專利名稱：視頻矩陣主機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及視頻編碼技術(shù)，特別涉及數(shù)字視頻矩陣技術(shù)。
背景技術(shù)：
互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，已經(jīng)影響到很多領(lǐng)域。安防領(lǐng)域利用價格低廉的IP網(wǎng)絡(luò)資源，可以完成監(jiān)控系統(tǒng)圖像的動態(tài)實時傳輸，可以實現(xiàn)在任何地點、任何時間都能夠方便地進入網(wǎng)絡(luò)得到所需的視、音頻及其他監(jiān)控系統(tǒng)告警信息。視頻矩陣在安防領(lǐng)域有十分廣泛的應(yīng)用。在現(xiàn)有產(chǎn)品中，絕大多數(shù)都是傳統(tǒng)的模擬視頻矩陣。傳統(tǒng)的模擬視頻矩陣普遍存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高和擴展性差等缺點。近年來隨著數(shù)字技術(shù)的高速發(fā)展、軟硬件水平的提高，不斷有高性能的DSP (數(shù)字信號處理器)和高速總線得到應(yīng)用，從而使基于數(shù)字編/解碼技術(shù)的視頻矩陣方案能夠得以實現(xiàn)。

實用新型內(nèi)容針對上述模擬視頻矩陣所存在的缺點，本實用新型提供了一種基于IP網(wǎng)絡(luò)的視頻矩陣主機，其采用數(shù)字技術(shù)，能夠同時處理數(shù)字信號和模擬信號，在實現(xiàn)了音/視頻數(shù)字化處理的同時，還提高了系統(tǒng)擴展性、可維護性和安全性。本實用新型的視頻矩陣主機，包括作為操作控制平臺的計算機控制單元和視頻矩陣單元，其中視頻矩陣單元由至少一個數(shù)字編/解碼單元構(gòu)成，所述數(shù)字編/解碼單元包含有DSP模塊，并且通過PCI總線插槽使數(shù)字編/解碼單元與所述計算機控制單元相連接。DSP(Digital Signal Processor)是一種獨特的微處理器，是以數(shù)字信號來處理大量信息的器件。其工作原理是將接收模擬信號轉(zhuǎn)換為0或1的數(shù)字信號，再對數(shù)字信號進行修改、刪除和/或強化，并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或?qū)嶋H環(huán)境格式。 PCI (Peripheral Component Interconnect)是計算機系統(tǒng)中常見的一種數(shù)據(jù)傳輸接口，其具有總線結(jié)構(gòu)簡單、成本低、設(shè)計簡單等優(yōu)點。DSP模塊將接收到的模擬音視頻信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號后進行處理，再將處理后的數(shù)字信號通過PCI接口傳遞給計算機控制單元，實現(xiàn)對模擬信號數(shù)字化處理的目的。在上述的基礎(chǔ)上，一種優(yōu)選的方案是計算機控制單元為PC機。PC(PerSOnal Computer)是常用的電腦，隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)在的PC機已經(jīng)能夠處理大批量的數(shù)據(jù)。將 PC機作為計算機控制單元將降低生產(chǎn)成本，更易于實現(xiàn)技術(shù)方案，特別是帶有顯示裝置的 PC機，還可以實時地查看音視頻輸出的情況，更方便操作人員調(diào)試和使用。再進一步的方案，數(shù)字編/解碼單元為板卡式結(jié)構(gòu)。板卡式結(jié)構(gòu)的數(shù)字編/解碼單元所占用的空間小，更有利于在計算機主機中進行插接。另一種優(yōu)選的方案為，在計算機控制單元中設(shè)有與主芯片連接的網(wǎng)絡(luò)適配器。