專利名稱：基于kvm的計(jì)算機(jī)雙向模擬音頻傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種KVM加音頻遠(yuǎn)距離傳輸方案，尤其涉及一種KVM加音頻雙向遠(yuǎn)距 離傳輸方案。
背景技術(shù)：
KVM是鍵盤(KEYBOARD)、鼠標(biāo)(MOUSE)和計(jì)算機(jī)視頻(VIDEO)的縮寫。KVM延長 器可以將計(jì)算機(jī)的視頻信號、鼠標(biāo)信號、鍵盤信號(后文鼠標(biāo)和鍵盤統(tǒng)稱為鍵鼠)延長幾百 米，用戶可以在距離計(jì)算機(jī)主機(jī)幾百米外的地方操控計(jì)算機(jī)主機(jī)。 KVM延長器從信號類型上分為兩部分視頻信號部分(模擬信號)和鍵鼠信號部 分(數(shù)字信號)。 視頻傳輸為單向傳輸，由計(jì)算機(jī)主機(jī)端發(fā)送給顯示器端。在計(jì)算機(jī)主機(jī)端，使用計(jì) 算機(jī)模擬視頻編碼模塊將R、G、B、H、V信號編碼成3對模擬視頻差分信號進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸； 在顯示器端，使用計(jì)算機(jī)模擬視頻解碼模塊把3對模擬視頻差分信號還原成R、 G、 B、 H、 V。
鍵鼠信號部分為雙向傳輸，采用RS-485接口標(biāo)準(zhǔn)，為半雙工傳輸模式。在計(jì)算機(jī) 主機(jī)端使用單片機(jī)模擬鼠標(biāo)和鍵盤與計(jì)算機(jī)主機(jī)通訊；在設(shè)備端，使用單片機(jī)模擬計(jì)算機(jī) 主機(jī)與鼠標(biāo)和鍵盤通訊。兩端單片機(jī)通過RS-485接口在設(shè)備與主機(jī)之間建立雙向通訊機(jī) 制。如圖1為KVM信號遠(yuǎn)距離傳輸方案。 由于CAT5網(wǎng)線總共4對線纜，分別用于傳輸視頻信號(3對)和鼠標(biāo)鍵盤信號(1 對)。按照傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法若想增加音頻雙向傳輸功能，必須另加2對線纜，如圖2為按傳 統(tǒng)方法解決KVM加音頻雙向遠(yuǎn)距離傳輸方案示意圖，而這樣設(shè)計(jì)會帶來高成本以及通用性 差等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
針對傳統(tǒng)方案中KVM加音頻雙向遠(yuǎn)距離傳輸存在的需增加線纜、造成成本高、通 用性差等問題，本發(fā)明提出了一種基于KVM的計(jì)算機(jī)雙向模擬音頻傳輸方法。依據(jù)的技術(shù) 原理及方法是 在KVM遠(yuǎn)距離傳輸中，只利用CAT5網(wǎng)線的4對線纜，其中3對傳輸視頻信號和1 對傳輸鼠標(biāo)鍵盤信號，同時進(jìn)行音頻信號的雙向傳輸。計(jì)算機(jī)主機(jī)主要有兩種音頻接口 音 頻輸出接口和音頻輸入接口 。從計(jì)算機(jī)主機(jī)音頻輸出接口傳送給遠(yuǎn)端的音頻信號定義為正 向音頻信號；從遠(yuǎn)端傳送給計(jì)算機(jī)主機(jī)音頻輸入接口的音頻信號定義為反向音頻信號。由 于正向音頻信號的傳輸方向與視頻信號同向，因此其傳輸可采用模擬加/解嵌方法，將正 向音頻加在視頻R信號和視頻B信號通道上，從計(jì)算機(jī)主機(jī)端傳送給遠(yuǎn)端。而反向音頻信 號的傳輸方向正好與視頻信號相反，因此不能采用正向音頻的傳輸方法，而是采用分時傳 輸方法將其加在G信號通道上，從計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)端傳送給主機(jī)端。 