CN213213651U - 视频处理器 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种视频处理器，包括：背板；输入卡，连接至所述背板；输出卡，连接至所述背板；图像处理卡，连接至所述背板；主控制卡，连接至所述背板、所述输入卡、所述输出卡以及所述图像处理卡；其中，所述输入卡包括：视频输入接口；第一可编程逻辑器件，连接所述视频输入接口；第一微控制器，连接所述第一可编程逻辑器件；视频人工智能处理电路，连接所述第一可编程逻辑器件；以及第一连接器，连接所述第一可编程逻辑器件，所述输入卡通过所述第一连接器连接所述背板。本实用新型可以提升了视频的显示效果，提升了用户体验度。

Description

视频处理器

技术领域

本实用新型涉及视频显示领域，尤其涉及一种视频处理器。

背景技术

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。通常情况下输入视频源的画质一般都比较好。但是在有些场合中，输入到视频处理器的视频源也存在一些问题例如图像噪声，视频抖动，亮色度、对比度等不合适等。而对于输入视频源的问题，目前的视频处理器还不能对其进行自适应地进行处理，还无法满足人们对视频图像的越来越高的显示效果的需求。

实用新型内容

为解决上述问题中的至少部分问题，本实用新型实施例提供一种视频处理器，以提升了视频的显示效果，提升了用户体验度。

一方面，本实用新型实施例提供的一种视频处理器，包括：背板；输入卡，连接至所述背板；输出卡，连接至所述背板；图像处理卡，连接至所述背板；主控制卡，连接至所述背板、所述输入卡、所述输出卡以及所述图像处理卡；其中，所述输入卡包括：视频输入接口；第一可编程逻辑器件，连接所述视频输入接口；第一微控制器，连接所述第一可编程逻辑器件；视频人工智能处理电路，连接所述第一可编程逻辑器件；以及第一连接器，连接所述第一可编程逻辑器件，所述输入卡通过所述第一连接器连接所述背板。

上述技术方案通过在输入卡中设置视频人工智能处理电路，可对输入视频源进行人工智能自适应处理，提升了视频的显示效果，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，所述背板包括：矩阵交换电路；输入卡连接器，连接所述矩阵交换电路；输出卡连接器，连接所述矩阵交换电路；图形处理卡连接器，连接所述矩阵交换电路；以及主控制卡连接器，连接所述矩阵交换电路、所述输入卡连接器、所述输出卡连接器以及所述图像处理卡连接器；其中，所述输入卡连接器连接所述输入卡的所述第一连接器。

在本实用新型的一个实施例中，所述矩阵交换电路包括矩阵交换芯片，所述矩阵交换芯片连接所述输入卡连接器、所述输出卡连接器、所述图像处理卡连接器和所述主控制卡连接器。

在本实用新型的一个实施例中，所述输入卡连接器、所述输出卡连接器、所述图像处理卡连接器以及所述主控制卡连接器分别为接插连接器。

在本实用新型的一个实施例中，所述输出卡插接至所述背板的所述输出卡连接器，所述主控制卡插接至所述背板的所述主控制卡连接器，所述图像处理卡插接至所述背板的所述图像处理卡连接器。

在本实用新型的一个实施例中，所述视频人工智能处理电路包括AI处理芯片，所述AI处理芯片连接所述第一可编程逻辑器件；所述视频人工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AI处理芯片；所述视频人工智能处理电路还包括感测电路，所述感测电路连接所述AI处芯片。

在本实用新型的一个实施例中，所述输出卡包括视频输出接口、第二可编程逻辑器件和第二微控制器以及第二连接器，所述第二可编程逻辑器件连接所述视频输出接口和所述第二微控制器，所述第二连接器连接所述第二可编程逻辑器件，所述输出卡通过所述第二连接器连接至所述背板。

在本实用新型的一个实施例中，所述图像处理卡包括第三可编程逻辑器件和第三微控制器以及第三连接器，所述第三可编程逻辑器件连接所述第三微控制器和所述第三连接器，所述图像处理卡通过所述第三连接器连接至所述背板。

