发明内容
本发明实施例的目的是针对现有的SDI音视频接口转换技术存在的不足,提出一种基于Displayport接口标准的多格式音视频与串口数据转换的***和方法,以解决了SDI接口不能传输非标准制式视频的问题,和SDI音视频接口转换技术实现复杂以及现有的SDI接口不能支持高分辨率的问题。
为了达到上述发明目的,本发明实施例提出的一种支持多格式音视频信号与串口数据转换的***是通过以下技术方案实现的:
一种支持多格式音视频信号与串口数据转换的***,所述***包括发送端和接收端,其中:
所述发送端包括视频输入模块、音频输入模块、数据输入模块、音视频处理模块、发送模块和驱动模块;
所述视频输入模块用来将输入的各种格式视频信号转换成RGB视频数据,输出给所述音视频处理模块;
所述音频输入模块用来将输入的一路模拟音频信号转换成数字音频数据,输给所述音视频处理模块;
所述数据输入模块用来将输入的串口数据转换成TTL电平,输出给所述音视频处理模块;
所述音视频处理模块用来对输入的视频数据转换成采样的并行视频数据,并将所述TTL电平数据嵌入到音频数据中,然后将所述并行视频数据和嵌入后的音频数据输出给发送模块;
所述发送模块用来将输入的视频数据和音频数据按照Displayport 1.1a协议转换成HDI信号;
所述驱动模块用来对差分输入的HDI信号进行预加重处理成HDI原始信号;
所述接收端包括均衡模块、接收模块、音视频处理模块、数据发送模块、音频输出模块和视频输出模块;
所述均衡模块用来对传输到的HDI原始信号进行均衡处理;
所述接收模块用来对均衡后的HDI信号进行解调,产生解调后的视频数据和音频数据输出给所述音视频处理模块;
所述音视频处理模块用来将所述视频数据进行解码,还原成两组TTL 24bit视频数据、时钟、行、场以及使能信号,并将解码后的两组视频数据转换成所述视频输出模块所要求的数据格式和将嵌入后的音频数据中的音频数据和串口数据进行分离;
所述音频输出模块用来对所述音频数据进行D/A转换和放大处理;
所述数据发送模块用来将所述TTL电平数据转换成串口数据;
所述视频输出模块用来将所述音视频处理模块输出的视频数据转换成各种不同的接口视频数据并输出。
进一步优选地,所述HDI原始信号以BNC电缆或者光纤传输。
进一步优选地,当所述发送模块的Displayport接口以单通道运行时,数据速率为2.97Gbps,热插拔检测以及附属通道的连接管理和设备管理的功能被关掉。
进一步优选地,当所述接收模块的Displayport接口以单通道运行时,数据速率为2.97Gbps,热插拔检测以及附属通道的连接管理和设备管理的功能被关掉。
进一步优选地,所述接收模块解调后的视频数据以两通道标准LVDS接口输出,音频数据以标准的IIS接口输出,相应地,所述音视频处理模块对视频数据进行LVDS解码。
为了实现前述发明目的,本发明实施例还提出了一种支持多格式音视频信号与串口数据转换的方法,所述方法是通过以下技术方案实现的:
一种支持多格式音视频信号与串口数据转换的方法,所述方法包括:
视频输入模块将输入的各种格式视频信号转换成RGB视频数据,输出给音视频处理模块;
音频输入模块将输入的一路模拟音频信号转换成数字音频数据,输出给所述音视频处理模块;
数据输入模块将输入的串口数据转换成TTL电平,输出给所述音视频处理模块;
所述音视频处理模块对输入的视频数据转换成采样的并行视频数据,并将所述TTL电平数据嵌入到音频数据中,然后将所述并行视频数据和嵌入后的音频数据输出给发送模块;
所述发送模块将输入的视频数据和音频数据按照Displayport 1.1a标准转换成HDI信号;
驱动模块对差分输入的HDI信号进行预加重处理成HDI原始信号并以BNC电缆或者光纤传输;
均衡模块对传输到的所述HDI原始信号进行均衡处理;
接收模块对均衡处理后的HDI信号进行解调,产生解调后的视频数据和音频数据输出给所述音视频处理模块;
所述音视频处理模块将所述视频数据进行解码,还原成两组TTL 24bit视频数据、时钟、行、场以及使能信号,并将解码后的两组视频数据转换成所述视频输出模块所要求的数据格式和将嵌入后的音频数据中的音频数据和串口数据进行分离;
音频输出模块对所述分离后的音频数据进行D/A转换和放大处理;
数据发送模块将所述TTL电平数据转换成串口数据;
视频输出模块用来将所述音视频处理模块输出的视频数据转换成各种不同的接口视频数据并输出。
进一步优选地,所述HDI原始信号以BNC电缆或者光纤传输。