計(jì)算機(jī)視頻的行同步脈沖頻率最低為38KHz (僅800*600分辨率下為38KHz，分辨 率大于等于1024*768的行同步脈沖頻率均大于等于48KHz)，可以滿足專業(yè)音頻采樣頻率的要求；計(jì)算機(jī)視頻的消隱期電平為0V電平；計(jì)算機(jī)主機(jī)端和遠(yuǎn)端行同步脈沖始終保持同步，利用計(jì)算機(jī)視頻的行同步脈沖作為采樣脈沖將音頻信號進(jìn)行取樣保持后并將其嵌入到計(jì)算機(jī)視頻的消隱期內(nèi)，和視頻信號一起被編碼后傳送給遠(yuǎn)端接收端；接收端將接收到的視頻信號解碼后，同樣利用計(jì)算機(jī)視頻的行同步脈沖將音頻信號從視頻信號中提取分離出來，再經(jīng)過巴特沃茲濾波后輸出立體聲音頻。其中正向音頻信號加在R信號和B信號的消隱期間，反向音頻信號的傳輸同樣利用行同步脈沖信號將反向音頻信號加到G信號的消隱期間，這里的行同步脈沖是從接收到的視頻信號解碼得到的。 本發(fā)明的有益效果在KVM遠(yuǎn)距離傳輸過程中，利用CAT5網(wǎng)線，無需增加線纜即可同時實(shí)現(xiàn)音頻雙向傳輸，而且成本低、通用性好。


圖1為KVM信號遠(yuǎn)距離傳輸方案。 圖2為按傳統(tǒng)方法解決KVM加音頻雙向遠(yuǎn)距離傳輸方案示意圖。 圖3為本發(fā)明遠(yuǎn)端反向模擬音頻傳輸方案示意圖。 圖4為本發(fā)明遠(yuǎn)端各點(diǎn)視音頻信號及控制信號時序示意圖。 圖5為本發(fā)明計(jì)算機(jī)主機(jī)端KVM加/解嵌音頻傳輸方案示意圖。 圖6為本發(fā)明計(jì)算機(jī)主機(jī)端各點(diǎn)視音頻信號及控制信號時序示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過

本發(fā)明的實(shí)施例。為方便理解，先介紹從計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)端反向模擬音頻傳輸方案。在圖3中，3對雙絞線傳輸來的視頻信號經(jīng)計(jì)算機(jī)模擬視頻解碼模塊后恢復(fù)出行同步信號(H-SYNC)、場同步信號(V-SYNC)以及嵌入正向音頻信號的計(jì)算機(jī)模擬視頻RGB信號。 利用行同步脈沖產(chǎn)生一個正向箝位脈沖(CLAMP)、一個正向采樣脈沖(SAMPLE)、一個正向的清除脈沖(CLEAR)和一個運(yùn)放使能脈沖(EN)。箝位脈沖的作用是在取樣正向音頻信號前將視頻信號箝位到0V電平。清除脈沖的作用清除取樣后的視頻信號中殘留的正向音頻信號。 從計(jì)算機(jī)模擬視頻中分離出正向音頻信號的過程，參考圖4，首先利用CLAMP脈沖將嵌入音頻視頻信號箝位到0V電平，并保持到下一個箝位脈沖出現(xiàn)之前。然后，當(dāng)SAMPLE脈沖到來的時候正向音頻信號送給音頻濾波電路，完成正向音頻信號的提取工作。當(dāng)CLEAR脈沖到來的時候輸出顯示器視頻信號短接到0V電平，CLEAR脈沖保證了輸出給顯示器的視頻信號中無殘留音頻信號。利用行同步脈沖產(chǎn)生的CLAMP、 SAMPLE、 CLEAR脈沖信號不僅分離出高保真的正向音頻信號，而且視頻信號不受任何影響。 在VGA視頻信號消隱期內(nèi)通過EN脈沖控制將從音頻輸入接口端麥克輸入的音頻信號加到G通道上(此時必須保證KVM發(fā)送器的G通道輸出關(guān)閉)，并在消隱期結(jié)束前通過EN脈沖控制關(guān)閉音頻輸出，使運(yùn)放呈輸出高阻狀態(tài)。 加入到G通道的麥克信號將和正向音頻信號一起在輸出給顯示器之前被CLEAR脈沖清除掉，不會影響視頻顯示效果。 圖5為本發(fā)明計(jì)算機(jī)主機(jī)端KVM加/解嵌音頻傳輸方案示意圖，在圖5中，