通過網(wǎng)絡(luò)適配器，計算機控制單元便可以接收來自互聯(lián)網(wǎng)的音視頻信號，進一步拓展了適應(yīng)范圍。其中網(wǎng)絡(luò)適配器可以為通過PCI插槽與計算機控制單元相連接的板式結(jié)構(gòu)，也可以直接集成在計算機控制單元的主板中。[0009]進一 步的方案為，數(shù)字編/解碼單元具有至少一路輸入和至少一路輸出。數(shù)字編/ 解碼單元的作用是實現(xiàn)通過將M路視頻信號輸出至N路監(jiān)看設(shè)備上，一般情況下輸入路數(shù)大于輸出路數(shù)，即M > N，其中M和N都為自然數(shù)。根據(jù)目前的技術(shù)水平，一臺PC機形式的計算機控制單元可以支持64路視頻輸入和32路視頻輸出。在以上的基礎(chǔ)之上，一種優(yōu)選方案為視頻矩陣單元是由8個數(shù)字編/解碼單元構(gòu)成，其中每個數(shù)字編/解碼單元具有8路輸入和4路輸出。另一種優(yōu)選方案為視頻矩陣單元由16個數(shù)字編/解碼單元構(gòu)成，其中每個數(shù)字編 /解碼單元具有4路輸入和2路輸出。在上述的視頻矩陣主機中，數(shù)字編/解碼單元還包括輸入接口、輸出接口、音視頻 A/D轉(zhuǎn)換器和音視頻D/A轉(zhuǎn)換器，其中輸入接口通過音視頻A/D轉(zhuǎn)換器與所屬數(shù)字編/解碼單元的DSP模塊連接，輸出接口通過音視頻D/A轉(zhuǎn)換器與所屬數(shù)字編/解碼單元的DSP模塊連接。數(shù)字編/解碼單元中的DSP模塊優(yōu)選的型號為TMS320DM642。該型號的DSP能夠完成實時的多路視頻采集，實現(xiàn)復(fù)雜的音頻視頻壓縮算法。通過測試表明，本實用新型的視頻矩陣主機，能夠同時處理數(shù)字信號和模擬信號， 在實現(xiàn)了音/視頻數(shù)字化處理的同時，還提高了系統(tǒng)擴展性、可維護性和安全性。并且這種結(jié)構(gòu)的視頻矩陣主機能夠完全取代模擬矩陣的作用，為監(jiān)控中心的建設(shè)節(jié)約大量的成本。以下結(jié)合由附圖所示實施例的具體實施方式
，對本實用新型的上述內(nèi)容再作進一步的詳細說明。但不應(yīng)將此理解為本實用新型上述主題的范圍僅限于以下的實例。在不脫離本實用新型上述技術(shù)思想情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識和慣用手段做出的各種替換或變更，均應(yīng)包括在本實用新型的范圍內(nèi)。

圖1是本實用新型視頻矩陣主機結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中視頻矩陣單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型的視頻矩陣主機，包括作為操作控制平臺的由PC機構(gòu)成的計算機控制單元和視頻矩陣單元，其中視頻矩陣單元由至少一個板卡式的數(shù)字編/解碼單元構(gòu)成，所述數(shù)字編/解碼單元包含有DSP模塊，并且通過PCI總線插槽使數(shù)字編/解碼單元與所述計算機控制單元相連接。PC機內(nèi)包括有內(nèi)存、硬盤、顯示適配器和音頻適配器。 每個板卡式的數(shù)字編/解碼卡都有M路輸入和N路輸出，若干個這樣的數(shù)字編/解碼卡，可以組成MXN的視頻矩陣系統(tǒng)，其中M和N均為自然數(shù)。根據(jù)目前的技術(shù)水平，一臺PC可以支持64路視頻輸入，以及32路視頻輸出，這樣的視頻矩陣系統(tǒng)可以由8個數(shù)字編/解碼卡構(gòu)成，每個數(shù)字編/解碼卡具有8路輸入和4路輸出；也可以由16個具有4路輸入和2路輸出的數(shù)字編/解碼卡構(gòu)成。視頻矩陣主機可以根據(jù)具體需求，選擇合適的M路輸入和N 路輸出構(gòu)成視頻矩陣系統(tǒng)。