CN100525453C - 基于hdmi接口的视频通信***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种集高清视频采集、传输和显示为一体的基于HDMI接口的视频通信***，其特征在于：包括通过IP网络互联的发送端和接收端；所述发送端通过HDMI接口获得高清视频源原始数据，并通过高清视频编码模块对该原始视频数据进行编码后传输给接收端，所述接收端通过视频解码模块和后期视频处理模块，输出到具有HDMI接口的显示设备显示。采用该***能够实现高清视频信号的采集、传输和显示，并且通过改进完善，该***还具有视频质量高、实时性好等特点。本发明还提供一种基于HDMI接口的视频通信方法。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是一种集高清视频采集、传输和显示为一体的基于HDMI接口的视频通信***及方法，该***及方法基于HDMI采集和显示。其中，所述HDMI是指一种高清晰多媒体接口(High Definition Multimedia Interface)。
背景技术
高清视频是一种新兴的市场需求，具有广阔的发展前景和巨大的市场容量。随着高清视频采集设备(如高清数码相机、高清数码摄像机等)的兴起，视频图像的清晰度越来越高。但现有多媒体视频通信***中，依旧沿用标准清晰度视频接口和普通视频编解码标准，将高清晰度的图像及视频(如1920×1080i或720p)压缩成标准清晰度分辨率(如4CIF)，然后通过标清视频接口(如VGA，DVI等)输入到普通分辨率的显示设备进行显示。这样不可避免地造成了视频图像细节的损失，无法到达真正高清显示的目的。
高清视频信号的获得，涉及到采集、传输和显示等多种不同的技术，由于高清视频通信***具有数据量大、实时性要求高等特点，使高清视频信号的采集和传输具有较大的技术难度，因此也成为制约高清视频体验的关键因素。
HDMI(高清晰多媒体接口)可以提供高达5Gbps的数据传输带宽，在保证高品质的情况下能够以数码形式传输未经压缩的高分辨率视频和多声道音频数据，足以应付一个1080P(1920×1080P)的视频和一个8声道的音频信号。并且，HDMI还增加了对HDCP(高带宽数字内容保护)的支持，同时提供了更好的DDC(数据显示通道)可选功能。这些都为人们日益提高的体验需求和某些对清晰度要求较高的应用提供了技术支持。
同时，MPEG-4、H.264、VC-1或AVS等高清视频编解码标准也为高清视频的传输提供了实时性保障，能够有效传输高清视频信号。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种集高清视频采集、传输和显示为一体的基于HDMI接口的视频通信***，采用该***能够实现高清视频信号的采集、传输和显示，并且通过改进完善，该***还具有视频质量高、实时性好等特点。
本发明还提供一种基于HDMI接口的视频通信方法。
本发明总的技术构思为，基于HDMI接口和IP网络，利用高清视频源，高清视频信号编解码器和具有HDMI接口的显示设备，实现高清视频信号的采集、传输和显示。
本发明的技术方案如下：
基于HDMI接口的视频通信***，其特征在于：包括通过IP网络互联的发送端和接收端；所述发送端通过HDMI接口获得高清视频源原始数据，并通过高清视频编码模块对该原始视频数据进行编码后传输给接收端，所述接收端对接收到的数据通过视频解码模块进行解码和通过后期视频处理模块进行处理，并将处理后的数据输出到具有HDMI接口的显示设备显示；所述HDMI接口包括：HDMI的编码发送芯片，视频、音频和辅助信号送入HDMI的编码发送芯片，进行数据编码；3路TMDS数据通道和1路TMDS时钟通道，通过3路TMDS数据通道和1路TMDS时钟通道将编码后的数据传送到信号接收端，所述TMDS时钟通道用于传送视频像素时钟信号，作为接收端对3路TMDS数据通道传来的数据进行恢复的频率参考；接收端的HDMI解码芯片，用于数据解码，将对应的音/视频信号还原并送到相应的处理模块中。
所述HDMI接口具有以下体系结构：包括3个独立的通信通道：用来传输音/视频数据以及辅助数据的TMDS通道，所述TMDS是最小变换差分信号的简称；用来在自动配置时发送端读取接收端的EDID数据结构的DDC通道，所述DDC是数据显示通道的简称，所述EDID是扩展显示识别数据的简称，它是一种数据格式，包含有关终端设备及其性能的参数；用来支持高级用户功能的CEC通道，所述CEC是用户电子控制的简称，它是一个可选通道。
