件包括后处理数据接口，所述后处理数据接口连接所述视频处理电路，所述后处理数据接口还连接所述第四视频数据接口；所述第六接插件还包括后处理控制信号接口，所述后处理控制信号接口连接所述视频后处理电路和所述第五控制信号接口；所述第八接插件包括控制信号输出接口，所述控制信号输出接口连接所述主控电路和所述第六控制信号接口；所述第十接插件包括第七视频数据接口和第九控制信号接口，所述第七视频数据接口和所述第九控制信号接口分别连接所述智能处理电路，所述第七视频数据接口还连接所述第六视频数据接口，所述第九控制信号接口连接所述第八控制信号接口。

在本实用新型的一个实施例中，所述智能处理电路包括智能处理芯片，所述智能处理芯片连接所述第七视频数据接口和所述第九控制信号接口。

在本实用新型的一个实施例中，所述智能处理电路还包括易失性处理器，所述易失性处理器连接所述智能处理芯片；所述智能处理电路还包括数据库存储器，所述数据库存储器连接所述智能处理芯片；所述智能处理芯片还包括感测电路，所述感测电路连接所述智能处理芯片。

在本实用新型的一个实施例中，所述视频前处理电路包括：第一视频处理器件和第一控制器，所述第一控制器连接所述第一视频处理器件，所述第一视频处理器件连接所述视频输入接口、所述视频前处理输出接口和所述前处理控制信号接口。

在本实用新型的一个实施例中，所述视频处理电路包括：第二视频处理器件和第二控制器，所述第二控制器连接所述第二视频处理器件，所述第二视频处理器件连接所述第一视频处理数据接口、所述第二视频处理数据接口、所述第三视频处理数据接口、所述视频处理控制信号接口、所述第一信号转发接口、所述第二信号转发接口和所述第三信号转发接口。

在本实用新型的一个实施例中，所述视频后处理电路包括：第三视频处理器件、第三控制器，所述第三控制器连接所述第三视频处理器件，所述第三视频处理器件连接所述视频输出接口、所述后处理数据接口和所述后处理控制信号接口。

在本实用新型的一个实施例中，所述主控电路包括嵌入式处理器，所述嵌入式处理器连接所述控制信号输出接口。

上述技术方案的一个技术方案具有如下优点或有益效果：通过设置视频智能处理卡，对输入的视频数据在输出之前进行显示效果智能提升处理，提升了用户体验度和产品竞争力。另外，通过采用独立的视频前处理卡、视频处理卡、视频智能处理卡以及视频后处理卡来分别实现输入视频的解码与预处理、视频的处理、视频显示效果提升处理以及视频后处理及编码等功能，并通过接插件可拆卸地插接至互连板上，通过相对简单的硬件设计实现了根据用户需求进行视频输入接口、视频输出接口以及视频处理卡的更换，以满足用户对多样化输入、输出接口以及视频处理的更换，提升了用户体验。这样还提升了视频处理设备产品的通用化和模块化，节约了零部件管理成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种视频处理设备的结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的一种视频处理设备的另一结构示意图。

图3a为图2所示的视频前处理卡的结构示意图。

图3b为图3a所示的视频处理器件1321的结构示意图。

图4a为图2所示的视频处理卡的结构示意图。

图4b为图4a所示的视频处理器件1511的结构示意图。

图5为图2所示的视频智能处理卡的结构示意图。

图6a为图2所示的视频后处理卡的结构示意图。

图6b为图6a所示的视频处理器件1721的结构示意图。

图7a为图2所示的主控卡的结构示意图。

图7b为图7a所示的主控电路192的一种具体结构示意图。

图8为本实用新型实施例提供的一种视频处理设备的又一结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，本实用新型实施例中提供了一种视频处理装置100。视频处理装置100例如主要包括：互连板110、主控卡190、视频前处理卡130、视频处理卡 150、视频智能处理卡160、视频后处理卡170等。视频前处理卡130、视频处理卡150、视频智能处理卡160以及视频后处理卡170连接至互连板110上。视频处理卡150通过互连板110连接视频前处理卡130。视频智能处理卡160通过互连板110连接视频处理卡150。视频后处理卡170通过互连板110连接视频处理卡150。主控卡190通过互连板110连接视频处理卡150。这样的硬件设计及硬件架构，可以使得视频处理装置100能对输入的视频源进行显示效果的自适应调整，以满足用户对视频显示效果日益提升的需求，提升用户体验度和产品竞争力。