一般的監(jiān)控系統(tǒng)都利用IP網(wǎng)絡(luò)進行視頻監(jiān)控圖像的傳輸，為了接收網(wǎng)絡(luò)視頻流，本例中作為操作控制平臺的PC機，通過PCI總線插槽上安裝了網(wǎng)絡(luò)適配器，以便接收網(wǎng)絡(luò)視頻流。[0019]圖2中示意出了圖1視頻矩陣單元內(nèi)的連接結(jié)構(gòu)。在視頻矩陣單元內(nèi)包括有DSP 模塊、輸入接口、輸出接口、音視頻A/D轉(zhuǎn)換器和音視頻D/A轉(zhuǎn)換器。視頻信號通過輸入接口進入A/D轉(zhuǎn)換器，進行模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換，然后進入DSP進行編輯處理。另一方面，DSP 輸出的數(shù)字視頻信號，經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號，通過輸出接口可以送往電視墻顯示，或通過內(nèi)部PCI總線，將音視頻信號分別經(jīng)過音頻適配器和視頻適配器，在所屬PC機的顯示裝置上顯示與電視墻相同的信息，也可以在視頻圖象顯示于PC系統(tǒng)界面的同時，在電視墻上對應(yīng)監(jiān)視器的相應(yīng)顯示區(qū)域顯示該視頻圖像信息。其中DSP模塊優(yōu)選的型號是 TMS320DM642, 為德州儀器公司的數(shù)字媒體處理器芯片，采用BGA548封裝，工作電壓3. 3V, 核電壓1. 4V，內(nèi)部工作時鐘600MHz (1. 67ns)，計算能力每秒4. 8億條指令，外部總線時鐘 100MHz，可以完成實時的多路視頻采集，實現(xiàn)復(fù)雜的音頻視頻壓縮算法。A/D轉(zhuǎn)換器的優(yōu)選型號為SAA7144，系菲利普公司的產(chǎn)品。SAA7144集成了 4片SAA7113的功能，能夠?qū)⑺穆稢VBS信號(復(fù)合視頻信號)轉(zhuǎn)換成數(shù)字視頻信號。D/A轉(zhuǎn)換器優(yōu)選采用菲利普公司的 SAA7121，能夠?qū)?shù)字的視頻信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的模擬視頻信號。本例中的數(shù)字編/解碼卡，可以完成H. 264編碼和解碼。DSP模塊按H. 264規(guī)范對信號壓縮并編碼，然后將編碼后的數(shù)據(jù)通過PCI總線傳送給PC機的中央處理器。另一方面，PC機的中央處理器將需要回放的數(shù)據(jù)通過PCI總線送給DSP，進行H. 264的解碼，解碼后的數(shù)字視頻信號送給D/A轉(zhuǎn)換器，數(shù)字視頻信號也送給顯示適配器，顯示適配器將數(shù)字視頻信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的VGA信號送給VGA監(jiān)視器。本實用新型的視頻矩陣主機還可以根據(jù)電視墻的不同布置和用戶的使用習(xí)慣，靈活地配置系統(tǒng)的界面。系統(tǒng)通過PC機的硬盤自動記錄視頻圖像的基本信息，比如位置信息、占用的解碼通道索引和顯示通道索引等。并可作為一套顯示方案對電視墻的不同配置模式進行保存、讀取和恢復(fù)，用戶在查看時即可調(diào)用之前系統(tǒng)保存的顯示方案來查看視頻信息。本例中的數(shù)字編解碼卡，配合相應(yīng)的軟件，能夠完成如下功能1.硬解碼視頻輸出至電視墻，軟解碼視頻輸出至PC機；2.支持?jǐn)?shù)字矩陣控制功能，解碼通道和視頻輸出通道可以完全獨立地控制；3.視頻輸出支持多畫面分割，通過視頻矩陣控制的配置，可以對電視墻上的任意一臺監(jiān)視顯示器進行窗口劃分(一臺監(jiān)視顯示器的窗口劃分?jǐn)?shù)量可以為1、4、9或16)；4.