首先利用計(jì)算機(jī)視頻的行同步脈沖產(chǎn)生一個正向箝位脈沖(CLAMP)、一個正向采樣脈沖(SAMPLE)和一個運(yùn)放使能脈沖(EN)。箝位脈沖的作用是在嵌入音頻信號前將視頻信號箝位到0V電平，作為音視頻信號的基準(zhǔn)電平。 將正向音頻信號嵌入到計(jì)算機(jī)模擬視頻中的過程如圖6所示，首先利用CLAMP脈沖將視頻信號箝位到0V電平，并保持到下一個箝位脈沖出現(xiàn)之前。然后，當(dāng)SAMPLE脈沖信號為低電平的時候，計(jì)算機(jī)模擬視頻信號送給編碼模塊進(jìn)行編碼傳輸，當(dāng)SAMPLE脈沖信號為高電平的時候，正向音頻信號送給編碼模塊進(jìn)行編碼傳輸。這樣就把正向音頻信號和視頻信號分時段疊加在一起，完成將音頻嵌入到視頻中。 在VGA視頻信號消隱期內(nèi)通過EN脈沖控制將G通道由輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦咦锠顟B(tài)，接收來自遠(yuǎn)端的反向音頻信號。然后再利用SAMPLE脈沖采樣反向音頻信號，經(jīng)采樣保持電路、濾波電路處理后輸出給計(jì)算機(jī)主機(jī)。 鍵鼠模塊負(fù)責(zé)與計(jì)算機(jī)通訊，同時和鍵鼠數(shù)據(jù)傳輸模塊進(jìn)行鍵鼠數(shù)據(jù)的雙向傳輸。 綜上所述，在計(jì)算機(jī)主機(jī)端和遠(yuǎn)端都有一個帶使能的運(yùn)放，控制運(yùn)放的使能就可控制反向音頻信號和VGA-G通道視頻信號的分時傳輸。由于反向音頻信號和G信號使用同一個傳輸通道，而且方向相反，所以需要分時使用，當(dāng)G信號需要傳輸時，使能計(jì)算機(jī)端的運(yùn)放，關(guān)閉遠(yuǎn)端的運(yùn)放；在沒有G信號傳輸時，也就是在G信號的消隱期間傳輸音頻信號，將計(jì)算機(jī)端的運(yùn)放關(guān)閉并保持輸出高阻，使能遠(yuǎn)端運(yùn)放傳輸音頻信號。確保兩個運(yùn)放不能同時使能。 本發(fā)明不局限于本實(shí)施例，任何在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)的等同構(gòu)思或者改
權(quán)利要求
一種基于KVM的計(jì)算機(jī)雙向模擬音頻傳輸方法，在KVM遠(yuǎn)距離傳輸中，利用CAT5網(wǎng)線的4對線纜，其中3對傳輸視頻信號和1對傳輸鼠標(biāo)鍵盤信號，其特征在于同時將正向音頻信號采用模擬加/解嵌方法，將正向音頻加在視頻R信號和視頻B信號通道上，從計(jì)算機(jī)主機(jī)端傳送給遠(yuǎn)端，而反向音頻信號采用分時傳輸方法將其加在G信號通道上，從計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)端傳送給主機(jī)端。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種基于KVM的計(jì)算機(jī)雙向模擬音頻傳輸方法，其特征在于 所述正反向音頻信號傳輸具體方法是，利用計(jì)算機(jī)視頻的行同步脈沖作為采樣脈沖將音頻 信號進(jìn)行取樣保持后并將其嵌入到計(jì)算機(jī)視頻的消隱期內(nèi)，和視頻信號一起被編碼后傳送 給遠(yuǎn)端接收端；接收端將接收到的視頻信號解碼后，同樣利用計(jì)算機(jī)視頻的行同步脈沖將 音頻信號從視頻信號中提取分離出來，再經(jīng)過巴特沃茲濾波后輸出立體聲音頻；其中正向 音頻信號加在R信號和B信號的消隱期間，反向音頻信號的傳輸同樣利用行同步脈沖信號 將反向音頻信號加到G信號的消隱期間，這里的行同步脈沖是從接收到的視頻信號解碼得 到的。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的一種基于KVM的計(jì)算機(jī)雙向模擬音頻傳輸方法，其特征在 于計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)端反向模擬音頻傳輸時，3對線纜傳輸來的視頻信號經(jīng)計(jì)算機(jī)模擬視頻解碼 模塊后恢復(fù)出行同步信號(H-SYNC)、場同步信號(V-SYNC)以及嵌入正向音頻信號的計(jì)算 