具体地，互连板110为PCB电路板。如图2所示，互连板110上还设置有多个接插件，例如接插件113(对应第一接插件)、接插件114(对应第二接插件)、接插件 115(对应第三接插件)、接插件116(对应第七接插件)、以及接插件117(对应第九接插件)，用于分别插接视频前处理卡130、视频处理卡150、视频后处理卡170、主控卡190以及视频智能处理卡160。此处的多个接插件例如为排针接插件、排母接插件或高密接插件等。具体地，如图2所示，接插件113包括视频数据接口1131和控制信号接口1132。接插件114包括视频数据接口1141、视频数据接口1142、视频数据接口1146、控制信号接口1143、控制信号接口1144、控制信号接口1145和控制信号接口1147。接插件115包括视频数据接口1151和控制信号接口1152。接插件116 包括控制信号接口1161。接插件117包括视频数据接口1171和控制信号接口1172。视频数据接口1131连接视频数据接口1141，视频数据接口1142连接视频数据接口 1151，视频数据接口1146连接视频数据接口1171。控制信号接口1132连接控制信号接口1144，控制信号接口1143连接控制信号接口1161，控制信号接口1145连接控制信号接口1152，控制信号接口1147连接控制信号接口1172。

视频前处理卡130主要用于对输入的视频源进行前处理。视频前处理卡130连接互连板110。具体地，如图2所示，视频前处理卡130上例如设置有视频输入接口131、视频前处理电路132。视频输入接口131连接视频前处理电路132。视频输入接口131 用于接收外部输入的视频源信号。视频输入接口131例如为标准视频接口，比如HDMI 接口、DVI接口、DP接口或者SDI接口等，此外，视频输入接口131还可以为光纤接口或其它用于传输视频或图像数据的接口，本实用新型不以此为限。进一步地，视频输入接口131的数量可为多个，多个视频输入接口131分别选自于HDMI接口、DVI 接口、DP接口、SDI接口的部分或全部。这样一来用户可以根据需要在视频前处理卡 150上设置多个视频输入接口131，以进一步满足用户更多样化的视频输入接口需求。此外，如图2所示，视频前处理卡130还设置有与接插件113相插接的接插件133(对应第四接插件)，以便于视频前处理卡130可拆卸地插接至互连板110上。接插件133 例如包括前处理数据接口1331和前处理控制信号接口1332。前处理数据接口1331和前处理控制信号接口1332分别连接视频前处理电路132。前处理数据接口1331连接接插件113的视频数据接口1131，前处理控制信号接口1332连接接插件113的控制信号接口1132。

承上述，视频前处理电路132例如主要用于对输入的视频源进行解码、空间转换、去隔行、画质调整等处理。具体地，如图3a所示，视频前处理电路132例如包括视频处理器件1321、控制器1322甚至非易失性存储器1323。控制器1322连接视频处理器件1321和非易失性存储器1323。视频处理器件1321连接视频输入接口131。控制器 1322例如为微控制器(MCU)。非易失性存储器1323例如为闪存(FLASH)。

更具体地，如图3b所示，视频处理器件1321例如包括依次连接的视频解码单元13211、颜色空间转换单元13212、去隔行单元13213、画质调整单元13214，还包括控制信号解码单元13215。控制信号解码单元13215连接前处理控制信号接口1332、视频解码单元13211、颜色空间转换单元13212、去隔行单元13213以及画质调整单元 13214。控制信号解码单元13215对通过前处理控制信号接口1332输入的控制信号和参数进行解码得到第一解码后控制信号数据以供视频解码单元13211、颜色空间转换单元13212、去隔行单元13213、画质调整单元13214使用。视频解码单元13211连接视频输入接口131，其根据第一解码后控制信号数据对从视频输入接口131获取的视频数据进行解码得到RGB格式的解码后图像数据。颜色空间转换单元13212根据第一解码后控制信号数据将解码后的图像数据从RGB颜色空间转换到YUV颜色空间得到颜色空间转换后图像数据。当然，此处值得一提的是，颜色空间转换单元13212也可根据用户实际需要将解码后的图像数据从RGB颜色空间转换到其它颜色空间例如 XYZ颜色空间等，本实用新型此处不以此为限。去隔行单元13213根据第一解码后控制信号数据将颜色空间转换后图像数据进行去隔行处理得到去隔行后图像数据，例如将输入的隔行的图像数据转换为逐行输出的图像数据。当然，输入图像数据是逐行的图像数据，则不需要对其进行去隔行操作。画质调整单元13214用于根据第一解码后控制信号数据对去隔行后图像数据进行画质调整处理得到第一画质调整后图像数据，例如对亮度、对比度、色温等的调整，最后将第一画质调整后图像数据进行编码后例如以64B/66B编码格式输出至前处理数据接口1331。此处值得一提的是，视频处理器件1321还可例如为可编程逻辑器件比如FPGA(Field-Programmable Gate Array，即现场可编程门阵列)或CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂视频处理器件) 等。