在本实用新型的一个实施例中，所述主控制卡包括嵌入式处理器和第四连接器，所述嵌入式处理器连接所述第四连接器，所述主控制卡通过所述第四连接器连接至所述背板。

在本实用新型的一个实施例中，所述视频处理器还包括级联卡，所述级联卡包括第四可编程逻辑器件、第四微控制器、第五连接器、第一数据接口和第二数据接口，所述第四微控制器、所述第五连接器、所述第一数据接口和所述第二数据接口分别连接所述第四可编程逻辑器件，所述级联卡通过所述第五连接器连接至所述背板。

上述技术方案可以具有如下一个或多个优点或有益效果：通过在输入卡中设置视频人工智能处理电路，可对输入视频源进行人工智能自适应处理，提升了视频的显示效果，提升了用户体验度和产品竞争力。另外，输入卡、输出卡、图像处理卡、主控制卡均采用接插件连接，使得用户可以方便快捷地进行连接与拆装，提升了工作效率。另外，增加级联卡可以提升视频处理器的扩展能力。

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的一种视频处理器的结构示意图。

图2示出图1中的背板的结构示意图。

图3示出图1中的输入卡的结构示意图。

图4示出图3中的视频人工智能处理电路的结构示意图。

图5示出图1中的图像处理卡的结构示意图。

图6示出图1中的输出卡的结构示意图。

图7示出图1中的主控制卡的结构示意图。

图8为本实用新型实施例的另一种视频处理器的结构示意图。

图9示出图8中的级联卡的结构示意图。

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所示，本实用新型实施例提供了一种视频处理器800。视频处理器800例如包括：背板100、输入卡200、输出卡300、图像处理卡400以及主控制卡500。输入卡200、输出卡300、图像处理卡400以及主控制卡500分别连接在背板100上。

具体地，背板100为PCB电路板。如图2所示，背板100例如包括矩阵交换电路 11、输入卡连接器13、输出卡连接器15、图像处理卡连接器19以及主控制卡连接器 17。矩阵交换电路11连接在输入卡连接器13和输出卡连接器15之间；图形处理卡连接器19连接矩阵交换电路11；主控制卡连接器连接矩阵交换电路11、输入卡连接器 13、输出卡连接器15和图像处理卡连接器19。此外，输入卡连接器13可连接至少一张输入卡；输出卡连接器15可连接至少一张输出卡。

承上述，矩阵交换电路11例如包括矩阵交换芯片比如CrossPoint Switch芯片。矩阵交换芯片连接输入卡连接器13、所述输出卡连接器15、所述图像处理卡连接器19 和所述主控制卡连接器17，其根据插接至主控制卡连接器17的主控制卡下发的控制指令将对应的输入卡输出数据切换到对应的输出卡进行输出。为了提高背板的矩阵交换芯片的利用率、降低交换芯片的通道需求、提高交换能力，优选地，矩阵交换电路 11通过串行总线例如SERDES总线等高速串行总线连接输入卡连接器13和输出卡连接器15、图像处理卡连接器19，从而输入卡、输出卡以及图像处理卡等可以分别通过 SERDES等高速串行总线与矩阵交换电路11进行视频图像数据传输。

输入卡连接器13、输出卡连接器15、图像处理卡连接器19以及主控制卡连接器 17分别为接插连接器，例如排针连接器、排母连接器、高密接插件等。这样一来，输入卡、输出卡、图像处理卡、主控制卡以等板卡可方便快捷地接插到背板上相应的连接器上，提升了连接效率。

