專利名稱：一種通用視音頻文件原碼流的片段提取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種通用視音頻文件原碼流的片段提取裝置，屬于視頻圖像處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著視頻數(shù)字化編輯、存儲(chǔ)、管理、播出發(fā)布的技術(shù)發(fā)展，視頻信息數(shù)據(jù)量增加，為適應(yīng)存儲(chǔ)和編輯管理的需要，需要通過編碼器去壓縮視頻幀信息，去除冗余信息，滿足現(xiàn)有存儲(chǔ)硬件和編輯硬件的要求。編碼器基本上都是有損壓縮，不能完全單純的去除冗余信息，會(huì)造成視頻信息的丟失和失真。編碼器雖然有一些國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，但各個(gè)公司和機(jī)構(gòu)為滿足某項(xiàng)功能要求，產(chǎn)生了上百種編碼器。 實(shí)際操作中，由于編輯制作和媒體資源檢索下載的需求，經(jīng)常會(huì)使用某個(gè)大段視頻中的一小部分進(jìn)行再編輯或者再創(chuàng)作使用。以往的實(shí)現(xiàn)方法就是解碼成無壓縮視頻流，再依據(jù)解碼后的時(shí)間幀信息重新編碼生成新的文件。在非編素材優(yōu)化、媒資播出管理中經(jīng)常使用此功能，但工作耗時(shí)長(zhǎng)、效率、兼容性和準(zhǔn)確性差成為一個(gè)瓶頸，而且需要專門的轉(zhuǎn)碼服務(wù)，耗費(fèi)大量硬件資源，增加了成本。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種通用視音頻文件原碼流的片段提取裝置。該裝置提供了一種快速高效的提取原碼流片段的系統(tǒng)，通過可編程顯卡芯片為視頻信息的編解碼模塊提供準(zhǔn)確的時(shí)序信息，采用GPU+CPU+I/0的結(jié)構(gòu)；而且由于沒有進(jìn)行二次編解碼，圖像質(zhì)量沒有損失，節(jié)約了計(jì)算資源，提高了效率。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取了如下技術(shù)方案 本處理裝置包括HD-SD (高清/標(biāo)清)采集卡、微處理器、圖像處理器、物理磁盤、與微處理器和圖像處理器相連的顯卡芯片、與顯卡芯片相連的硬件驅(qū)動(dòng)模塊和Directx3D接口。在微處理器和圖像處理器內(nèi)都存儲(chǔ)有軟件模塊，具體為微處理器內(nèi)存儲(chǔ)有碼流分析模塊和初始化參數(shù)模塊，圖像處理器內(nèi)存儲(chǔ)有碼流分流模塊和編碼包重排序模塊。其中[0007] HD-SD采集卡與微處理器相連，微處理器通過HD-SD采集卡接收高清/標(biāo)清視頻數(shù)據(jù)； 微處理器與圖像處理器相連接，接收視頻文件的輸入，同時(shí)確定合流類和編碼器類型，為圖像處理器提供具體參數(shù)； 微處理器與顯卡芯片相連，修改虛擬碼流過濾器硬件參數(shù)； 圖像處理器與物理磁盤相連，圖像處理器產(chǎn)生的視頻編碼流和音頻編目流經(jīng)過編碼包排序，傳送到內(nèi)存緩沖區(qū)； 顯卡芯片與圖像處理器相連，通過Directx3D接口和硬件驅(qū)動(dòng)模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)顯卡的再編程，并為圖像處理器提供時(shí)間入出點(diǎn)信息； 物理磁盤與圖像處理器相連，對(duì)重新排序后的編碼包按照時(shí)間同步信息進(jìn)行合流，最終通過USB接口輸出到物理磁盤。 本實(shí)用新型可以與計(jì)算機(jī)視音頻編輯軟件結(jié)合，按照用戶需要提取出所需要的片 段，提高視頻編輯效率，同時(shí)其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，使用方便，便于與其它裝置的連接和擴(kuò)展。