视频处理卡150主要用于图像数据的处理。具体地，视频处理卡150例如包括视频处理电路151和与接插件114插接的接插件153。视频处理电路151例如对从视频前处理卡130接收的图像数据进行缩放、画质增强、图层混叠等处理。具体地，如图 4a所示，视频处理电路151例如包括视频处理器件1511、控制器1512甚至非易失性存储器1513。控制器1512连接视频处理器件1511和非易失性存储器1513。控制器 1512例如为微控制器(MCU)。非易失性存储器1513例如为闪存(FLASH)。接插件 153用于视频处理卡150可拆卸地插接至互连板110上。接插件153例如包括视频处理数据接口1531、视频处理数据接口1532、视频处理数据接口1536、视频处理控制信号接口1533、信号转发接口1534、信号转发接口1535和信号转发接口1537。视频处理数据接口1531、视频处理数据接口1532、视频处理数据接口1536、视频处理控制信号接口1533、信号转发接口1534、信号转发接口1535和信号转发接口1537分别连接视频处理电路151的视频处理器件1511。如图2所示，视频处理数据接口1531 连接接插件114的视频数据接口1141，视频处理数据接口1532连接接插件114的视频数据接口1142，视频处理数据接口1536连接接插件114的视频数据接口1146，视频处理控制信号接口1533连接接插件114的控制信号接口1143，信号转发接口1534 连接接插件114的控制信号接口1144，信号转发接口1535连接接插件114的控制信号接口1145，信号转发接口1537连接接插件114的控制信号接口1147。

承上述，如图4b所示，视频处理器件1511例如包括依次连接的图像缩放单元15111、画质增强单元15112、图层混叠单元15113，还包括控制信号解码单元15114 和控制信号转发单元15115，控制信号解码单元15114连接视频处理控制信号接口1533、图像缩放单元15111、画质增强单元15112、图层混叠单元15113，以通过视频处理控制信号接口1533获取的来自于主控卡190的控制信号和参数进行解码得到第二解码后控制信号数据以供图像缩放单元15111、画质增强单元15112、图层混叠单元15113使用。控制信号解码单元15114还连接控制信号转发单元15115，控制信号转发单元15115 连接信号转发接口1534、信号转发接口1535和信号转发接口1537。控制信号解码单元15114用于将不属于自身的控制信号和参数通过控制信号转发单元15115、信号转发接口1534、信号转发接口1535和信号转发接口1537一一对应转发视频前处理卡130、视频后处理卡170以及视频智能处理卡160。具体地，主控卡190的控制信号和参数通常例如以数据包的形式传输。在数据包的包头部分包括控制信号和参数的接收对象的标识信息，此处的接收对象可例如为视频前处理卡、视频后处理卡、或视频处理卡等，此处的标识信息可例如为01、02、03、04，比如01代表视频前处理卡，02代表视频处理卡，03代表视频后处理卡，04代表视频智能处理卡。当视频处理卡150接收数据包后，其会通过控制信号解码单元15114解析该数据包中的包头里的接收对象的标识信息，当识别出该数据包属于自身的控制信号和参数时，则接收该数据包；当识别出该数据包不属于自身的控制信号和参数时，则将该数据包发送控制信号转发单元 15115以通过信号转发接口输出至视频前处理卡130、视频智能处理卡160或视频后处理卡170。此处值得一提的是，属于视频处理器件1511的控制信号和参数可称为目标控制信号和参数，不属于视频处理器件1511自身的控制信号和参数可称为非目标控制信号和参数。当然，也可以通过其它方式来进行控制信号和参数的解码和转发，本实用新型不以此为限。图像缩放单元15111对从视频处理数据接口1531获得的图像数据进行缩放处理得到缩放后图像数据。当然，输入的图像数据的分辨率与显示设备的分辨率一致时，则不需要对图像数据进行缩放处理。画质增强单元15112对缩放后图像数据进行画质增强处理得到画质增强后图像数据。画质增强处理可例如包括SDR (Standard Dynamic Range，标准动态范围)图像转换成HDR(High Dynamic Range，高动态范围)图像等。图层混叠单元15113将画质增强后的至少一个图层的图像数据进行混合叠加处理，比如首先将其中一个图层的图像数据与背景进行叠加处理，然后将叠加后的图像数据与其它的图层的图像数据进行逐一叠加处理，得到叠加后图像数据，然后在控制信号的控制下将叠加后图像数据通过视频处理数据接口1536传输至视频智能卡160以进行显示效果提升处理，最后接收被视频智能卡160处理后的数据并对其进行编码后例如以64B/66B编码格式通过视频处理数据接口1532输出。此处值得一提的是，视频处理器件1511可例如为可编程逻辑器件比如FPGA (Field-Programmable GateArray，即现场可编程门阵列)或CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂视频处理器件)等。

