CN108737690A - 一种分布式协同交互***和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种分布式协同交互***和方法。该***包括依次连接的多路信号源、传输控制输入接口机、交换机、传输控制输出接口机和由多块子屏幕拼接而成的大屏幕；传输控制输入接口机，用于接收多路信号源中相互匹配的多路视频信号和多路音频信号，并将不同格式的多路视频信号转换为对应的多路标准化数字视频信号；传输控制输出接口机，用于根据显控指令将多路标准化数字视频信号中的至少一路标准化数字视频信号传输至大屏幕的至少一块子屏幕上，并输出与至少一路标准化数字视频信号匹配的音频信号。本发明提供的技术方案可提高分布式交互***的显示切换效率，并使音频信号能与视频信号同步切换，改善展示效果。

Description

一种分布式协同交互***和方法
技术领域
本发明涉及计算机应用技术领域，具体涉及一种分布式协同交互***和方法。
背景技术
传统的具有多源的分布式交互***，例如作战指挥***或广域监控***，输入为多路多媒体信号，输出通常显示于例如拼接大屏的显示终端上。但是，如果各路信号格式有所区别，则在显示终端上进行信号切换时，将具有较大时延，另外，音频和视频往往不能做到同步切换。这都严重限制了多源交互***的展示效果与操作便捷性。
发明内容
为了提高分布式交互***的显示切换效率，并使音频信号能与视频信号同步切换，改善展示效果，本发明提供一种分布式协同交互***和方法。
一方面，本发明提供了一种分布式协同交互***，该***包括依次连接的多路信号源、传输控制输入接口机、交换机、传输控制输出接口机和由多块子屏幕拼接而成的大屏幕；
所述传输控制输入接口机，用于接收多路所述信号源中相互匹配的多路视频信号和多路音频信号，并将不同格式的多路所述视频信号转换为对应的多路标准化数字视频信号；
所述传输控制输出接口机，用于根据显控指令将多路所述标准化数字视频信号中的至少一路标准化数字视频信号传输至所述大屏幕的至少一块所述子屏幕上，并输出与所述至少一路标准化数字视频信号匹配的所述音频信号。
另一方面，本发明提供了一种分布式协同交互方法，该方法应用于上述***中，包括：
步骤1，传输控制输入接口机接收多路信号源中相互匹配的多路视频信号和多路音频信号，并将不同格式的多路所述视频信号转换为对应的多路标准化数字视频信号；
步骤2，传输控制输出接口机根据显控指令将多路所述标准化数字视频信号中的至少一路标准化数字视频信号传输至大屏幕的至少一块子屏幕上，并输出与所述至少一路标准化数字视频信号匹配的所述音频信号。
本发明提供的分布式协同交互***和方法的有益效果是，对于信号来源较广或信号支路较多的多源分布式交互***，由于接入设备较多，来自不同信号源的多媒体信号格式往往并不相同，通过传输控制输入接口机快速将各路信号源中不同格式的视频信号转换为标准化数字视频信号，每路标准化数字视频信号和每路信号源是一一对应的。与此同时，还通过传输控制输入接口机接收各路信号源中的音频信号，并将标准化数字视频信号和音频信号均发送至交换机，做到视频和音频信号同网传输。由于信号流量巨大，交换机可以有效汇聚并分配各路信号，在进行显示信号切换时，也能避免传输线路拥塞，由于对视频信号进行了预处理，进一步提高了切换效率。根据显控指令，由传输控制输出接口机将至少一路标准化数字视频信号传输至大屏幕，各路视频信号可以分别显示于拼接大屏幕的子屏幕上，也可以由一路信号铺满整个大屏幕，还可以由多路视频信号分割大屏幕，分别在一块子屏幕或多块子屏幕的组合屏上进行显示，从而灵活进行显示，改善展示效果。另外，由于同网传输且相互对应，音频信号可以随标准化数字视频信号同时进行切换，并根据展示形式及实际需求，由播放装置播放一路音频信号或多路音频信号的混音信号。最终的展示既包括视觉信号，也包括听觉信号，进一步改善了多源分布式交互***的展示效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的分布式协同交互***的结构示意图；
图2为本发明另一实施例的分布式协同交互***的结构示意图；
图3为本发明实施例的分布式协同交互方法的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，本发明实施例的分布式协同交互***包括依次连接的多路信号源、传输控制输入接口机、交换机、传输控制输出接口机和由多块子屏幕拼接而成的大屏幕。
所述传输控制输入接口机，用于接收多路所述信号源中相互匹配的多路视频信号和多路音频信号，并将不同格式的多路所述视频信号转换为对应的多路标准化数字视频信号。
