專利名稱：一種融合了立體聲采集和回放功能的視頻編碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于安全管控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種融合了立體聲采集和回放功能的視頻編碼器。
背景技術(shù)：
普通的視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般由監(jiān)控前端和監(jiān)控中心構(gòu)成。其中，監(jiān)控前端由視頻信號采集器(攝像機、照相機等)、數(shù)字視頻編碼器、傳輸設(shè)備、存儲器等部分構(gòu)成；監(jiān)控中心由存儲器、傳輸設(shè)備、控制終端、數(shù)字視頻解碼器、顯示器等部分組成。在一個完備的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，視頻編碼器是關(guān)鍵部件，直接決定著視頻監(jiān)控系統(tǒng)的整體性能。視頻編碼器在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的主要作用是將海量的視頻源數(shù)據(jù)壓縮成一定比例的目標(biāo)視頻數(shù)據(jù)。即主要提供數(shù)據(jù)的壓縮功能，完成音視頻數(shù)據(jù)的采集和回放等。近年來，市面上出現(xiàn)了各種各樣的視頻編碼器，基本都是圍繞著優(yōu)化視頻編碼算法、增強視頻數(shù)據(jù)的安全性、改進視頻編碼器的性能方面而提出的。然而，目前市面上出現(xiàn)的多數(shù)視頻編碼器都側(cè)重于關(guān)注對圖像數(shù)據(jù)的壓縮比和壓縮性能，并沒有過多的關(guān)注音頻數(shù)據(jù)的處理。而在一些要求較高的安防監(jiān)控領(lǐng)域，通常都有專門的音頻復(fù)核系統(tǒng)，完成對監(jiān)控現(xiàn)場音頻數(shù)據(jù)的采集，并能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控現(xiàn)場的音頻數(shù)據(jù)回放，以達(dá)到發(fā)布實時消息的目的。音頻復(fù)核系統(tǒng)通常是從高性能方面對音頻數(shù)據(jù)的處理進行要求。例如音頻需要具備立體聲的效果。而音頻質(zhì)量的提高有利于優(yōu)化整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)的性能，其在現(xiàn)代高端安全監(jiān)控領(lǐng)域中的作用逐漸凸顯。因此，基于上述原因，提出了一種融合了立體聲采集和回放功能的視頻編碼器，以滿足視頻監(jiān)控系統(tǒng)中對音頻數(shù)據(jù)的高清晰度和高可靠性要求， 真正實現(xiàn)了一種帶有音頻復(fù)核功能的視頻編碼器。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型目的是為了增強視頻編碼器的安全管控功能，而設(shè)計的一種融合了立體聲采集和回放功能的視頻編碼器。該視頻編碼器通過融入立體聲音頻采集和立體聲音頻回放，增強了視頻編碼器的安全管控功能。即通過更清晰地對監(jiān)控現(xiàn)場采集音頻數(shù)據(jù)，協(xié)助監(jiān)控中心分析目標(biāo)數(shù)據(jù)；并且通過監(jiān)控現(xiàn)場的立體聲音頻回放，協(xié)助監(jiān)控中心對目標(biāo)對象進行實時信息通知與發(fā)布。第一，該視頻編碼器是基于華為海思的Hi3512處理器和嵌入式Linux操作系統(tǒng)， 主要負(fù)責(zé)將接收到的模擬視頻信號編碼為H. 