视频智能卡160主要用于对输入的视频数据进行人工智能处理，以提升视频源的显示效果。如图2所示，视频智能卡160上设置有接插件161(对应第十接插件)和智能处理电路162。智能处理电路162连接接插件161。具体地，如图5所示，视频智能卡160的智能处理电路162例如包括智能处理芯片1621，智能处理芯片1621连接接插件161的视频数据接口1611和控制信号接口1612。智能处理芯片1621主要完成的图像处理、深度学习等计算处理。智能处理芯片1621可例如为海思Hi3559A/C系列处理器、Hi3519A系列处理器等，当然也可以是其他类似的AI处理器，此处不以此为限。智能处理芯片1621在经过控制信号接口1612传输且来自于主控卡190的控制信号的控制下，对来自视频处理卡150的视频数据进行显示效果提升处理，例如进行像素处理、去噪处理等，并将处理后的视频数据返回至视频处理卡150，以供视频处理卡150将处理后的视频数据传输至视频后处理卡170以进行进一步处理。此处值得一提的是，智能处理芯片1621对经过接收到的视频数据进行显示效果的自适应处理，其处理方法和技术可采用现有技术中的较成熟的人工智能音视频处理技术，此处不再赘述。如图5所示，智能处理电路162还可以包括数据库存储器1623。数据库存储器1623 连接智能处理芯片1621。数据库存储器185例如为非易失性存储器，比如EMMC (Embedded MultiMedia Card，内嵌式多媒体卡)等，其可用于存储智能处理芯片1621 对预处理后的视频进行自适应处理所需要的数据库，例如音视频噪声样本数据、亮色度样本数据、色温样本数据、深度学习数据等。进一步地，如图5所示，智能处理电路162还可以包括感测电路1625。感测电路1625例如包括亮度传感器、光敏传感器等感测元件，用于感测外部环境的亮度、对比度等情况，并将感测结果信号传输至智能处理芯片1621，以供智能处理芯片1621对接收到的视频数据进行自适应调整，使得调整后的视频数据在显示屏上播放后与视频处理设备100所处的外部环境相适应，以提升显示效果和用户体验度。例如在影院中，感测电路1625感测内部亮度较低并就将感测信号传输至智能处理芯片1621，智能处理芯片1621根据感测信号对视频数据的亮度参数进行调整，使得视频数据显示的亮度与影院中的亮度相匹配，使得观影者能很舒适地观看影片。又例如在高亮的环境下的广告屏，智能处理芯片1621会根据感测电路1625反馈的信号自适应调整视频数据的亮度和对比度等参数，使得视频数据在广告屏上很清晰地显示，让人能很清楚地看到播出的广告内容。