如图1所示，输入卡200插接至背板100的输入卡连接器13，其主要用于对输入的视频源进行前处理。输入卡200连接互连板110。具体地，如图3所示，输入卡200 上例如设置有视频输入接口210、可编程逻辑器件220、微控制器230、视频人工智能处理电路260和连接器240。可编程逻辑器件220连接视频输入接口210、连接器240、视频人工智能处理电路260和微控制器230。视频输入接口210用于接收外部输入的视频源信号。视频输入接口210可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210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210的数量可为多个，多个视频输入接口210分别选自于HDMI接口、DVI接口、DP接口、SDI 接口的部分或全部，举例来说，视频输入接口210可包括两路HDMI接口和两路DP 接口。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210，以进一步满足用户更多样化的视频输入接口需求。可编程逻辑器件220可例如为FPGA(Field-Programmable Gate Array，即现场可编程门阵列)，其型号例如为XC7K160TFFG676ABX、XC7K325TFFG900，其主要用于在微控制器230的控制下，对输入的视频源进行解码、视频源检测、空间转换、去隔行、画质调整例如亮度调节等处理。微控制器230例如MCU，其型号可例如为NXP LPC433DFET100，其用于加载可编程逻辑器件220、以及与外部进行通信等。视频人工智能处理电路260主要用于基于人工智能技术，对从图像处理卡400接收的视频数据和图像数据进行自适应智能处理，例如识别判断视频数据是否存在问题，当存在问题时对其进行修复去噪、超分辨率、视频去抖等提升视频的显示效果。具体地，如图4所示，视频人工智能处理电路260包括AI(Artificial Intelligence，人工智能)处理芯片261。AI处理芯片261 连接可编程逻辑器件220。AI处理芯片261主要完成视频数据的识别判断、视频效果自适应提升、以及深度学习等处理。AI处理芯片261可例如为海思Hi3559A/C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。AI处理芯片261对经过可编程逻辑器件220传输的视频数据进行显示效果自适应提升处理，例如进行视频数据取样、问题识别与判断，当发现存在问题时进行修复去噪、超分辨率、视频去抖等，并将处理后的视频数据返回至可编程逻辑器件220，以供可编程逻辑器件220 进行进一步处理且将处理后的视频数据传输至矩阵交换电路11并最终通过输出卡300 输出；当没有发现问题时，则不进行处理。此处值得一提的是，AI处理芯片261对经过接收到的视频数据进行显示效果的自适应处理，其处理方法和技术也可采用现有技术中的较成熟的人工智能视频处理技术，此处不再赘述。如图4所示，视频人工智能处理电路260还可以包括数据库存储器263。数据库存储器263连接AI处理芯片261。数据库存储器263例如为非易失性存储器，比如EMMC(Embedded Multi Media Card，内嵌式多媒体卡)等，其可用于存储AI处理芯片261对预处理后的视频进行自适应处理所需要的数据库，例如视频噪声样本数据、亮色度样本数据、深度学习数据等，用于对视频数据的取样数据进行比对、判断。进一步地，如图5所示，视频人工智能处理电路260还可以包括感测电路265。感测电路265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AI处理芯片261，以供AI处理芯片261根据存储在数据库存储器263中的亮度样本数据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器800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265感测内部亮度较低并就将感测信号传输至AI处理芯片261，AI处理芯片261根据存储在数据库存储器263中的亮度样本数据和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。又例如在高亮环境下的广告屏，AI处理芯片261会根据存储在数据库存储器263中的亮度样本数据、对比度样本数据和感测电路265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。进一步地，输入卡200还可以包括连接可编程逻辑器件220的易失性存储器250，其例如为DDR3，其型号例如为IS43T216640B-107，用于数据缓存等。当然，此处的视频解码也可以用专业的解码芯片完成，所述解码芯片可例如连接在视频输入接口210和可编程逻辑器件220之间。

如图1所示，图像处理卡400连接至背板100的图像处理卡连接器19上，其主要用于对从输入卡200接收的视频数据和图像数据进行缩放、画质增强、图层混叠等处理。具体地，如图5所示，图像处理卡400上设置有可编程逻辑器件420、微控制器 430以及连接器410。连接器410连接可编程逻辑器件420，微控制器430连接可编程逻辑器件420。连接器410例如为接插连接器，比如高密接插件、排针接插件等。可编程逻辑器件420可例如为FPGA，其型号例如为XC7K160TFFG676ABX、 XC7K325TFFG900，其主要用于在微控制器430的控制下，对通过连接器410接收到的视频数据或图像数据进行窗口缩放、图层叠加、窗口画质增强等处理，并将处理后的图像数据通过连接器410输出。微控制器430例如MCU，其型号可例如为NXPLPC433DFET100，其用于加载可编程逻辑器件420、以及与外部进行通信等。进一步地，图像处理卡400还可以包括连接可编程逻辑器件420的易失性存储器440，其例如为DDR3，其型号例如为IS43T216640B-107，用于数据缓存等。