所述传输控制输出接口机，用于根据显控指令将多路所述标准化数字视频信号中的至少一路标准化数字视频信号传输至所述大屏幕的至少一块所述子屏幕上，并输出与所述至少一路标准化数字视频信号匹配的所述音频信号。
在本实施例中，对于信号来源较广或信号支路较多的多源分布式交互***，由于接入设备较多，来自不同信号源的多媒体信号格式往往并不相同，通过传输控制输入接口机快速将各路信号源中不同格式的视频信号转换为标准化数字视频信号，每路标准化数字视频信号和每路信号源是一一对应的。与此同时，还通过传输控制输入接口机接收各路信号源中的音频信号，并将标准化数字视频信号和音频信号均发送至交换机，做到视频和音频信号同网传输。由于信号流量巨大，交换机可以有效汇聚并分配各路信号，在进行显示信号切换时，也能避免传输线路拥塞，由于对视频信号进行了预处理，进一步提高了切换效率。根据显控指令，由传输控制输出接口机将至少一路标准化数字视频信号传输至大屏幕，各路视频信号可以分别显示于拼接大屏幕的子屏幕上，也可以由一路信号铺满整个大屏幕，还可以由多路视频信号分割大屏幕，分别在一块子屏幕或多块子屏幕的组合屏上进行显示，从而灵活进行显示，改善展示效果。另外，由于同网传输且相互对应，音频信号可以随标准化数字视频信号同时进行切换，并根据展示形式及实际需求，由播放装置播放一路音频信号或多路音频信号的混音信号。最终的展示既包括视觉信号，也包括听觉信号，进一步改善了多源分布式交互***的展示效果。
优选地，如图2所示，本发明另一实施例的分布式协同交互***还包括分别与所述交换机和所述传输控制输入接口机连接的至少一台显控装置。
所述显控装置，用于生成所述显控指令，所述显控指令包括屏幕分配指令，所述屏幕分配指令用于将所述至少一路标准化数字视频信号以任意排布的方式在至少一块所述子屏幕上显示。
如果有9路或者更多的信号源，而大屏幕包括3行3列的9块子屏幕，其中9路标准化数字视频信号可以根据显控指令分别显示在9块子屏幕中，也可以将例如第1路标准化数字视频信号全铺显示于大屏幕中，也可以将第1路标准化数字视频信号显示于右上角4块子屏幕组成的区域上，同时在剩余5块子屏幕上显示其他任意5路信号，或者以其他任意排布方式进行显示，实现拼接、漫游和叠加等多种灵活的显示方式，改善显示效果。
优选地，所述显控指令还包括图像标绘指令，所述图像标绘指令用于对所述至少一路标准化数字视频信号进行标绘操作。
由于显控装置本身也可作为一路信号源，其视频输入信号和显控指令信号可通过传输控制输入接口机接入交换机，也可直接接入交换机。根据图像标绘指令可以对特定的标准化数字视频信号进行矩形、圆形、直线、箭头或文字等标绘操作，例如在大屏幕上显示的作战指挥地图上进行进攻方向的标绘，在和相应的音频信号结合后，可以更有助于理解远程协同交互的意思表达。
所述显控指令还可包括视频录像、屏幕翻转、窗口缩放和窗口关闭等指令，以完成对特定的标准化数字视频信号的相应操作。
优选地，分布式协同交互***包括多台所述显控装置，多台所述显控装置包括主显控装置和辅显控装置，所述主显控装置用于生成指挥控制指令，所述指挥控制指令用于对所述辅显控装置进行远程操控。
在例如作战指挥***中，由于可以具有多台显控装置，但是为了保证指挥的统一性，在发布特定指令时，需要由单一的显控装置进行操控。通过指挥控制指令，主显控装置可以实现对辅显控装置进行远程操控，例如对其他设备进行KVM(Keyboard Video Mouse)控制，也就是经交换机，直接连接辅显控装置的键盘、视频和鼠标端口对其进行控制。
优选地，所述显控指令还包括音频控制指令，所述音频控制指令用于指定播放一路所述音频信号或经合成的多路所述音频信号。
如果大屏幕上只显示一路视频信号，则播放装置播放与其匹配的一路音频信号，如果大屏幕上显示多路视频信号，则播放装置既可播放多路音频信号的混合音频，也可以指定播放与其中一路视频信号对应的音频信号，实现灵活的同步切换。
优选地，多路所述信号源与所述传输控制输入接口机之间，所述显控装置与所述传输控制输入接口机之间，以及所述传输控制输出接口机与所述大屏幕之间采用HDMI高清数据线连接，所述传输控制输入接口机与所述交换机之间，所述显控装置与所述交换机之间，以及所述交换机与所述传输控制输出接口机之间采用网线连接。
传输控制输入接口机可以采用TRANSFER-1000E，其接口丰富，输入为HDMI接口，输出为2xHDMI接口，兼容DVI-D信号，支持各种分辨率信号接入，向下兼容，视频编码标准为H.265，符合编码一路1080P@60Hz。传输控制输出接口机可以采用TRANSFER-1000D，接口支持DVI，VGA，HDMI等格式直接输出，兼容CVBS、Video、YCbCr等信号，支持输出分辨率1920x1080@60Hz。