圖1本實(shí)用新型的系統(tǒng)架構(gòu)圖 圖2本實(shí)用新型的工作流程圖
具體實(shí)施方式下面結(jié)合圖1對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明 如圖l所示，本實(shí)施例包括HD-SD(高清/標(biāo)清)采集卡、微處理器、圖像處理器 (GPU)、物理磁盤、與微處理器和圖像處理器相連的顯卡芯片、與顯卡芯片相連的硬件驅(qū)動(dòng) 模塊和Directx3D接口 。在微處理器和圖像處理器內(nèi)都存儲(chǔ)有軟件模塊，具體為在微處理 器內(nèi)存儲(chǔ)有碼流分析模塊和初始化參數(shù)模塊，在圖像處理器內(nèi)存儲(chǔ)有碼流分流模塊和編碼 包重排序模塊。 微處理器通過HD-SD采集卡接收視頻文件的輸入，完成視頻碼流的分析。同時(shí)確 定合流類和編碼器類型，為初始化模塊提供具體參數(shù)，初始化模塊對(duì)碼流提取參數(shù)進(jìn)行初 始化，同時(shí)修改虛擬碼流過濾器硬件參數(shù)；圖像處理器實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻碼流中視頻流和音頻流 的處理，分流模塊產(chǎn)生視頻編碼流和音頻編目流，經(jīng)過編碼包重新排序后傳給內(nèi)存緩沖區(qū)， 供合流模塊實(shí)用。通過Directx3D接口和硬件驅(qū)動(dòng)模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)顯卡的再編程，同時(shí)顯卡接 收微處理器中初始化參數(shù)，并把時(shí)間入出點(diǎn)信息提供給圖像處理器中的分流模塊；合流模 塊對(duì)重新排序后的編碼包按照時(shí)間同步信息進(jìn)行合流，最終輸出視音頻文件到物理磁盤。 微處理器主要完成視頻碼流的分析，由計(jì)算機(jī)微處理器實(shí)現(xiàn)。通過USB接口接收 由HD-SD采集卡采集的視頻流數(shù)據(jù)，微處理器對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后通過USB接口傳送到圖 像處理器接口，同時(shí)通過PCE-E總線把初始化參數(shù)傳送到顯卡芯片；圖像處理器(GPU)選用 英偉達(dá)(NVIDIA)的可編程系列GPU，其內(nèi)的流處理器處理由USB接口接收來的數(shù)據(jù)。 下面結(jié)合如2說明本實(shí)施例的具體工作流程 首先，通過微軟的DirectX的DirectShow編碼結(jié)構(gòu)確定分流模塊信息和編解碼信 息，分別提供給顯卡芯片和微處理器中的碼流分析模塊；碼流分析模塊加載采集卡采集的 原始視頻數(shù)據(jù)，確定出合流類型和編碼器類型。初始化模塊根據(jù)合流類信息和編碼器類型 信息對(duì)碼流提取參數(shù)進(jìn)行初始化，同時(shí)初始化顯卡芯片中的硬件參數(shù)。 然后，微處理器根據(jù)視頻流的合流類型、編碼類型以及由顯卡提供的時(shí)間入出點(diǎn) 信息，對(duì)原始視頻流數(shù)據(jù)進(jìn)行分流，生成視頻編碼流和音頻編碼流；音頻編碼流和視頻編碼 流根據(jù)由顯卡提供的同步的時(shí)間基準(zhǔn)，進(jìn)行編碼包的重新排序，合成后的信息存入CPU內(nèi) 存緩沖區(qū)。 最后，圖像處理器中的合流模塊提取內(nèi)存緩沖區(qū)內(nèi)的視音頻合成信息，對(duì)時(shí)間入 出點(diǎn)間的視音頻進(jìn)行合流，生成視音頻文件片段，通過USB接口輸出。 