如图1所示，输出卡300连接背板100的输出卡连接器15，其主要用于对待输出图像数据进行输出反看、接口羽化、接口适配、编码等处理，最后输出至后端设备例如LED显示屏等。具体地，如图6所示，输出卡300例如包括连接器310、可编程逻辑器320、微控制器330和视频输出接口340。可编程逻辑器320连接连接器310、微控制器330和视频输出接口340。视频输出接口340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340的数量可为多个，多个视频输出接口340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340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。连接器310可例如为接插连接器比如排针连接器、高密接插件等，输出卡 300通过连接器310插接至背板100的输出卡连接器15。可编程逻辑器件320可例如为FPGA，其型号例如为XC7K160TFFG676ABX、XC7K325TFFG900，其主要用于在微控制器330的控制下，对通过连接器310接收到的视频数据或图像数据进行输出反看、接口羽化、接口适配、编码等处理，并将处理后的图像数据通过视频输出接口340 输出。微控制器330例如MCU，其型号可例如为NXP LPC433DFET100，其用于加载可编程逻辑器件320、以及与外部进行通信等。进一步地，输出卡300还可以包括连接可编程逻辑器件320的易失性存储器350，其例如为DDR3，其型号例如为 IS43T216640B-107，用于数据缓存等。

如图1所示，主控制卡500连接至背板100的主控制卡连接器17，其主要用于向输入卡200、输出卡300、图像处理卡400等提供控制信号、以及实现与外部的通信和人机交互。主控制卡500可例如包括连接器510和嵌入式处理器520。连接器510连接嵌入式处理器520。嵌入式处理器520可例如为基于ARM核的嵌入式处理器，其主要用于控制人机交互功能的实现，例如图层的切换控制、及输入源监控等。进一步地，主控制卡500还例如包括通信接口530。通信接口530可例如为USB接口、RS232接口、以太网接口比如RJ45等，其用于实现人机交互功能，例如接收用户的输入信息等，并将输入信息传输至嵌入式处理器520以供嵌入式处理器520转换成相应的控制信号以对各卡进行控制。

另外，如图8所示，视频处理器800还可以包括级联卡700。背板100上还设置有级联卡连接器16，级联卡连接器16连接矩阵交换电路11和主控制卡连接器17。级联卡700连接级联卡连接器16。级联卡700可使得视频处理器800连接其它视频处理器例如另一台视频处理器，可接收来自另一台视频处理器的视频数据，也可将自身视频处理器上的视频数据输出至另一台视频处理器，其可共享两台视频处理器的视频源、提高视频处理器的扩展能力。具体地，如图9所示，级联卡可例如包括数据接口710、数据接口720、可编程逻辑器件730、微控制器740以及连接器750。可编程逻辑器件 730连接数据接口710、数据接口720、微控制器740以及连接器750。数据接口710、数据接口720可例如为CXP(CoaXPress)接口。CXP接口是一种非对称的高速点对点串行通信数字接口标准，其具有数据传输质量高、传输距离长等特点。当然，数据接口710、数据接口720也可以为其它类型的数据传输接口，本实用新型此处不以此为限。数据接口710、数据接口720中之一可从与之连接的其它视频处理器获取该视频处理器的视频数据，并传输至可编程逻辑器件730并通过连接器750传输至矩阵交换电路11的矩阵交换芯片；数据接口710、数据接口720中之另一可以向与之连接的其它视频处理器输出由矩阵交换电路11、连接器750以及可编程逻辑器件730传输的视频数据，以供其它视频处理器使用。可编程逻辑器件730可例如为FPGA，其型号例如为XC7K160TFFG676ABX、XC7K325TFFG900，其主要用于在微控制器740的控制下，对接收到的视频数据或图像数据进行处理，并将处理后的图像数据通过连接器 750或者数据接口710、数据接口720输出。微控制器740例如MCU，其型号可例如为NXP LPC433DFET100，其用于加载可编程逻辑器件730、以及与外部进行通信等。

此外，在本实用新型其它实施例中，视频处理器800还包括电源单元(图中未示出)，视频处理器800的背板100上均设置有电源连接器(图中未示出)，所述电源连接器连接矩阵交换电路11、输入卡连接器13、输出卡连接器15、图像处理卡连接器19、视频人工智能处理电路连接器18、主控制卡连接器17。所述电源单元连接所述电源连接器，以向矩阵交换电路11、输入卡200、输出卡300、图像处理卡400、视频人工智能处理电路600、主控制卡500供电。此处的电源单元可采用现有技术中成熟的电源模块，此处不再赘述。

