CN209731446U - 一种超高清视频的发送装置、接收装置和传输*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超高清视频的发送装置、接收装置和传输***，其中发送装置包括用于获取超高清视频的HDMI输入接口、用于对超高清视频中的数据进行压缩的压缩模块、用于将压缩后的数据打包为UDP数据包的UDP协议发送模块，以及用于发送所述UDP数据包的第一万兆网络模块；所述HDMI输入接口、压缩模块、UDP协议发送模块、第一万兆网络模块依次连接，所述第一万兆网络模块用于与接收装置通信连接。通过将压缩的数据包封装成UDP数据包，并利用万兆网络模块传输UDP数据包，从而实现基于万兆网络和UDP协议栈进行高效率的视频数据传输。

Description

一种超高清视频的发送装置、接收装置和传输***

技术领域

本实用新型涉及视频传输技术，尤其涉及一种超高清视频的发送装置、接收装置和传输***。

背景技术

目前，人们对视频质量的要求越来越高，超高清视频也越来越普及；但是现有的超高清视频通常需要由昂贵的HDMI线缆进行传输，对于长距离传输很不友好。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种超高清视频的发送装置、接收装置和传输***，能够通过万兆网络进行超高清视频的传输，或者通过网线如普通的五类线、六类线直连传输。

本实用新型的目的采用如下技术方案实现：

一种超高清视频的发送装置，包括用于获取超高清视频的HDMI输入接口、用于对超高清视频中的数据进行压缩的压缩模块、用于将压缩后的数据打包为UDP数据包的UDP协议发送模块，以及用于发送所述UDP数据包的第一万兆网络模块；所述HDMI输入接口、压缩模块、UDP协议发送模块、第一万兆网络模块依次连接。

在一些实施例中，所述第一万兆网络模块与接收装置通信连接或者与万兆交换机通信连接。

在一些实施例中，所述超高清视频的发送装置还包括用于连接第一控制装置的第一通信单元，所述第一通信单元连接于所述UDP协议发送模块；

所述UDP协议发送模块还用于通过所述第一通信单元获取发送侧控制数据，以及将压缩后的数据和发送侧控制数据打包为UDP数据包。

在一些实施例中，所述超高清视频的发送装置还包括发送侧红外接收管和第一模数转换模块，所述第一模数转换模块用于对所述发送侧红外接收管接收到的红外信号进行模数转换；所述UDP协议发送模块还用于将模数转换后的所有数据打包为发送侧遥控UDP包，以及将发送侧遥控UDP包发送至所述第一万兆网络模块；

所述超高清视频的发送装置还包括第一数模转换模块和发送侧红外发射管；所述UDP协议发送模块还用于通过所述第一万兆网络模块获取接收装置发送的接收侧遥控UDP包，以及对接收侧遥控UDP包进行解包；所述第一数模转换模块用于对解包得到的数据进行数模转换，并根据数模转换的结果控制所述发送侧红外发射管发出红外信号。

一种超高清视频的接收装置，包括第二万兆网络模块、用于根据UDP协议从所述第二万兆网络模块获取UDP数据包以及从UDP数据包解包出待解压数据的UDP协议接收模块、用于对所述待解压数据进行解压缩，以恢复超高清视频中的数据的解压缩模块，以及用于输出超高清视频的HDMI输出接口；所述第二万兆网络模块、UDP协议接收模块、解压缩模块、HDMI输出接口依次连接。

在一些实施例中，所述第二万兆网络模块与发送装置通信连接或者与万兆交换机通信连接。

在一些实施例中，所述超高清视频的接收装置还包括用于连接第二控制装置的第二通信单元，所述第二通信单元连接于所述UDP协议接收模块；

所述UDP协议接收模块还用于通过所述第二通信单元获取接收侧控制数据，以及将接收侧控制数据打包为接收侧UDP数据包并将接收侧UDP数据包发送至所述第二万兆网络模块。

在一些实施例中，所述超高清视频的接收装置还包括接收侧红外接收管和第二模数转换模块，所述第二模数转换模块用于对所述接收侧红外接收管接收到的红外信号进行模数转换；所述UDP协议接收模块还用于将模数转换后的所有数据打包为接收侧遥控UDP包，以及将接收侧遥控UDP包发送至所述第二万兆网络模块。

