CN105681307A - 一种便携式摄像机影音编码存储网络传输设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种便携式摄像机影音编码存储网络传输设备，包括：与摄像机相连接的HDMI/SDI接口(1)，其中，摄像机传来的信号通过HDMI/SDI接口(1)，输入PCIE采集卡(2)，并输出至采集卡将信号音频(3)、视频(4)分离输出；音、视频数据经过同步时间处理(5)；经过同步后的数据分别音频缓冲队列(6)和视频缓冲队列(7)中；编码管理器(8)从缓冲队列中取出数据，交给编码器列表进行同步编码，低延迟高保真传输编码为主码流；编码管理器输出的多个编码数据流，同时交给录像格式管理器(9)和网络协议处理器(10)进行处理；录像格式管理器的数据则直接写入内置的固态SSD硬盘(11)，网络协议管理器打包的数据交给网卡收发管理器(12)进行网络分发。

Description

一种便携式摄像机影音编码存储网络传输设备
技术领域
本发明属于影音设备，涉及一种便携式摄像机影音编码存储网络传输设备。
背景技术
传统摄像机由于存储空间、电池电量、使用场景等限制，虽然具备录制功能，但只能存储较短时间的录制内容，录制格式也较单一(AVI或MP4)，而且信号传送不方便(必须依赖专用电缆连接)，做现场直播时需将信号线连接到距离较远的中控导播台，导播与摄像师之间通讯需要借助专业通讯设备，非常繁杂，如果要做网络直播，还需要专业编码设备及流媒体服务器的配合，费时费力。
并且，摄像机有两个主要功能：
1、将现场的声音和图像录制到自身的存储器上；
2、将现场的声音和图像通过AV、HDMI、SDI等专业接口进行实时传输。
首先，摄像机所采用的存储器通常容量较小且价格昂贵，每次录制的开始停止都需要按下控制按钮，如果遇到需长时间录制、存储器发生故障、按钮操作失误等情况时，都可能丢失数据，造成无法恢复的遗憾；其次，摄像机实时传输信号，都需要依赖专业的电缆，不仅布线麻烦而且传输距离有限制，现有的无线传输技术也存在诸多问题，要么应用成本昂贵，要么传输质量不理想。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种便携式摄像机影音编码存储网络传输设备，该装置克服了现有技术的缺点。
本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：
一种便携式摄像机影音编码存储网络传输设备，包括：与摄像机相连接的HDMI/SDI接口(1)，其中，摄像机传来的信号通过HDMI/SDI接口(1)，输入PCIE采集卡(2)，并输出至采集卡将信号音频(3)、视频(4)分离输出，其中，视频格式支持RGB24/YUY2/YV12/NV122/等格式，音频支持采样率44100/48000Hz，单双声道；音、视频数据经过同步时间处理(5)，防止出现唇音不同步的情况；经过同步后的数据分别音频缓冲队列(6)和视频缓冲队列(7)中；编码管理器(8)从缓冲队列中取出数据，交给编码器列表进行同步编码，低延迟高保真传输编码为主码流；编码管理器输出的多个编码数据流，同时交给录像格式管理器(9)和网络协议处理器(10)进行处理，录像格式管理器将数据进行录像格式封装为WMV、MPEG2、AVI或者MP4格式，网络协议处理器将数据进行网络协议打包封装；录像格式管理器的数据则直接写入内置的固态SSD硬盘(11)，网络协议管理器打包的数据交给网卡收发管理器(12)进行网络分发。
其中，输入至PCIE采集卡(2)中的信号，输入最高支持1920×1080p60Hz，传输带宽最高支持2.97Gbit/s，当为SDI或者4.96Gbit/s，当为HDMI。
所述编码管理器(8)，进一步地，当如果启动了网络直播功能和MPEG2录制功能则还有直播子码流以及MPEG2录制子码流。
进一步地，优选的是，低延迟高保真传输编码为低延迟传输私有协议AMS、流媒体传输协议RTMP或者HLS协议。