综上所述，本实用新型实施例通过在输入卡上设置视频人工智能处理电路，对输入的视频数据进行人工智能自适应处理，提升了视频的显示效果，提升了用户体验度和产品竞争力。另外，输入卡、输出卡、图像处理卡、主控制卡均采用接插件连接，使得用户可以方便快捷地进行连接与拆装，提升了工作效率。此外，将矩阵交换电路与输出卡和输入卡之间配置为串行接口例如串化器/解串器接口等高速串行接口连接，可以降低输出通道的需求，从而提高数据传输速率。另外，增加级联卡可以提升视频处理器的扩展能力。

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，所述单元的划分，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，例如多路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。

所述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路网络单元上。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。

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)

1.一种视频处理器，其特征在于，包括：

背板；

输入卡，连接至所述背板；

输出卡，连接至所述背板；

图像处理卡，连接至所述背板；

主控制卡，连接至所述背板、所述输入卡、所述输出卡以及所述图像处理卡；

其中，所述输入卡包括：

视频输入接口；

第一可编程逻辑器件，连接所述视频输入接口；

第一微控制器，连接所述第一可编程逻辑器件；

视频人工智能处理电路，连接所述第一可编程逻辑器件；以及

第一连接器，连接所述第一可编程逻辑器件，所述输入卡通过所述第一连接器连接所述背板。

2.根据权利要求1所述的视频处理器，其特征在于，所述背板包括：

矩阵交换电路；

输入卡连接器，连接所述矩阵交换电路；

输出卡连接器，连接所述矩阵交换电路；

图形处理卡连接器，连接所述矩阵交换电路；以及

主控制卡连接器，连接所述矩阵交换电路、所述输入卡连接器、所述输出卡连接器以及所述图像处理卡连接器；

其中，所述输入卡连接器连接所述输入卡的所述第一连接器。

3.根据权利要求2所述的视频处理器，其特征在于，所述矩阵交换电路包括矩阵交换芯片，所述矩阵交换芯片连接所述输入卡连接器、所述输出卡连接器、所述图像处理卡连接器和所述主控制卡连接器。

4.根据权利要求2所述的视频处理器，其特征在于，所述输入卡连接器、所述输出卡连接器、所述图像处理卡连接器以及所述主控制卡连接器分别为接插连接器。

5.根据权利要求2所述的视频处理器，其特征在于，所述输出卡插接至所述背板的所述输出卡连接器，所述主控制卡插接至所述背板的所述主控制卡连接器，所述图像处理卡插接至所述背板的所述图像处理卡连接器。

6.根据权利要求1所述的视频处理器，其特征在于，所述视频人工智能处理电路包括AI处理芯片，所述AI处理芯片连接所述第一可编程逻辑器件；所述视频人工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AI处理芯片；所述视频人工智能处理电路还包括感测电路，所述感测电路连接所述AI处芯片。

7.根据权利要求1所述的视频处理器，其特征在于，所述输出卡包括视频输出接口、第二可编程逻辑器件和第二微控制器以及第二连接器，所述第二可编程逻辑器件连接所述视频输出接口和所述第二微控制器，所述第二连接器连接所述第二可编程逻辑器件，所述输出卡通过所述第二连接器连接至所述背板。

8.根据权利要求1所述的视频处理器，其特征在于，所述图像处理卡包括第三可编程逻辑器件和第三微控制器以及第三连接器，所述第三可编程逻辑器件连接所述第三微控制器和所述第三连接器，所述图像处理卡通过所述第三连接器连接至所述背板。

9.根据权利要求1所述的视频处理器，其特征在于，所述主控制卡包括嵌入式处理器和第四连接器，所述嵌入式处理器连接所述第四连接器，所述主控制卡通过所述第四连接器连接至所述背板。

10.根据权利要求1所述的视频处理器，其特征在于，所述视频处理器还包括级联卡，所述级联卡包括第四可编程逻辑器件、第四微控制器、第五连接器、第一数据接口和第二数据接口，所述第四微控制器、所述第五连接器、所述第一数据接口和所述第二数据接口分别连接所述第四可编程逻辑器件，所述级联卡通过所述第五连接器连接至所述背板。

Images