所述高级用户功能包括红外遥控。
所述相应的处理模块是指高清视频显示终端或高清视频编码器。
所述辅助信号包括场、行同步信号。
所述后期视频处理模块，包括以下功能：对解码后的视频数据进行平滑降噪，和/或对比度增强的画质增强处理。
所述IP网络包括有线IP网络和/或无线IP网络；所述原始视频数据的分辨率为1440×1080i或1920×1080i或1280×720P或1920×1080P的高清视频图像；所述视频编码模块和视频解码模块采用MPEG-4、H.264、VC-1或AVS的高清视频编解码标准。
基于HDMI的高清视频通信方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1，通过具有HDMI接口的高清视频采集设备，获得原始高清视频数据；所述HDMI接口包括：HDMI的编码发送芯片，视频、音频和辅助信号送入HDMI的编码发送芯片，进行数据编码；3路TMDS数据通道和1路TMDS时钟通道，通过3路TMDS数据通道和1路TMDS时钟通道将编码后的数据传送到信号接收端，所述TMDS时钟通道用于传送视频像素时钟信号，作为接收端对3路TMDS数据通道传来的数据进行恢复的频率参考；接收端的HDMI解码芯片，用于数据解码，将对应的音/视频信号还原并送到相应的处理模块中；步骤2，将原始高清视频数据通过HDMI接口无损地发送到编码模块；步骤3，对原始数据进行视频编码；步骤4，发送端将编码后的视频流通过IP网络发送给接收端；步骤5，接收端通过IP网络接收编码后的视频数据；步骤6，启动解码模块对接收到的视频数据进行解码；步骤7，对解码后的视频数据进行后期视频处理；步骤8，将处理后的视频数据通过HDMI接口传输到高清视频显示设备进行显示。
所述原始视频数据的分辨率为1440×1080i或1920×1080i或1280×720P或1920×1080P的高清视频图像；所述视频编码模块和视频解码模块采用MPEG-4、H.264、VC-1或AVS的高清视频编解码标准。
本发明的技术效果如下：
1.直接对原始视频数据进行处理，时延小，实时性好；
2.直接对原始图像进行编码处理，视频质量高。
3.经过后期视频处理后，采用HDMI输出到具有HDMI接口的显示设备进行显示，画面清晰莹透，还原质量高，解决了高清视频画面颜色失真和画面抖动的问题。
附图说明
图1为本发明的***方框图。
图2为本发明的***工作原理方框图，方框中数字1至7为流程顺序号。
图3为本发明中HDMI接口的结构方框图。
附图标记列示如下：
100-视频源，200-发送端，300-IP网络，400-接收端，500-显示设备。
具体实施方式
本发明基于HDMI接口的视频通信***，基于HDMI接口和IP网络，利用高清视频源，高清视频信号编解码器和HDMI显示设备，实现高清视频信号的采集、传输和显示。
该***基于HDMI接口，包括通过IP网络互联的发送端和接收端；所述发送端通过HDMI接口获得高清视频源原始数据，并通过高清视频编码模块对该原始视频数据进行编码后传输给接收端，所述接收端通过视频解码模块和后期视频处理，最后输出到具有HDMI接口的显示设备显示。所述HDMI是High Definition Multimedia Interface(高清晰多媒体接口)的简称。所述IP网络包括有线IP网络和/或无线IP网络。
所述原始视频数据的分辨率为1440×1080i或1920×1080i或1280×720P或1920×1080P或其他格式的高清视频图像。
所述视频编码模块和视频解码模块采用MPEG-4、H.264、VC-1或AVS等高清视频编解码标准。
所述接收端还包括事后处理模块，该模块对解码后的视频数据进行平滑降噪，对比度增强等画质增强处理。
所述显示设备是指具有HDMI接口的高清视频显示设备。
如图1所示，本发明基于HDMI接口的视频通信***，该***基于HDMI接口，它包括：100-视频源，200-发送端，300-IP网络，400-接收端，500-显示设备。其中，所述的视频源100与发送端200通过具有HDMI接口的传输线相连；发送端200、接收端400通过IP网络300互联；接收端400与显示设备500通过具有HDMI接口的传输线相连。
所述视频源100的输出接口为HDMI接口。
所述发送端200的输入接口为HDMI接口，输出接口为IP网络接口。