还包括：MIC麦克风(14)，
其中，所述MIC麦克风(14)通过3.5mm音频线连接到板载声卡的MIC麦克风采集接口，通过声卡处理为数字信号，交给编码管理器(8)进行G.723语音编码，编码后的数据经由网络协议处理器(10)进行语音通讯协议封装，最后由网卡收发管理器(12)进行网络发送。
优选的是，所述网卡收发管理器(12)收到回传网络数据，交给网络协议处理器(10)进行解析，如果发现是语音数据则交给G.723解码器(15)，解码后的PCM音频原始数据由板载声卡的声音输出(16)模块播放，最后通过3.5mm音频将声音输出给耳机。
优选的是，还设置有外置12V直流电源(20)通过5.5*2.1mm接口连接到设备自带的大容量锂电池(19)，电池再链接到设备主板供电，其中，当没有外置电源时，可依靠内置电池持续运行3个小时，如果外接电源运行时意外掉电，内置电池起到UPS作用，保护设备正常运行。
本发明采取了上述方案以后，全面解决这些问题，还提供了网络直播、FTP录像管理、触摸屏直观操控、双向语音通话等强大功能，完善了摄像机的传统应用，极大提升了其网络应用。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
下面结合附图对本发明进行详细的描述，以使得本发明的上述优点更加明确。其中，
图1是本发明便携式摄像机影音编码存储网络传输设备的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
具体来说，如图1所示，一种便携式摄像机影音编码存储网络传输设备，包括：与摄像机相连接的HDMI/SDI接口(1)，其中，摄像机传来的信号通过HDMI/SDI接口(1)，输入PCIE采集卡(2)(采用飞利浦SAA7160E芯片)，输入最高支持1920×1080p60Hz，传输带宽最高支持2.97Gbit/s(SDI)/4.96Gbit/s(HDMI)；采集卡将信号音频(3)、视频(4)分离输出，视频格式支持RGB24/YUY2/YV12/NV12等格式，音频支持采样率44100/48000Hz，单双声道；音、视频数据经过同步时间处理(5)，防止出现唇音不同步的情况；经过同步后的数据分别音频缓冲队列(6)和视频缓冲队列(7)中；编码管理器(8)从缓冲队列中取出数据，交给编码器列表进行同步编码，低延迟高保真传输编码为主码流，如果启动了网络直播功能和MPEG2录制功能则还有直播子码流以及MPEG2录制子码流；编码管理器输出的多个编码数据流，同时交给录像格式管理器(9)和网络协议处理器(10)进行处理，录像格式管理器将数据进行录像格式封装(WMV、MPEG2、AVI、MP4格式)，网络协议处理器将数据进行网络协议打包封装(低延迟传输私有协议AMS、流媒体传输协议RTMP以及HLS协议)；录像格式管理器的数据则直接写入内置的固态SSD硬盘(11)，网络协议管理器打包的数据交给网卡收发管理器(12)进行网络分发；
此外，该设备还支持双向通话功能。其中，MIC麦克风(14)通过3.5mm音频线连接到板载声卡的MIC麦克风采集接口，通过声卡处理为数字信号，交给编码管理器(8)进行G.723语音编码，编码后的数据经由网络协议处理器(10)进行语音通讯协议封装，最后由网卡收发管理器(12)进行网络发送；
监听：网卡收发管理器(12)收到回传网络数据，交给网络协议处理器(10)进行解析，如果发现是语音数据则交给G.723解码器(15)，解码后的PCM音频原始数据由板载声卡的声音输出(16)模块播放，最后通过3.5mm音频将声音输出给耳机；
此外，在供电上：外置12V直流电源(20)通过5.5*2.1mm接口连接到设备自带的大容量锂电池(19)，电池再链接到设备主板供电。当没有外置电源时，可依靠内置电池持续运行3个小时，如果外接电源运行时意外掉电，内置电池可起到UPS作用，保护设备正常运行；
并且，该设备还支持触控操作，触摸液晶屏(18)通过串口与设备通讯，可实现各项功能及参数的控制与设置。
也就是说，本设备具有以下的功能：