在本實(shí)用新型中顯卡芯片采用NVIDIA Quadro系列產(chǎn)品，是一中端可編程的顯卡芯片，接口標(biāo)準(zhǔn)。通過廠家提供的SDK開發(fā)包，選用CG語(yǔ)言對(duì)芯片進(jìn)行再編程，最后通過 Directx3D接口把程序?qū)懭氲斤@卡芯片。硬件驅(qū)動(dòng)模塊提供對(duì)該顯卡芯片的驅(qū)動(dòng)。顯卡接 收初始化模塊的信息內(nèi)含有視頻流的出點(diǎn)、入點(diǎn)信息，通過該信息顯卡為分流模塊提供視 音頻分流的要求，同時(shí)發(fā)出同步時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)到編碼包重新排序模塊，為視音頻的合流提 供同步時(shí)間基準(zhǔn)。 本實(shí)施例中由顯卡提供的基準(zhǔn)時(shí)間解決了兩個(gè)方面的同步問題。 一方面是目前， 由于現(xiàn)有的編碼器種類繁多，使得數(shù)據(jù)編碼塊的I幀各有差異，視音頻幀的精確定位和音 頻信息的精確同步需要靠附加硬件來完成。但利用本裝置可以免去添加硬件的麻煩，利用 顯卡的可編程特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)由已有的顯卡提供時(shí)間同步信息，使整個(gè)系統(tǒng)硬件成本降低。另一 方面在編碼包排序過程中，由于操作系統(tǒng)的并行時(shí)序隨機(jī)誤差，經(jīng)常排序錯(cuò)誤，使得新文 件播放時(shí)產(chǎn)生馬賽克，但本裝置可編程顯卡提供的硬件時(shí)間基準(zhǔn)解決該問題，使得編碼包 重新排序時(shí)嚴(yán)格按照時(shí)間基礎(chǔ)操作，編碼了排序的錯(cuò)誤。 本處理裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒有進(jìn)行二次編解碼，圖像質(zhì)量沒有損失，節(jié)約了計(jì)算資 源，提高了媒資編輯的工作效率，達(dá)到了本實(shí)用新型的目的。
權(quán)利要求一種通用視音頻文件原碼流的片段提取裝置，其特征在于包括HD-SD采集卡、微處理器、圖像處理器、物理磁盤、顯卡芯片、以及硬件驅(qū)動(dòng)模塊和Directx3D接口，其中HD-SD采集卡、微處理器、圖像處理器和物理磁盤依次連接，微處理器通過HD-SD采集卡接收高清/標(biāo)清視頻數(shù)據(jù)，在微處理器和圖像處理器內(nèi)處理后輸出給物理磁盤；顯卡芯片分別與微處理器和圖像處理器相連接，Directx3D接口和硬件驅(qū)動(dòng)模塊均與顯卡芯片相連接。
專利摘要本實(shí)用新型是一種通用視音頻文件原碼流的片段提取裝置，屬于視頻圖像處理領(lǐng)域。該裝置包括HD-SD采集卡、微處理器、圖像處理器、物理磁盤、顯卡芯片、以及硬件驅(qū)動(dòng)模塊和Directx3D接口，其中HD-SD采集卡、微處理器、圖像處理器和物理磁盤依次連接，微處理器通過HD-SD采集卡接收高清/標(biāo)清視頻數(shù)據(jù)，在微處理器和圖像處理器內(nèi)處理后輸出給物理磁盤；顯卡芯片分別與微處理器和圖像處理器相連接，Directx3D接口和硬件驅(qū)動(dòng)模塊均與顯卡芯片相連接。本實(shí)用新型可以與計(jì)算機(jī)視音頻編輯軟件結(jié)合，按照用戶需要提取出所需要的片段，提高視頻編輯效率，同時(shí)其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，使用方便，便于與其它裝置的連接和擴(kuò)展。
文檔編號(hào)H04N7/26GK201541329SQ20092027743
公開日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者張立軍, 王新舸, 羅志強(qiáng), 邱忠升, 郭昶昊 申請(qǐng)人:張立軍