264數(shù)字視頻信號，通過網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送到視頻服務(wù)器，同時提供對云臺的控制功能，并提供報警輸入和輸出接口。第二，該視頻編碼器提供了完備的音頻接口。通過音頻數(shù)據(jù)的雙聲道采集，提供了立體聲音頻輸入接口 ；同時，通過左右聲道合成輸出，提供了音頻的立體聲回放接口。并且，該視頻編碼器提供了專門用于麥克輸入的接口，進一步保證了音頻接口的完備性。第三，該視頻編碼器提供了增強型的音頻輸入通道，當(dāng)編碼器內(nèi)部的音頻接口模塊出現(xiàn)故障時，音頻數(shù)據(jù)流能夠自動切換到視頻接口模塊上的備用通道，保證了音頻通道的高可靠性。[0008]為達(dá)到上述目的，本實用新型是按如下方式來實現(xiàn)的本實用新型所述一種融入了立體聲采集和回放功能的視頻編碼器，按照功能模塊劃分，分別由音頻接口模塊、視頻接口模塊、音視頻編碼處理模塊、網(wǎng)絡(luò)接口模塊組成；音頻接口模塊通過IIS接口與音視頻編碼處理模塊構(gòu)成電連接；視頻接口模塊通過一個標(biāo)準(zhǔn)的BT. 656接口與音視頻編碼處理模塊構(gòu)成電連接；音視頻編碼處理模塊通過連接總線與網(wǎng)絡(luò)接口模塊構(gòu)成電連接。所述音頻接口模塊(1 )，主要包括音頻信號調(diào)理電路A和音頻數(shù)據(jù)量化電路C ；音頻信號調(diào)理電路A與音頻數(shù)據(jù)量化電路C構(gòu)成電連接；音頻采集中的量化與編碼芯片采用了低功耗立體聲音頻編解碼芯片。音頻接口模塊負(fù)責(zé)實現(xiàn)音頻的立體聲采集和立體聲回放。所述視頻接口模塊(2)，包括視頻信號的調(diào)理電路B及復(fù)合視頻的分離與量化電路D ；視頻信號的調(diào)理電路B與復(fù)合視頻的分離與量化電路D構(gòu)成電連接。復(fù)合視頻的分離與量化采用了臺灣Tectwell公司研發(fā)的一款帶4路視頻，音頻采集卡的解碼器芯片。視頻接口模塊實現(xiàn)復(fù)合視頻的分離及數(shù)字化。 所述音視頻編碼處理模塊(3)，包括音視頻編碼主處理器E，F(xiàn)LASH存儲電路F，用于保存編碼算法程序；由2片DDR2 SDRAM構(gòu)成的內(nèi)存單元G，用于緩存數(shù)據(jù)；其中，音視頻編碼主處理器E分別與FLASH存儲電路F、內(nèi)存單元G構(gòu)成電連接。主編碼芯片采用了華為海思的一款H. 264編解碼處理器，用于對經(jīng)過前段量化后的數(shù)字視頻流進行編碼。此模塊實現(xiàn)對音頻的G. 711編碼(對應(yīng)音頻輸入)，音頻的回放(音頻輸出)，及視頻的H. 264編碼功能。所述網(wǎng)絡(luò)接口模塊(4)，包括網(wǎng)絡(luò)接口的物理層實現(xiàn)電路H。音視頻編碼主處理器 E與網(wǎng)絡(luò)接口的物理層實現(xiàn)電路H構(gòu)成電連接。該模塊完整地實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)接口的物理層。 編碼后的數(shù)據(jù)通過該模塊輸出給視頻服務(wù)器。本實用新型的積極效果在于提出了一種融合了立體聲采集和回放功能的視頻編碼器。本實用新型與現(xiàn)有實現(xiàn)方式相比，實現(xiàn)了一種具有音頻復(fù)核功能的視頻編碼器。在音頻數(shù)據(jù)的處理方式上，設(shè)計更合理。整體來講，具有成本低、性能穩(wěn)定、抗干擾能力強、結(jié)構(gòu)輕巧、操作方便等特點。