1、它配备大容量SSD硬盘，支持长时间多格式同步录制功能，能够以多种文件格式全程录制摄像机信号，完整保存摄像机从开机到关机的所有数据；
2、它具备FTP文件下载功能，支持从网络任意位置下载已录制的文件；
3、它具备低延迟、高保真实时编码网络传输功能，能通过IP网络(有线、无线、4G等)实时将摄像机信号还原到网络任何位置，没有距离限制更无需专业电缆布线；
4、它具备多码流同步编码功能，可实时编码直播子码流，通过内置流媒体服务核心，可直接进行网络直播(PC电脑、手机、平板、机顶盒等终端可同时收看)，也可将直播数据上传给流媒体服务器实现分布式应用，无需借助专业编码设备；
5、它具备双向IP网络语音通话功能，能够与中控台或者其他AnyCAMBOX进行语音通话；
6、它具备专业固定接口，可以非常方便的与三脚架或者摄像机进行固定，形成一体式应用；
另外，在外观材质上：
1、设备尺寸为191×166×50mm，外壳采用最新铝材质，小巧美观且坚固，方便携带；
2、设备上方设计了标准为国际通用的M1/4″的接头螺丝，能保证与现行的所有光学、数码摄像机顺利连接；
3、设备下方设计了标准为国际通用的M1/4″的接头螺母，可固定所有型号快装板，从而固定于三脚架上；还可以通过转换装置直接固定在摄像机的热靴上(热靴“HotShoe”，也有人叫燕尾槽，是各种数码影像器材(包括数码单反、DV和传统数码相机)连接各种外置附件的一个固定接口槽，可连接的附件包括闪光灯、GPS***、摄像灯以及麦克风等等)
4、外置接口丰富，包含SDI/HDMI，Audioin/out，LAN，USB，WIFI，4G等；
5、前面板安装了触摸屏控制模块和电量显示模块，可通过触控轻松实现低延迟高保真网络传输、实时录制、网络直播、上传发布等功能。
并且，进一步地，该设备具有以下功能：
1.实时采集高清HDMI/SDI信号，视频最高支持1920×1080P60HZ，还具备HDMI/SDI环出功能，不影响原有工作流程；
2.视频支持H264和MPEG2编码，分辨率、帧率、输出码流可调；H264支持Baseline、Main、HighProfile编码模式，码流100-50000kbps可调；MPEG2编码支持高清编码，码流1Mbps-50Mbps可调；音频编码支持MP3和AAC，采样率、声道、输出码流可调；
3.内置WIFI无线网络模块及有线网络模块，在采集编码同时，可将1080P高清音视频实时传送到远端中控平台，低延迟的还原成高清HDMI/SDI音视频信号，可用于回显到电视或者大屏上；
4.内置了RTMPServer(Flash流媒体服务器)和HTML5Server(HTML5流服务器)，在启动直播后，客户端(并发即同时在线观看人数可达200人)可通过电脑或者手机，经过LAN/WIFI/4G等网络实时接收，延时可控制在2s以内；
5.实时录制，录像格式支持WMV、MPEG2、AVI和MP4等；由于内置大容量SSD硬盘，支持超长时间高清录制；
6.自带FTP服务器，联网的电脑均可把录像文件下载到本地进行观看或编辑；
7.采用标准RTMP、HTTPHLS等协议，可将编码后的音视频流实时上传到WOWZA、FMS、WMS和AMS上实现更大规模并发的需求。
1、SDI/HDMI信号采集、编码、录制、传输、直播、上传流程：
其中，该设备具有以下的结构特征：
1、设备尺寸小、重量轻，方便携带；
2、设备上下方均设计国际通用的M1/4″的螺纹接头，可与所有摄像机和三脚架对接；
3、内置大容量锂电池，并自带电量显示模块，可连续工作2小时以上；
4、内置高清信号采集卡，可直接采集SDI/HDMI信号，最高支持1080P60Hz；
5、设备自带触摸液晶屏，可完成信号传输、同步录制、网络直播和上传的操作，并能实时显示设备运行状态以及事件信息；
6、内置大容量高速固态SSD硬盘，支持多格式(WMV、AVI、MPEG2、MP4文件格式)超长时间同步录制不丢数据；