视频后处理卡170主要用于对经过处理的图像数据进行后处理。视频后处理卡170可拆卸地插接至互连板110上。具体地，如图2所示，视频后处理卡170上例如设置有视频输出接口171、视频后处理电路172。视频输出接口171连接视频后处理电路 172。视频输出接口171用于将经过处理后的图像数据输出至后端的设备例如LED显示屏控制器等。视频输出接口171例如为标准视频接口，比如HDMI接口、DVI接口、 DP接口或者SDI接口等。进一步地，视频输出接口171的数量可为多个，多个视频输出接口171选自于HDMI接口、DVI接口、DP接口、SDI接口的部分或全部，此外，视频输出接口171还可以为光纤接口或其它用于传输视频或图像数据的接口，本实用新型不以此为限。这样一来可以进一步满足用户多样化的视频输出接口需求。视频后处理卡170还设置有与接插件115插接的接插件173，以便于视频后处理卡170可拆卸地插接至互连板110上。接插件173例如包括后处理数据接口1731和后处理控制信号接口1732。后处理数据接口1731和后处理控制信号接口1732分别连接视频后处理电路172。如图2所示，后处理数据接口1731连接接插件115的视频数据接口1151，后处理控制信号接口1732连接接插件115的控制信号接口1152。

视频后处理电路172例如对经过视频处理电路151处理后的图像数据进行后处理，例如画质调整、编码等处理。具体地，如图6a所示，视频后处理电路172例如包括视频处理器件1721、控制器1722和非易失性存储器1723。控制器1322连接视频处理器件1321和非易失性存储器1323。视频处理器件1721连接视频输出接口171。控制器 1322例如为微控制器(MCU)。非易失性存储器1323例如为FLASH(闪存)。

更具体地，如图6b所示，视频处理器件1721例如包括画质调整单元17211、图像编码单元17212和控制信号解码单元17213。画质调整单元17211连接在图像编码单元17212和后处理数据接口1731之间。控制信号解码单元17213连接后处理控制信号接口1732、画质调整单元17211、图像编码单元17212。控制信号解码单元17213 对通过后处理控制信号接口1732获得的控制信号和参数进行解码得到第三解码后控制信号数据，以供画质调整单元17211、图像编码单元17212使用。画质调整单元17211 根据第三解码后控制信号数据对从后处理数据接口1731获取的经过视频处理电路151 处理后的图像数据比如图层混叠后的多图层图像数据进行画质调整例如进行亮度、对比度、色温等调整，得到第二画质调整后图像数据。图像编码单元17212根据第三解码后控制信号数据将画质调整后的图像数据进行编码，得到用户需要的格式的编码后图像数据，并将编码后的视频数据通过视频输出接口171并输出。此处值得一提的是，视频处理器件1321可例如为可编程逻辑器件比如FPGA(Field-Programmable Gate Array，即现场可编程门阵列)或CPLD(Complex ProgrammableLogic Device，复杂视频处理器件)等。

主控卡190主要用于向视频前处理卡130、视频处理卡150、视频智能处理卡160 以及视频后处理卡170提供控制信号、以及与外部进行通信和交互。如图2所示，主控卡190上设置主控电路192。主控电路192例如主要包括嵌入式控制器1921，比如基于ARM核的嵌入式处理器。主控卡190还设置有与接插件116插接的接插件191，以便于主控卡190可拆卸地插接至互连板110上。接插件191连接主控电路192。具体地，如图7a所示，接插件191例如包括控制信号输出接口1911。控制信号输出接口1911连接嵌入式控制器1921。如图2所示，控制信号输出接口1911连接接插件116 的控制信号接口1161。在主控电路192输出的控制信号的控制下，视频前处理卡130 对输入的视频源进行预处理，然后通过互连板110的接插件将预处理后的图像数据传输至视频处理卡150以进行缩放等图像处理，接着将处理后的图像数据通过互连板110 的接插件传输至视频智能处理卡160进行显示效果提升处理，再将处理后的图像数据返回视频处理卡150，最后将处理后的图像数据再传输至视频后处理卡170上进行后处理并根据视频输出接口的类型将图像数据编码成相应的格式从视频输出接口输出，以完成整个视频处理过程。