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本實用新型的原理框圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型所述視頻編碼器，包括音頻接口模塊(1)、視頻接口模塊 (2 )、音視頻編碼處理模塊(3 )、網(wǎng)絡(luò)接口模塊(4 )。所述音頻接口模塊(1)，包括音頻信號調(diào)理電路A和音頻數(shù)據(jù)量化電路C。為了實現(xiàn)對音頻信號高質(zhì)量采集，在音頻接口的前端對信號進行了調(diào)理，主要包括對信號的瞬態(tài)抑制和交流耦合，從而與音頻采集芯片所要求的信號特征進行匹配。音頻數(shù)據(jù)在經(jīng)過合適的調(diào)理之后，由立體聲音頻芯片對其進行量化，本次設(shè)計中采用的音頻采集芯片為 TLV320AIC31，在音頻接口模塊中除了實現(xiàn)對音頻的雙聲道采集以外，立體聲音頻的回放電路一并通過TLV320AIC31進行實現(xiàn)。音頻接口模塊通過IIS接口與音視頻處理模塊通信， 傳輸經(jīng)過量化后的音頻流。音頻的上行采集對此類應(yīng)用具有重要意義，為了保證該信號可靠傳輸，硬件設(shè)計時將音頻輸入信號一并引入視頻接口模塊，為音頻信號的上行傳輸提供1 條備用路徑，通過軟件配置可實現(xiàn)音頻輸入通路的自動切換。所述視頻接口模塊(2)，包括視頻信號的調(diào)理電路B及復(fù)合視頻的分離與量化電路D。對視頻信號的調(diào)理仍然采用了交流耦合的方式，并進行了阻抗匹配。復(fù)合視頻的分離和量化基于TW^15芯片實現(xiàn)。TW^15將模擬量形式的復(fù)合視頻按照亮度和色差進行分離，分離后的視頻流再經(jīng)過片內(nèi)的AD單元進行量化，經(jīng)過量化后的視頻流格式為YCrCb (亮度、紅色差、藍(lán)色差)4:2:2，此視頻流通過一個標(biāo)準(zhǔn)的BT. 656接口傳輸至音視頻處理單元。所述音視頻編碼處理模塊(3)，包括音視頻編碼主處理器E，F(xiàn)LASH存儲電路F，用于保存編碼算法程序；由2片DDR2 SDRAM構(gòu)成的內(nèi)存單元G，用于緩存數(shù)據(jù)。Flash存儲電路用于u-boot，Linux內(nèi)核及應(yīng)用程序的存儲，根據(jù)實際的程序大小，編碼器采用了 1片 32MB的Nor Flash,型號為AiC9LV256MH ；SDRAM用于緩存數(shù)據(jù)，考慮視頻編碼算法計算量較大，視頻編碼器采用了 2片U8MB的DDR2 SDRAM并聯(lián)，為編碼器提供256MB內(nèi)存。視頻的處理主要由主芯片Hi3512完成，由Hi3512內(nèi)部集成的H. 264硬件視頻編碼單元完成音視頻的編碼，其中視頻編碼格式為H.沈4，音頻編碼格式為G. 711。所述的網(wǎng)絡(luò)接口模塊(4)，包括網(wǎng)絡(luò)接口的物理層實現(xiàn)電路H。音視頻編碼處理模塊(3)中的主芯片Hi3512已經(jīng)集成有網(wǎng)絡(luò)接口，此時，通過網(wǎng)絡(luò)接口模塊(4)實現(xiàn)完整的網(wǎng)絡(luò)接口物理層，包括物理編碼子層(PCS)和物理鏈路子層(PMA)。經(jīng)過軟件設(shè)定，網(wǎng)絡(luò)接口模塊實現(xiàn)了 10/100MbpS自適應(yīng)連接。