7、采用IntelCPU内核硬编，支持H264及MPEG2实时编码(最高支持50Mbps码流及1920x108060fps全高清编码)；
8、支持低延迟高保真网络传输协议AMS；支持HTTPHLS/RTMP等标准传输协议；
9、支持双向语音通讯；
10、可同时通过有线、无线、4G等多种网络进行数据传输及直播；
最后，本设备存在以下技术效果：
1、内置大容量锂电池，不需电源可连续工作2小时以上；
2、有专用接口，可固定在摄像机和三脚架上运行，快捷可靠；
3、可通过前面板液晶屏触摸控制所有功能，直观方便；
4、录像支持WMV、MPEG2、AVI、MP4同步录制；内置大容量固态SSD硬盘，可提供超长时间录制；
5、支持低延迟AMS传输协议，以及标准HTTPHLS/RTMP传输协议，可提供网络直播及数据上传服务；
6、传输支持有线、无线、4G等标准网络，不受距离限制，抗干扰能力强；
7、信号传输接收端可以是网络上任意一台电脑，应用成本低；
8、提供双向语音通讯功能，方便与控制中心或者其他节点通讯
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种便携式摄像机影音编码存储网络传输设备，其特征在于，包括：与摄像机相连接的HDMI/SDI接口(1)，其中，摄像机传来的信号通过HDMI/SDI接口(1)，输入PCIE采集卡(2)，并输出至采集卡将信号音频(3)、视频(4)分离输出；音、视频数据经过同步时间处理(5)；经过同步后的数据分别音频缓冲队列(6)和视频缓冲队列(7)中；编码管理器(8)从缓冲队列中取出数据，交给编码器列表进行同步编码，低延迟高保真传输编码为主码流；编码管理器输出的多个编码数据流，同时交给录像格式管理器(9)和网络协议处理器(10)进行处理，录像格式管理器将数据进行录像格式封装为WMV、MPEG2、AVI或者MP4格式，网络协议处理器将数据进行网络协议打包封装；录像格式管理器的数据则直接写入内置的固态SSD硬盘(11)，网络协议管理器打包的数据交给网卡收发管理器(12)进行网络分发。
2.根据权利要求1所述的便携式摄像机影音编码存储网络传输设备，其特征在于，输入至PCIE采集卡(2)中的信号，输入最高支持1920×1080p60Hz，传输带宽最高支持2.97Gbit/s或者4.96Gbit/s。
3.根据权利要求1或2所述的便携式摄像机影音编码存储网络传输设备，其特征在于，所述编码管理器(8)，进一步地，当如果启动了网络直播功能和MPEG2录制功能，则还有直播子码流以及MPEG2录制子码流。
4.根据权利要求1或2所述的便携式摄像机影音编码存储网络传输设备，其特征在于，低延迟高保真传输编码为低延迟传输私有协议AMS、流媒体传输协议RTMP或者HLS协议。
5.根据权利要求1所述的便携式摄像机影音编码存储网络传输设备，其特征在于，进一步地，还包括：MIC麦克风(14)，其中，所述MIC麦克风(14)通过3.5mm音频线连接到板载声卡的MIC麦克风采集接口，通过声卡处理为数字信号，交给编码管理器(8)进行G.723语音编码，编码后的数据经由网络协议处理器(10)进行语音通讯协议封装，最后由网卡收发管理器(12)进行网络发送。
6.根据权利要求5所述的便携式摄像机影音编码存储网络传输设备，其特征在于，进一步地，所述网卡收发管理器(12)收到回传网络数据，交给网络协议处理器(10)进行解析，如果发现是语音数据则交给G.723解码器(15)，解码后的PCM音频原始数据由板载声卡的声音输出(16)模块播放，最后通过3.5mm音频将声音输出给耳机。
7.根据权利要求1所述的便携式摄像机影音编码存储网络传输设备，其特征在于，还设置有外置12V直流电源(20)通过5.5*2.1mm接口连接到设备自带的大容量锂电池(19)，电池再链接到设备主板供电，其中，当没有外置电源时，可依靠内置电池持续运行3个小时，如果外接电源运行时意外掉电，内置电池起到UPS作用，保护设备正常运行。
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