进一步优选地,当所述发送模块的Displayport接口以单通道运行时,数据速率为2.97Gbps,热插拔检测以及附属通道的连接管理和设备管理的功能被关掉。
进一步优选地,当所述接收模块的Displayport接口以单通道运行时,数据速率为2.97Gbps,热插拔检测以及附属通道的连接管理和设备管理的功能被关掉。
进一步优选地,所述接收模块解调后的视频数据以两通道标准LVDS接口输出,音频数据以标准的IIS接口输出,相应地,所述音视频处理模块对视频数据进行LVDS解码。
与现有技术相比,本发明实施例提供的支持多格式音视频信号与串口数据转换的***和方法,基于Displayport接口标准以支持多格式音视频和串口数据的转换,解决了SDI接口不能传输非标准制式视频的问题,为下一代500万、800万、1000万像素高清摄像机视频的实时、长距离传输提供了一种很好的解决方案。同时,本发明实施例的HDI接口单通道速率2.97Gpbs,兼容现有的高清HD-SDI矩阵。此外,本发明实施例还具有音频、视频和串口数据同步传输、无损转换的功能,具有硬件简单、成本低等优点。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明实施例涉及到一种基于Displayport接口标准的新型接口,称作HDI(High Definition Interface)接口。由于Displayport接口不限视频制式,不同的视频接口和HDI接口之间的互转无需上/下变换、帧率转换等处理,同时也可以很好的解决各种非标准视频的传输问题。
如图1所示,为本发明实施例1一种支持多格式音视频信号与串口数据转换的***,所述***是通过以下技术方案实现的:
一种支持多格式音视频信号与串口数据转换的***,所述***包括发送端和接收端,其中:
所述发送端包括视频输入模块、音频输入模块、数据输入模块、音视频处理模块、发送模块和驱动模块;
所述视频输入模块用来将输入的各种格式视频信号转换成RGB视频数据,输出给所述音视频处理模块;
所述音频输入模块用来将输入的一路模拟音频信号转换成数字音频数据,输给所述音视频处理模块;
所述数据输入模块用来将输入的串口数据转换成TTL电平,输出给所述音视频处理模块;
所述音视频处理模块用来对输入的视频数据转换成采样的并行视频数据,并将所述TTL电平数据嵌入到音频数据中,然后将所述并行视频数据和嵌入后的音频数据输出给发送模块;
所述发送模块用来将输入的视频数据和音频数据按照Displayport 1.1a标准转换成HDI信号;
所述驱动模块用来对差分输入的HDI信号进行预加重处理成HDI原始信号;
所述接收端包括均衡模块、接收模块、音视频处理模块、数据发送模块、音频输出模块和视频输出模块;
所述均衡模块用来对传输到的HDI原始信号进行均衡处理;
所述接收模块用来对均衡后的HDI信号进行解调,产生解调后的视频数据和音频数据输出给所述音视频处理模块;
所述音视频处理模块用来将所述视频数据进行解码,还原成两组TTL 24bit视频数据、时钟、行、场以及使能信号,并将解码后的两组视频数据转换成所述视频输出模块所要求的数据格式和将嵌入后的音频数据中的音频数据和串口数据进行分离;
所述音频输出模块用来对所述音频数据进行D/A转换和放大处理;
所述数据发送模块用来将所述TTL电平数据转换成串口数据;
所述视频输出模块用来将所述音视频处理模块输出的视频数据转换成各种不同的接口视频数据并输出。
进一步优选地,所述HDI原始信号以BNC电缆或者光纤传输。
进一步优选地,当所述发送模块的Displayport接口以单通道运行时,数据速率为2.97Gbps,热插拔检测以及附属通道的连接管理和设备管理的功能被关掉。
进一步优选地,当所述接收模块的Displayport接口以单通道运行时,数据速率为2.97Gbps,热插拔检测以及附属通道的连接管理和设备管理的功能被关掉。
进一步优选地,所述接收模块解调后的视频数据以两通道标准LVDS接口输出,音频数据以标准的IIS接口输出,相应地,所述音视频处理模块对视频数据进行LVDS解码。
本发明一优选的实施例1支持多格式音视频信号与串口数据转换的***的由发送端和接收端两部分组成,如图2所示,发送端主要由视频输入模块1、音频输入模块2、数据输入模块3、音视频处理模块4、HDI发送模块5和HDI驱动模块6组成。
其中视频输入模块1采用模块化设计,自身带有ID号,不同视频接口的输入模块的ID号不同,其负责将HDMI、DVI、VGA、CVBS等不同标准的视频输入转换成4:4:4或者4:2:2RGB数据,输给音视频处理模块做处理;