所述接收端400的输入接口为IP网络接口，输出接口为HDMI接口。
所述显示设备500的输入接口为HDMI接口。
所述的发送端200所实现的功能，包括：
(1)高清视频信号的采集，获得原始视频数据；
(2)通过HDMI接口将原始视频数据无损地发送到编码模块；
(3)启动视频编码模块对原始视频数据进行编码；
(4)将编码后的视频数据通过IP网络300发送至接收端400。
所述的接收端400所实现的功能，包括：
(1)通过IP网络300接收高清视频码流；
(2)启动视频解码模块进行解码；
(3)对解码后的视频数据进行后期视频处理；
(4)使用具有HDMI接口的显示设备显示高清画面。
本发明基于HDMI的高清视频通信方法，它包括：
(1)高清视频信号的采集，获得原始视频数据；
(2)通过HDMI接口将原始视频数据无损地发送到编码模块，以便直接对原始视频数据进行处理，提高视频质量；
(3)启动视频编码模块分别对数据进行编码，以便于网络传输，提高实时性；
(4)将编码后的视频数据通过IP网络300发送至接收端400；
(5)通过IP网络300接收高清视频码流；
(6)启动视频解码模块进行解码；
(7)对解码后的数据进行后期视频处理；
(8)使用具有HDMI接口的显示设备显示高清画面。
如图2所示，本发明基于HDMI接口的视频通信***的工作原理是：
1、高清视频信号的采集，获得原始视频数据，其分辨率为：1440×1080i或1920×1080i或1280×720P或1920×1080P或其他格式的高清视频图像，并通过HDMI接口将原始高清视频数据无损地发送到编码模块；
2、发送端对原始数据进行编码，可通过编码器(MPEG-4、H.264、VC-1或AVS)进行视频编码；
3、发送端将视频数据通过IP网络300发送至接收端；
4、接收端通过IP网络300接收视频数据；
5、接收端对视频数据进行解码，可通过解码器(MPEG-4、H.264、VC-1或AVS)进行视频解码；
6、接收端对解码后的数据进行后期视频处理；
7、接收端通过HDMI接口显示高清画面。
从图2可以看出，步骤1的HDMI采集、步骤2的视频编码和步骤3的发送由发送端完成，步骤4的接收、步骤5的视频解码、步骤6的后期处理和步骤7的HDMI显示由接收端完成。
如图3所示，本发明中HDMI接口的体系结构，它包括3个独立的通信通道：TMDS、DDC和CEC。
所述TMDS是Transition Minimized Differential Signal(最小变换差分信号)的简称，TMDS通道用来传输音/视频数据以及辅助数据。
所述DDC是Digital Display Channel(数据显示通道)的简称，DDC通道用来在自动配置时发送端读取接收端的EDID数据结构。所述EDID是Extended Display IdentificationData(扩展显示识别数据)的简称，它是一种数据格式，包含有关终端设备及其性能的参数。
所述CEC是Consumer Electronics Control(用户电子控制)的简称，CEC通道是一个可选通道，用来支持一些高级用户功能，如红外遥控等。
本发明中HDMI接口包括：HDMI的编码发送芯片，视频、音频和辅助信号送入HDMI的编码发送芯片，进行数据编码；3路TMDS数据通道和1路TMDS时钟通道，通过3路TMDS数据通道和1路TMDS时钟通道将编码后的数据传送到信号接收端，所述TMDS时钟通道用于传送视频像素时钟信号，作为接收端对3路TMDS数据通道传来的数据进行恢复的频率参考；接收端的HDMI解码芯片，用于数据解码，将对应的音/视频信号还原并送到相应的处理模块中。相应的处理模块是指高清视频显示终端或高清视频编码器。辅助信号包括场、行同步信号。
本发明中HDMI接口的音/视频信号传输流程，其特征包括：
(1)视频、音频和辅助信号(如场、行同步信号)送入HDMI的编码发送芯片，进行数据编码；
(2)通过3路TMDS数据通道和1路TMDS时钟通道传送到信号接收端。所述TMDS时钟通道用于传送视频像素时钟信号，作为接收端对3路TMS数据通道传来的数据进行恢复的频率参考；
(3)接收端的HDMI解码芯片进行数据解码，将对应的音/视频信号还原并送到相应的处理模块(如高清视频显示终端或高清视频编码器)中。