承上述，参见图7b，主控电路191例如采用ARM作为主要控制单元，eMMC和 Flash充当数据存储和程序的缓存功能。主控电路191还提供RS232、USB和RJ45等接口将上位机与主控电路191的ARM互连，实现计算机端软件控制视频处理设备100。主控电路191的WIFI模块能够使其他移动设备连接视频处理设备100。再者，作为视频处理设备100的控制单元，主控电路191的ARM的FMC/FSMC、I2C、SPI等各类数据总线还可以通过FCI接口比如高密接插件、排针接插件等与互连板110连接，完成与上位机软件和下端互连板110的互连。另外，主控电路191还具备U盘驱动，提供单独的USB接口作为U盘保存离线文件、离线升级等功能。主控电路191内部的 RTC模块则为整个控制系统提供实时时钟。

另外，互连板110上的接插件113与接插件114之间、接插件114与接插件115、接插件114与接插件116、接插件114与接插件117之间分别通过PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)走线直接连接，也即接插件113与接插件114之间、接插件114 与接插件115、接插件114与接插件116、接插件114与接插件117之间没有有源元件 (或称主动元件)。这样一来，视频处理卡150的FPGA在完成视频处理的同时充当了交换芯片的作用，从而可以取消交互芯片的设置，节省了昂贵的交换芯片，降低了成本。

进一步地，视频数据接口1131、视频数据接口1141、视频数据接口1142、视频数据接口1146、视频数据接口1151、视频数据接口1171、前处理数据接口1331、视频处理数据接口1531、视频处理数据接口1532、视频处理数据接口1536、视频数据接口1611、后处理数据接口1731为GTX(Gigabit Transceiver，吉比特收发器)协议接口，这样一来可以实现视频或图像数据的快速传输。控制信号接口1132、控制信号接口1143、控制信号接口1144、控制信号接口1145、控制信号接口1147、控制信号接口1152、控制信号接口1161、控制信号接口1172、前处理控制信号接口1332、视频处理控制信号接口1533、信号转发接口1534、信号转发接口1535、信号转发接口 1537、后处理控制信号接口1732、控制信号接口1612、控制信号输出接口接口1911 等为以太网协议接口。

更进一步地，在本实用新型其它实施例中，如图8所示，视频前处理卡130的数量可以为至少一个，至少一个视频前处理卡130分别例如通过接插件可拆卸地插接至互连板110上，至少一个视频前处理卡130的视频前处理电路分别通过互连板110连接视频处理卡150的视频处理电路151。视频后处理卡170的数量也可以为至少一个，至少一个视频后处理卡170也分别例如通过接插件可拆卸地插接至互连板110上，至少一个视频后处理卡170的视频后处理电路分别通过互连板110连接视频处理卡150 的视频处理电路151。如此一来，更进一步地满足了用户对输入、输出接口的多样化需求，提升了用户体验度。另外，至少一个视频前处理卡也可以为具有不同视频输入接口的视频前处理卡，至少一个视频后处理卡也可以为具有不同视频输出接口的视频后处理卡。

本实用新型实施例提供的视频处理设备通过设置视频智能处理卡，对输入的视频数据在输出之前进行显示效果智能提升处理，提升了用户体验度和产品竞争力。另外，通过采用独立的视频前处理卡、视频处理卡、视频智能处理卡以及视频后处理卡来分别实现输入视频的解码与预处理、视频的处理、视频显示效果提升处理以及视频后处理及编码等功能，并通过接插件可拆卸地插接至互连板上，通过相对简单的硬件设计实现了根据用户需求进行视频输入接口、视频输出接口以及视频处理卡的更换，以满足用户对多样化输入、输出接口以及视频处理的更换，提升了用户体验。这样还提升了视频处理设备产品的通用化和模块化，节约了零部件管理成本。另外，各个板卡之间通过FPGA的GTX相互通信，实现了在一定的规模范围内不需要使用价格昂贵的交换芯片来完成输入视频接口和输出视频接口的选择与切换，节约了设备成本。