機(jī)模擬視頻RGB信號；利用行同步脈沖產(chǎn)生一個正向箝位脈沖(CLAMP)、一個正向采樣脈沖(SAMPLE)、一個 正向的清除脈沖(CLEAR)和一個運(yùn)放使能脈沖(EN);箝位脈沖的作用是在取樣正向音頻信 號前將視頻信號箝位到OV電平；清除脈沖的作用清除取樣后的視頻信號中殘留的正向音 頻信號；從計(jì)算機(jī)模擬視頻中分離出正向音頻信號的過程中，首先利用CLAMP脈沖將嵌入音頻 視頻信號箝位到0V電平，并保持到下一個箝位脈沖出現(xiàn)之前；然后，當(dāng)SAMPLE脈沖到來的 時候正向音頻信號送給音頻濾波電路，完成正向音頻信號的提取工作；當(dāng)CLEAR脈沖到來 的時候輸出顯示器視頻信號短接到0V電平，CLEAR脈沖保證了輸出給顯示器的視頻信號中 無殘留音頻信號；利用行同步脈沖產(chǎn)生的CLAMP、 SAMPLE、 CLEAR脈沖信號不僅分離出高保 真的正向音頻信號，而且視頻信號不受任何影響；在VGA視頻信號消隱期內(nèi)通過EN脈沖控制將從音頻輸入接口端麥克輸入的音頻信號 加到G通道上，此時KVM發(fā)送器的G通道輸出關(guān)閉，并在消隱期結(jié)束前通過EN脈沖控制關(guān)閉音頻輸出，使運(yùn)放呈輸出高阻狀態(tài)；加入到G通道的麥克信號將和正向音頻信號一起在輸出給顯示器之前被CLEAR脈沖清除掉，不會影響視頻顯示效果；計(jì)算機(jī)主機(jī)端KVM加/解嵌音頻傳輸時，首先利用計(jì)算機(jī)視頻的行同步脈沖產(chǎn)生一個正向箝位脈沖(CLAMP)、一個正向采樣脈 沖(SAMPLE)和一個運(yùn)放使能脈沖(EN);箝位脈沖的作用是在嵌入音頻信號前將視頻信號 箝位到0V電平，作為音視頻信號的基準(zhǔn)電平；在正向音頻信號嵌入到計(jì)算機(jī)模擬視頻中，首先利用CLAMP脈沖將視頻信號箝位到0V 電平，并保持到下一個箝位脈沖出現(xiàn)之前；然后，當(dāng)SAMPLE脈沖信號為低電平的時候，計(jì)算 機(jī)模擬視頻信號送給編碼模塊進(jìn)行編碼傳輸，當(dāng)SAMPLE脈沖信號為高電平的時候，正向音頻信號送給編碼模塊進(jìn)行編碼傳輸；這樣就把正向音頻信號和視頻信號分時段疊加在一 起，完成將音頻嵌入到視頻中；在VGA視頻信號消隱期內(nèi)通過EN脈沖控制將G通道由輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦咦锠顟B(tài)，接收 來自遠(yuǎn)端的反向音頻信號；然后再利用SAMPLE脈沖采樣反向音頻信號，經(jīng)采樣保持電路、 濾波電路處理后輸出給計(jì)算機(jī)主機(jī)。
全文摘要
一種基于KVM的計(jì)算機(jī)雙向模擬音頻傳輸方法。在KVM遠(yuǎn)距離傳輸中，只利用CAT5網(wǎng)線的4對線纜，其中3對傳輸視頻信號和1對傳輸鼠標(biāo)鍵盤信號，同時進(jìn)行音頻信號的雙向傳輸。由于正向音頻信號的傳輸方向與視頻信號同向，因此其傳輸可采用模擬加/解嵌方法，將正向音頻加在視頻R信號和視頻B信號通道上，從計(jì)算機(jī)主機(jī)端傳送給遠(yuǎn)端。而反向音頻信號的傳輸方向正好與視頻信號相反，因此不能采用正向音頻的傳輸方法，而是采用分時傳輸方法將其加在G信號通道上，從計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)端傳送給主機(jī)端。本發(fā)明利用CAT5網(wǎng)線，無需增加線纜即可同時實(shí)現(xiàn)音頻雙向傳輸，而且成本低、通用性好。
文檔編號H04N5/08GK101710259SQ20091018800
公開日2010年5月19日 申請日期2009年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月20日
發(fā)明者姚景國, 程鵬 申請人:大連捷成實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司