視頻矩陣以區(qū)域為單位進行視頻輸出，可對矩陣控制功能進行方便地設(shè)置，可根據(jù)不同的需求在任意指定窗口的任意一個劃分區(qū)域設(shè)置監(jiān)看任意一路圖像；5.支持圖像分組功能，包括預(yù)覽分組和輪巡分組可將當(dāng)前的正在預(yù)覽的圖像信息保存為預(yù)覽分組，也可手動配置預(yù)覽分組內(nèi)的圖像信息，在啟動預(yù)覽分組時電視墻上顯示區(qū)域會直接按之前的配置顯示分組內(nèi)的圖像?？膳渲幂喲卜纸M和制定輪巡的規(guī)則，使電視墻顯示輪巡分組內(nèi)的圖像并按指定的規(guī)則進行輪巡。6.支持本地錄像文件回放及其控制功能；回放控制包括停止播放，正常播放，暫停播放，繼續(xù)播放，文件向后跳躍(跳躍時間間隔可設(shè))，文件向前跳躍(跳躍時間間隔可設(shè))，慢放(3級可調(diào))，快放(4級可調(diào))，單幀播放等。
權(quán)利要求1.視頻矩陣主機，包括作為操作控制平臺的計算機控制單元和視頻矩陣單元，其特征為所述視頻矩陣單元由至少一個數(shù)字編/解碼單元構(gòu)成，所述數(shù)字編/解碼單元包含有DSP 模塊，并且通過PCI總線插槽使數(shù)字編/解碼單元與所述計算機控制單元相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的視頻矩陣主機，其特征為所述的計算機控制單元為PC機。
3.如權(quán)利要求1所述的視頻矩陣主機，其特征為所述的數(shù)字編/解碼單元為板卡式結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述的視頻矩陣主機，其特征為在所述計算機控制單元中設(shè)有與主芯片連接的網(wǎng)絡(luò)適配器。
5.如權(quán)利要求1所述的視頻矩陣主機，其特征為所述數(shù)字編/解碼單元具有至少一路輸入和至少一路輸出。
6.如權(quán)利要求5所述的視頻矩陣主機，其特征為所述視頻矩陣單元由8個數(shù)字編/解碼單元構(gòu)成，其中每個數(shù)字編/解碼單元具有8路輸入和4路輸出。
7.如權(quán)利要求5所述的視頻矩陣主機，其特征為所述視頻矩陣單元由16個數(shù)字編/解碼單元構(gòu)成，其中每個數(shù)字編/解碼單元具有4路輸入和2路輸出。
8.如權(quán)利要求1至7之一所述的視頻矩陣主機，其特征為所述數(shù)字編/解碼單元還包括輸入接口、輸出接口、音視頻A/D轉(zhuǎn)換器和音視頻D/A轉(zhuǎn)換器，其中輸入接口通過音視頻 A/D轉(zhuǎn)換器與所屬數(shù)字編/解碼單元的DSP模塊連接，輸出接口通過音視頻D/A轉(zhuǎn)換器與所屬數(shù)字編/解碼單元的DSP模塊連接。
9.如權(quán)利要求8所述的視頻矩陣主機，其特征為所述DSP模塊型號為TMS320DM642。
專利摘要本實用新型的視頻矩陣主機，包括作為操作控制平臺的計算機控制單元和視頻矩陣單元，其中視頻矩陣單元由至少一個數(shù)字編/解碼單元構(gòu)成，所述數(shù)字編/解碼單元包含有DSP模塊，并且通過PCI總線插槽使數(shù)字編/解碼單元與所述計算機控制單元相連接。通過測試表明，本實用新型的視頻矩陣主機，能夠同時處理數(shù)字信號和模擬信號，在實現(xiàn)了音/視頻數(shù)字化處理的同時，還提高了系統(tǒng)擴展性、可維護性和安全性。并且這種結(jié)構(gòu)的視頻矩陣主機能夠完全取代模擬矩陣的作用，為監(jiān)控中心的建設(shè)節(jié)約大量的成本。
文檔編號H04N7/26GK201947371SQ201120009790
公開日2011年8月24日 申請日期2011年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月13日
發(fā)明者趙偉 申請人:成都三泰電子實業(yè)股份有限公司