在申请实施例中，视频前处理卡(或称输入卡)，视频后处理卡(或称输出卡) 和视频处理卡(或称处理卡)之间都通过GTX互联，且其连接都是在互连板上实现，互连板上仅是设置连接器如接插件直连，可连接的数量由处理卡上的FPGA型号决定，例如处理卡上的FPGA的型号为xcku060时，其可提供28个GTX通道。假设所有的视频输入源为4K×2K-60HZ的数据带宽，每个GTX通道的线速率为10G情况下，每个视频输入源需要2个GTX通道来传输，则视频处理卡最多可以实现与其他输入卡、输出卡之间实现14个4K×2K的视频图像的交互。另外，在输入卡中完成各种输入源的解码，包括SDI、HDMI、DP、DVI等视频接口，且这些视频接口可以根据用户需求进行任意定制，例如用户需要3个HDMI，1个SDI时，仅需要在输入卡的视频解码单元中进行多个实例化即可实现，在解码后需要根据自定义的协议进行编码，例如按照64B/66B编码的格式将输入源输出，并且所有的视频源都遵循该协议。对于视频处理卡来说，其无需区分是输入视频源的类型，而此视频处理卡上资源的限制关键取决于GTX资源，例如在输入卡上选择型号为xc7k325t的FPGA，其有16个通道的 GTX，则最多可以将8路4K×2K的视频输入源发送给视频处理卡进行处理。处理卡主要完成视频图像的处理包括缩放、画质调整、图层叠加等，其是将输入卡发送过来的视频源从GTX格式解码出来，当作一路普通的视频源进行后续的视频处理，之后根据后端输出卡的视频输出接口的需求，将最终的视频数据通过GTX发送给输出卡。输出卡中将需要输出的视频数据在在不同的编码协议下将视频数据通过不同的视频输出接口输出。互连板上仅需要根据各个板卡的需求，将输入卡上的GTX的发送端与处理卡上的GTX的接收端直接连接，同时将处理卡上的发送端与输出卡上的接收端直接连接，中间不设置任何有源元件，各个板卡之间的通信都是自定义的统一协议，在此种硬件架构中视频处理卡的FPGA在完成视频处理的同时充当了交换芯片的作用，节省了昂贵的交换芯片，降低了成本。

此外，本实用新型不同的实施方式之间的各种元件也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

在本实用新型所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种视频处理设备，其特征在于，包括：

互连板；

视频前处理卡，连接所述互连板；

视频处理卡，连接所述互连板且通过所述互连板连接所述视频前处理卡；

视频智能处理卡，连接所述互连板且通过所述互连板连接所述视频处理卡；

视频后处理卡，连接所述互连板且通过所述互连板连接所述视频处理卡；以及

主控卡，连接所述互连板且通过所述互连板连接所述视频处理卡。

2.如权利要求1所述的视频处理设备，其特征在于，

所述视频前处理卡上设置有视频输入接口和视频前处理电路，所述视频输入接口连接所述视频前处理电路；

所述视频处理卡上设置有视频处理电路，所述视频处理电路通过所述互连板连接所述视频前处理电路；

所述视频智能处理卡上设置有智能处理电路，所述智能处理电路通过所述互连板连接所述视频处理电路；

所述视频后处理卡上设置有视频后处理电路、视频输出接口，所述视频输出接口连接所述视频后处理电路，所述视频后处理电路通过所述互连板连接所述视频处理电路；以及

所述主控卡设置有主控电路，所述主控电路通过所述互连板连接所述视频处理电路。

3.如权利要求2所述的视频处理设备，其特征在于，

所述互连板上设置有第一接插件、第二接插件、第三接插件、第七接插件、第九接插件；

所述视频前处理卡上设置有第四接插件，所述视频前处理卡通过所述第四接插件插接至所述第一接插件；

所述视频处理卡上设置第五接插件，所述视频处理卡通过所述第五接插件插接至所述第二接插件插接；

所述视频后处理卡上设置有第六接插件，所述视频后处理卡通过所述第六接插件插接至所述第三接插件；

所述主控卡上设置有第八接插件，所述主控卡通过所述第八接插件插接至所述第七接插件；以及

所述视频智能处理卡上设置有第十接插件，所述视频智能处理卡通过所述第十接插件插接至所述第九接插件。

4.如权利要求3所述的视频处理设备，其特征在于，

所述第一接插件包括第一视频数据接口，所述第二接插件包括第二视频数据接口、第三视频数据接口和第五视频数据接口，所述第三接插件包括第四视频数据接口，所述第九接插件包括第六视频数据接口；所述第一视频数据接口连接所述第二视频数据接口，所述第三视频数据接口连接所述第四视频数据接口，所述第五视频数据接口连接所述第六视频数据接口；