權(quán)利要求1.一種融入了立體聲采集和回放功能的視頻編碼器，其特征在于包括音頻接口模塊 (1)、視頻接口模塊(2)、音視頻編碼處理模塊(3)、網(wǎng)絡(luò)接口模塊(4)；音頻接口模塊通過 IIS接口與音視頻編碼處理模塊構(gòu)成電連接；視頻接口模塊通過一個標(biāo)準(zhǔn)的BT. 656接口與音視頻編碼處理模塊構(gòu)成電連接；音視頻編碼處理模塊通過連接總線與網(wǎng)絡(luò)接口模塊構(gòu)成電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種融入了立體聲采集和回放功能的視頻編碼器，其特征在于所述音頻接口模塊(1)包括音頻信號調(diào)理電路A和音頻數(shù)據(jù)量化電路C，本次設(shè)計中采用的音頻采集芯片為TLV320AIC31，在音頻接口模塊中除了實現(xiàn)對音頻的雙聲道采集以外，立體聲音頻的回放電路一并通過TLV320AIC31進行實現(xiàn)，為了保證該信號可靠傳輸，硬件設(shè)計時將音頻輸入信號一并引入視頻接口模塊，為音頻信號的上行傳輸提供1條備用路徑，通過軟件配置可實現(xiàn)音頻輸入通路的自動切換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種融入了立體聲采集和回放功能的視頻編碼器，其特征在于所述視頻接口模塊(2)由視頻信號的調(diào)理電路B及復(fù)合視頻的分離和量化電路D組成， 對視頻信號的調(diào)理仍然采用了交流耦合的方式，并進行了阻抗匹配，復(fù)合視頻的分離和量化基于TW^15芯片實現(xiàn)，將模擬量形式的復(fù)合視頻按照亮度和色差進行分離，分離后的視頻流再經(jīng)過片內(nèi)的AD單元進行量化，經(jīng)過量化后的視頻流格式為YCrCb (亮度、紅色差、藍(lán)色差)4:2 2，此視頻流通過一個標(biāo)準(zhǔn)的BT. 656接口傳輸至音視頻處理單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種融入了立體聲采集和回放功能的視頻編碼器，其特征在于所述音視頻編碼處理模塊(3)，由音視頻編碼主處理器E、FLASH存儲電路F、及由2片 DDR2 SDRAM構(gòu)成的內(nèi)存單元G組成，視頻的處理主要由主芯片Hi3512完成，由Hi3512內(nèi)部集成的H. 264硬件視頻編碼單元完成音視頻的編碼，其中視頻編碼格式為H.沈4，音頻編碼格式為G. 711。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種融入了立體聲采集和回放功能的視頻編碼器，其特征在于所述網(wǎng)絡(luò)接口模塊(4)由網(wǎng)絡(luò)接口的物理層實現(xiàn)電路H組成，音視頻編碼處理模塊(3) 中的主芯片Hi3512已經(jīng)集成有網(wǎng)絡(luò)接口，此時，通過網(wǎng)絡(luò)接口模塊(4)實現(xiàn)完整的網(wǎng)絡(luò)接口物理層，包括物理編碼子層PCS和物理鏈路子層PMA，經(jīng)過軟件設(shè)定，網(wǎng)絡(luò)接口模塊實現(xiàn)了 10/100Mbps自適應(yīng)連接。
專利摘要本實用新型公開了一種視頻編碼器，特別是一種融入了立體聲采集和回放功能的視頻編碼器。由音頻接口模塊(1)、視頻接口模塊(2)、音視頻編碼處理模塊(3)、網(wǎng)絡(luò)接口模塊(4)組成。音頻接口模塊通過IIS接口與音視頻編碼處理模塊構(gòu)成電連接；視頻接口模塊通過一個標(biāo)準(zhǔn)的BT.656接口與音視頻編碼處理模塊構(gòu)成電連接；音視頻編碼處理模塊通過連接總線與網(wǎng)絡(luò)接口模塊構(gòu)成電連接。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有成本低、性能穩(wěn)定、抗干擾能力強、結(jié)構(gòu)輕巧、操作方便等特點。
文檔編號H04N7/18GK202334783SQ201120465620
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月22日
發(fā)明者丁又華, 劉媛, 梅雪芬, 胡甜, 袁行船, 陸德波, 黃偉華 申請人:中國船舶重工集團公司第七○九研究所