每台节点设备，也就是信号源的设备和显控装置等，具有各自的IP地址和标识码，各个节点之间通过1000M网络平台进行互联，采用UDP/IP标准的网络传输控制协议，支持各种网络拓扑结构，在1000M平台下***支持500个高清传输节点。
优选地，所述交换机为千兆交换机，所述交换机的端口为10/100/1000M自适应端口。
由于可以在10mbps、100mbps和1000mbps的速率中自动切换，不论用交叉线连接，还是用直连线连接，交换机都能正常工作，保证信号切换的流畅性。
优选地，多路所述信号源包括流媒体信号和音视频采集装置的采集信号。
信号源不仅可以来自高清摄像头和麦克风等硬件设备，也可来自流媒体信号，进一步扩展了分布式协同交互***的应用场景与范围。
优选地，所述音频信号包括HDMI音频信号和LineIn音频信号。
不同类型的音频信号适用于不同的应用场景，但都可以和视频信号配合，准确而及时地进行展示。
如图3所示，本发明实施例的分布式协同交互方法包括：
步骤1，传输控制输入接口机接收多路信号源中相互匹配的多路视频信号和多路音频信号，并将不同格式的多路所述视频信号转换为对应的多路标准化数字视频信号。
步骤2，传输控制输出接口机根据显控指令将多路所述标准化数字视频信号中的至少一路标准化数字视频信号传输至大屏幕的至少一块子屏幕上，并输出与所述至少一路标准化数字视频信号匹配的所述音频信号。
读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (10)

1.一种分布式协同交互***，其特征在于，所述***包括依次连接的多路信号源、传输控制输入接口机、交换机、传输控制输出接口机和由多块子屏幕拼接而成的大屏幕；
所述传输控制输入接口机，用于接收多路所述信号源中相互匹配的多路视频信号和多路音频信号，并将不同格式的多路所述视频信号转换为对应的多路标准化数字视频信号；
所述传输控制输出接口机，用于根据显控指令将多路所述标准化数字视频信号中的至少一路标准化数字视频信号传输至所述大屏幕的至少一块所述子屏幕上，并输出与所述至少一路标准化数字视频信号匹配的所述音频信号。
2.根据权利要求1所述的分布式协同交互***，其特征在于，还包括分别与所述交换机和所述传输控制输入接口机连接的至少一台显控装置；
所述显控装置，用于生成所述显控指令，所述显控指令包括屏幕分配指令，所述屏幕分配指令用于将所述至少一路标准化数字视频信号以任意排布的方式在至少一块所述子屏幕上显示。
3.根据权利要求2所述的分布式协同交互***，其特征在于，所述显控指令还包括图像标绘指令，所述图像标绘指令用于对所述至少一路标准化数字视频信号进行标绘操作。
4.根据权利要求3所述的分布式协同交互***，其特征在于，包括多台所述显控装置，多台所述显控装置包括主显控装置和辅显控装置，所述主显控装置用于生成指挥控制指令，所述指挥控制指令用于对所述辅显控装置进行远程操控。
5.根据权利要求3所述的分布式协同交互***，其特征在于，所述显控指令还包括音频控制指令，所述音频控制指令用于指定播放一路所述音频信号或经合成的多路所述音频信号。
6.根据权利要求2至5任一项所述的分布式协同交互***，其特征在于，多路所述信号源与所述传输控制输入接口机之间，所述显控装置与所述传输控制输入接口机之间，以及所述传输控制输出接口机与所述大屏幕之间采用HDMI高清数据线连接，所述传输控制输入接口机与所述交换机之间，所述显控装置与所述交换机之间，以及所述交换机与所述传输控制输出接口机之间采用网线连接。
7.根据权利要求6所述的分布式协同交互***，其特征在于，所述交换机为千兆交换机，所述交换机的端口为10/100/1000M自适应端口。
8.根据权利要求1至5任一项所述的分布式协同交互***，其特征在于，多路所述信号源包括流媒体信号和音视频采集装置的采集信号。
9.根据权利要求1至5任一项所述的分布式协同交互***，其特征在于，所述音频信号包括HDMI音频信号和LineIn音频信号。
10.一种分布式协同交互方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1，传输控制输入接口机接收多路信号源中相互匹配的多路视频信号和多路音频信号，并将不同格式的多路所述视频信号转换为对应的多路标准化数字视频信号；
步骤2，传输控制输出接口机根据显控指令将多路所述标准化数字视频信号中的至少一路标准化数字视频信号传输至大屏幕的至少一块子屏幕上，并输出与所述至少一路标准化数字视频信号匹配的所述音频信号。
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