音频输入模块2将输入的一路立体声模拟音频信号转换成标准的IIS数字音频信号;
数据输入模块3负责串口电平和TTL电平之间的转换;
音视频处理模块4将输入的视频数据转换成标准的4:2:2采样的YUV并行数据,并将串口数据嵌入到音频数据中,然后将4:2:2采样的YUV视频数据和标准的IIS音频数据输出给HDI发送模块。
如图4所示,标准的32bit的IIS数据的低8bit是空的,串口数据将嵌入到这些空着的低8位数据中,故本发明实施例最大支持8路单向数据传输。
HDI发送模块5负责将输入的视频数据和音频数据按照Displayport接口标准发送出去。
本发明实施例中对于Displayport接口已做了技术修改,称为HDI接口,其中,HDI发送模块做了如下的技术处理:
(1)Displayport接口单通道的数据速率从2.7Gbps提升到2.97Gbps。此项改动需要将Displayport发送芯片的内部处理时钟频率从27M倍频到29.7M。
单通道HDI接口速率2.97Gbps,可兼容现有的高清HD-SDI矩阵;双通道的Displayport接口速率可达5.94Gbps,支持1920*1080120P、4000*200060P等超高清视频;同时本发明实施例基于模块化设计,通过不同的输入、输出模块,灵活的实现各种不同的视频接口和HDI接口之间的互转。
(2)由于HDI通道的单向性,需要将Displayport 1.1a标准中的HPD(热插拔检测)以及AUX CH(附属通道)的连接管理和设备管理的功能去掉。
Displayport 1.1a标准中AUX通道是一个1Mbps带宽、半双工、双向、交流耦合的差分通道。在HPD信号被检测到时,发送端会通过AUX CH发起一个通道测试,以确定通道数、通道速率、驱动电流等参数;正常工作时,当通道状态改变时,接收端也可以通过AUX CH发起一个中断,触发发送端重新进行通道测试,以此来实现连接管理和设备管理的功能。
在本发明实施例中,由于没有AUX CH,需要在Displayport发送芯片的程序中将HPD检测和通道测试的功能关掉;发送端不去做通道测试,默认HPD信号有效,通道数为1(可选为2),通道速率2.7Gbps,默认通道永远都是正常的。
HDI驱动模块6对HDI发送芯片输出的2.97Gbps的差分信号进行预加重、摆幅调整等操作,增强HDI的驱动能力,最后可通过Belden 1694A电缆或者光纤进行传输。
如图3所示,接收端主要由HDI均衡模块7、HDI接收模块8、音视频处理模块9、音频输出模块10、数据发送模块11和视频输出模块12组成。
其中,HDI均衡模块7对BNC或者光纤输入的HDI原始信号进行均衡处理,以补偿长距离传输后信号的损失;
HDI接收模块8对均衡后的HDI信号进行解调,生产解调后的视频数据和音频数据。视频数据以两通道标准LVDS接口输出,音频数据以标准的IIS接口输出。
相比较标准Displaport接收模块,本发明实施例1中的HDI接收模块做了如下的技术处理:
(1)Displayport接口单通道的数据速率从2.7Gbps提升到2.97Gbps。此项改动需要将Displayport接收芯片的内部处理时钟频率从27M倍频到29.7M。
(2)由于HDI通道的单向性,需要将AUX CH(附属通道)的连接管理和设备管理的功能去掉。
在Displayport标准中,发送端检测到HPD信号后,会发起一个通道检测,接收端需要上报自己的通道数、接收速率等参数。正常工作时,通道异常(如信号丢失)时,接收端需要发起一个中断,发送端收到中断后会重新进行通道检测。
本发明实施例1中,由于没有AUX CH,Displayport接收芯片需要在程序中将AUX CH和发送端通讯的功能禁用掉。接收端不上报自己的接收能力,默认自己的通道数为1(可以改为2),接收速率2.7Gbps,当通道有异常时不触发中断。
音视频处理模块9主要完成三个工作:(1)LVDS数据解码,还原成两组TTL 24bit视频数据、时钟、行、场以及使能信号;(2)视频接口数据转换。需要将LVDS解码后的两组视频数据转换成视频输出模块所要求的数据格式。
(3)将IIS音频数据中的音频数据和串口数据分离。
如图3所示,直接取走32bit音频数据的低8位,即可得到串口数据。
音频输出模块10将输入的IIS数字音频信号,经过D/A转换、放大处理后,输出一路立体声模拟音频信号。