应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。因此，尽管本说明书参照附图对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，例如，附图中的接收端仅标明一台的情况，但显然在实际实施中往往是多台连网；另外，发送端和接收端也可以集成在同一台PC机上。而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明专利的保护范围当中。
Claims (9)
1.基于HDMI接口的视频通信***，其特征在于：包括通过IP网络互联的发送端和接收端；所述发送端通过HDMI接口获得高清视频源原始数据，并通过高清视频编码模块对该原始视频数据进行编码后传输给接收端，所述接收端对接收到的数据通过视频解码模块进行解码和通过后期视频处理模块进行处理，并将处理后的数据输出到具有HDMI接口的显示设备显示；所述HDMI接口包括：HDMI的编码发送芯片，视频、音频和辅助信号送入HDMI的编码发送芯片，进行数据编码；3路TMDS数据通道和1路TMDS时钟通道，通过3路TMDS数据通道和1路TMDS时钟通道将编码后的数据传送到信号接收端，所述TMDS时钟通道用于传送视频像素时钟信号，作为接收端对3路TMDS数据通道传来的数据进行恢复的频率参考；接收端的HDMI解码芯片，用于数据解码，将对应的音/视频信号还原并送到相应的处理模块中。
2.根据权利要求1所述的基于HDMI接口的视频通信***，其特征在于：所述HDMI接口具有以下体系结构：包括3个独立的通信通道：用来传输音/视频数据以及辅助数据的TMDS通道，所述TMDS是最小变换差分信号的简称；用来在自动配置时发送端读取接收端的EDID数据结构的DDC通道，所述DDC是数据显示通道的简称，所述EDID是扩展显示识别数据的简称，它是一种数据格式，包含有关终端设备及其性能的参数；用来支持高级用户功能的CEC通道，所述CEC是用户电子控制的简称，它是一个可选通道。
3.根据权利要求2所述的基于HDMI接口的视频通信***，其特征在于：所述高级用户功能包括红外遥控。
4.根据权利要求1所述的基于HDMI接口的视频通信***，其特征在于：所述相应的处理模块是指高清视频显示终端或高清视频编码器。
5.根据权利要求1所述的基于HDMI接口的视频通信***，其特征在于：所述辅助信号包括场、行同步信号。
6.根据权利要求1所述的基于HDMI接口的视频通信***，其特征在于：所述后期视频处理模块，包括以下功能：对解码后的视频数据进行平滑降噪，和/或对比度增强的画质增强处理。
7.根据权利要求1所述的基于HDMI接口的视频通信***，其特征在于：所述IP网络包括有线IP网络和/或无线IP网络；所述原始视频数据的分辨率为1440×1080i或1920×
1080i或1280×720P或1920×1080P的高清视频图像；所述视频编码模块和视频解码模块采用MPEG-4、H.264、VC-1或AVS的高清视频编解码标准。
8.基于HDMI的高清视频通信方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1，通过具有HDMI接口的高清视频采集设备，获得原始高清视频数据；所述HDMI接口包括：HDMI的编码发送芯片，视频、音频和辅助信号送入HDMI的编码发送芯片，进行数据编码；3路TMDS数据通道和1路TMDS时钟通道，通过3路TMDS数据通道和1路TMDS时钟通道将编码后的数据传送到信号接收端，所述TMDS时钟通道用于传送视频像素时钟信号，作为接收端对3路TMDS数据通道传来的数据进行恢复的频率参考；接收端的HDMI解码芯片，用于数据解码，将对应的音/视频信号还原并送到相应的处理模块中；步骤2，将原始高清视频数据通过HDMI接口无损地发送到编码模块；步骤3，对原始数据进行视频编码；步骤4，发送端将编码后的视频流通过IP网络发送给接收端；步骤5，接收端通过IP网络接收编码后的视频数据；步骤6，启动解码模块对接收到的视频数据进行解码；步骤7，对解码后的视频数据进行后期视频处理；步骤8，将处理后的视频数据通过HDMI接口传输到高清视频显示设备进行显示。
9.根据权利要求8所述的基于HDMI的高清视频通信方法，其特征在于：所述原始视频数据的分辨率为1440×1080i或1920×1080i或1280×720P或1920×1080P的高清视频图像；所述视频编码模块和视频解码模块采用MPEG-4、H.264、VC-1或AVS的高清视频编解码标准。
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