所述第一接插件还包括第一控制信号接口，所述第二接插件还包括第二控制信号接口、第三控制信号接口、第四控制信号接口和第七控制信号接口，所述第三接插件还包括第五控制信号接口，所述第七接插件包括第六控制信号接口，所述第九接插件包括第八控制信号接口；所述第一控制信号接口连接所述第二控制信号接口，所述第三控制信号接口连接所述第六控制信号接口，所述第四控制信号接口连接所述第五控制信号接口，所述第七控制信号接口连接所述第八控制信号接口；

所述第四接插件包括前处理数据接口，所述前处理数据接口连接所述视频前处理电路，所述前处理数据接口连接所述第一视频数据接口；所述第四接插件还包括前处理控制信号接口，所述前处理控制信号接口连接所述视频前处理电路，所述前处理控制信号接口还连接所述第一控制信号接口；

所述第五接插件包括第一视频处理数据接口、第二视频处理数据接口和第三视频处理数据接口，所述第一视频处理数据接口、所述第二视频处理数据接口和所述第三视频处理数据接口分别连接所述视频处理电路，所述第一视频处理数据接口还连接所述第二视频数据接口，所述第二视频处理数据接口还连接所述第三视频数据接口，所述第三视频处理数据接口还连接所述第五视频数据接口；

所述第五接插件还包括视频处理控制信号接口、第一信号转发接口、第二信号转发接口和第三信号转发接口，所述视频处理控制信号接口、所述第一信号转发接口、所述第二信号转发接口和所述第三信号转发接口分别连接所述视频处理电路，所述视频处理控制信号接口连接所述第三控制信号接口，所述第一信号转发接口连接所述第二控制信号接口，所述第二信号转发接口连接所述第四控制信号接口，所述第三信号转发接口连接所述第七控制信号接口；

所述第六接插件包括后处理数据接口，所述后处理数据接口连接所述视频处理电路，所述后处理数据接口还连接所述第四视频数据接口；所述第六接插件还包括后处理控制信号接口，所述后处理控制信号接口连接所述视频后处理电路和所述第五控制信号接口；

所述第八接插件包括控制信号输出接口，所述控制信号输出接口连接所述主控电路和所述第六控制信号接口；

所述第十接插件包括第七视频数据接口和第九控制信号接口，所述第七视频数据接口和所述第九控制信号接口分别连接所述智能处理电路，所述第七视频数据接口还连接所述第六视频数据接口，所述第九控制信号接口连接所述第八控制信号接口。

5.如权利要求4所述的视频处理设备，其特征在于，所述智能处理电路包括智能处理芯片，所述智能处理芯片连接所述第七视频数据接口和所述第九控制信号接口。

6.根据权利要求5所述的视频处理设备，其特征在于，所述智能处理电路还包括易失性处理器，所述易失性处理器连接所述智能处理芯片；所述智能处理电路还包括数据库存储器，所述数据库存储器连接所述智能处理芯片；所述智能处理芯片还包括感测电路，所述感测电路连接所述智能处理芯片。

7.如权利要求4所述的视频处理设备，其特征在于，所述视频前处理电路包括：第一视频处理器件和第一控制器，所述第一控制器连接所述第一视频处理器件，所述第一视频处理器件连接所述视频输入接口、所述视频前处理输出接口和所述前处理控制信号接口。

8.如权利要求4所述的视频处理设备，其特征在于，所述视频处理电路包括：第二视频处理器件和第二控制器，所述第二控制器连接所述第二视频处理器件，所述第二视频处理器件连接所述第一视频处理数据接口、所述第二视频处理数据接口、所述第三视频处理数据接口、所述视频处理控制信号接口、所述第一信号转发接口、所述第二信号转发接口和所述第三信号转发接口。

9.如权利要求4所述的视频处理设备，其特征在于，所述视频后处理电路包括：第三视频处理器件、第三控制器，所述第三控制器连接所述第三视频处理器件，所述第三视频处理器件连接所述视频输出接口、所述后处理数据接口和所述后处理控制信号接口。

10.如权利要求4所述的视频处理设备，其特征在于，所述主控电路包括嵌入式处理器，所述嵌入式处理器连接所述控制信号输出接口。

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