视频输出模块11采用模块化设计,自身带有ID号,不同的视频接口的输出模块ID不同;视频输出模块将数字视频数据转换成HDMI、DVI、VGA、CVBS等各种不同的接口视频输出。
与现有技术相比,本发明实施例提供的支持多格式音视频信号与串口数据转换的***,基于Displayport接口标准以支持多格式音视频和串口数据的转换,解决了SDI接口不能传输非标准制式视频的问题,为下一代500万、800万、1000万像素高清摄像机视频的长距离传输提供了一种很好的解决方案。同时,本发明实施例的HDI接口单通道速率2.97Gpbs,兼容现有的高清HD-SDI矩阵。此外,本发明实施例还具有音频、视频和串口数据同步传输、无损转换的功能,具有硬件简单、成本低等优点。
如图5所示,本发明实施例2还提供了一种支持多格式音视频信号与串口数据转换的方法,所述方法是通过以下技术方案实现的:
一种支持多格式音视频信号与串口数据转换的方法,所述方法包括:
S101.视频输入模块将输入的各种格式视频信号转换成RGB视频数据,输出给音视频处理模块;
S102.音频输入模块将输入的一路模拟音频信号转换成数字音频数据,输出给所述音视频处理模块;
S103.数据输入模块将输入的串口数据转换成TTL电平,输出给所述音视频处理模块;
S104.所述音视频处理模块对输入的视频数据转换成采样的并行视频数据,并将所述TTL电平数据嵌入到音频数据中,然后将所述并行视频数据和嵌入后的音频数据输出给发送模块;
S105.所述发送模块将输入的视频数据和音频数据按照Displayport 1.1a协议转换成HDI信号;
S106.驱动模块对差分输入的HDI信号进行预加重处理成HDI原始信号并以BNC电缆或者光纤传输;
S107.均衡模块对传输到的所述HDI原始信号进行均衡处理;
S108.接收模块对均衡处理后的HDI信号进行解调,产生解调后的视频数据和音频数据输出给所述音视频处理模块;
S109.所述音视频处理模块将所述视频数据进行解码,还原成两组TTL24bit视频数据、时钟、行、场以及使能信号,并将解码后的两组视频数据转换成所述视频输出模块所要求的数据格式和将嵌入后的音频数据中的音频数据和串口数据进行分离;
S110.音频输出模块对所述分离后的音频数据进行D/A转换和放大处理;
S111.数据发送模块将所述TTL电平数据转换成串口数据;
S112.视频输出模块用来将所述音视频处理模块输出的视频数据转换成各种不同的接口视频数据并输出。
进一步优选地,所述HDI原始信号以BNC电缆或者光纤传输。
进一步优选地,当所述发送模块的Displayport接口以单通道运行时,数据速率为2.97Gbps,热插拔检测以及附属通道的连接管理和设备管理的功能被关掉。
进一步优选地,当所述接收模块的Displayport接口以单通道运行时,数据速率为2.97Gbps,热插拔检测以及附属通道的连接管理和设备管理的功能被关掉。
进一步优选地,所述接收模块解调后的视频数据以两通道标准LVDS接口输出,音频数据以标准的IIS接口输出,相应地,所述音视频处理模块对视频数据进行LVDS解码。
本发明实施例2的支持多格式音视频信号与串口数据转换的方法中的视频输入模块、音频输入模块、数据输入模块、音视频处理模块、HDI发送模块和HDI驱动模块、HDI均衡模块、HDI接收模块、音视频处理模块、音频输出模块、数据发送模块和视频输出模块的组成和工作模式与本发明实施例1中的描述一致,这里不再一一赘述。
与现有技术相比,本发明实施例提供的支持多格式音视频信号与串口数据转换的方法,基于Displayport接口标准以支持多格式音视频和串口数据的转换,解决了SDI接口不能传输非标准制式视频的问题,为下一代500万、800万、1000万像素高清摄像机视频的长距离传输提供了一种很好的解决方案。同时,本发明实施例的HDI接口单通道速率2.97Gpbs,兼容现有的高清HD-SDI矩阵。此外,本发明实施例还具有音频、视频和串口数据同步传输、无损转换的功能,具有硬件简单、成本低等优点。
本发明所属领域的一般技术人员可以理解,本发明以上实施例仅为本发明的优选实施例之一,为篇幅限制,这里不能逐一列举所有实施方式,任何可以体现本发明权利要求技术方案的实施,都在本发明的保护范围内。
需要注意的是,以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施方式仅限于此,在本发明的上述指导下,本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形,而这些改进或者变形落在本发明的保护范围内。