在一些实施例中，所述超高清视频的接收装置还包括第二数模转换模块和接收侧红外发射管；所述UDP协议接收模块还用于通过所述第二万兆网络模块获取发送装置发送的发送侧遥控UDP包，以及对发送侧遥控UDP包进行解包；所述第二数模转换模块用于对解包得到的数据进行数模转换，并根据数模转换的结果控制所述接收侧红外发射管发出红外信号。

一种超高清视频的传输***，包括上述的超高清视频的发送装置，以及上述的超高清视频的接收装置。

相比现有技术，本实用新型实施例的有益效果在于：通过将压缩的数据包封装成UDP数据包，并利用万兆网络模块传输UDP数据包，从而实现基于万兆网络和UDP协议栈进行高效率的视频数据传输，传输的最大实时带宽可以达到8.7Gbps。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本实用新型的超高清视频的发送装置的结构示意图；

图2为在发送装置侧红外遥控接收装置侧设备的示意图；

图3为在接收装置侧红外遥控发送装置侧设备的示意图；

图4为本实用新型的超高清视频的接收装置的结构示意图；

图5为本实用新型的超高清视频的传输***第一实施例的结构示意图；

图6为本实用新型的超高清视频的传输***第二实施例的结构示意图；

图7为本实用新型的超高清视频的传输***第三实施例的结构示意图。

图中：100、发送装置；110、HDMI输入接口；120、压缩模块；130、UDP协议发送模块；140、第一万兆网络模块；141、第一以太网MAC单元；142、第一物理接口收发器；150、分辨率调整单元；160、第一通信单元；171、发送侧红外接收管；172、第一模数转换模块；181、第一数模转换模块；182、发送侧红外发射管；

200、接收装置；210、第二万兆网络模块；211、第二以太网MAC单元；212、第二物理接口收发器；220、UDP协议接收模块；230、解压缩模块；240、HDMI输出接口；250、拼接处理单元；260、第二通信单元；271、接收侧红外接收管；272、第二模数转换模块；281、第二数模转换模块；282、接收侧红外发射管；

10、第一控制装置；20、第二控制装置；30、网线；40、万兆交换机；50、显示器。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1所示为一种超高清视频的发送装置100的结构示意图。

超高清视频的发送装置100包括用于获取超高清视频的HDMI输入接口110、用于对超高清视频中的数据进行压缩的压缩模块120、用于将压缩后的数据打包为UDP数据包的UDP协议发送模块130，以及用于发送UDP数据包的第一万兆网络模块140；HDMI输入接口110、压缩模块120、UDP协议发送模块130、第一万兆网络模块140依次连接。

在一些实施例中，HDMI输入接口110用于连接机顶盒、电脑主机、DVD等视频源。示例性的，获取的是超高清视频，包括以下特点：分辨率为4K，帧率为60FPS，编码方式为4:4:4的YUV方式或者8bit深度的RGB方式，高动态范围HDR(High Dynamic Range Imaging)。

HDMI输入接口110从视频源获取超高清视频后，压缩模块120通过压缩算法对对超高清视频中的数据进行压缩。

在一些可行的实施例中，压缩模块120通过DSC(Display Stream Compression，显示流压缩)压缩算法对超高清视频中的数据进行压缩；在另一些可行的实施例中，压缩模块120通过VLC(Visual Lossless Compression)压缩算法等视觉无损压缩算法实现零延时的压缩。

示例性的，HDMI2.0标准的4K/60、4:4:4的YUV视频的总数据带宽为4096×2250×8×3×60＝13.271Gbps，再加上一些辅助数据，该视频的总数据带宽达到18Gbps。DSC压缩的压缩率可以是2-4倍，该视频的总数据压缩之后的带宽为4.5Gbps—9Gbps。

之后UDP协议发送模块130将压缩后的数据打包为UDP数据包。UDP是UserDatagram Protocol的简称，中文名是用户数据报协议，是OSI(Open SystemInterconnection，开放式***互联)参考模型中一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务，IETF RFC 768是UDP的正式规范，与所熟知的TCP(传输控制协议)协议一样，UDP协议直接位于IP(网际协议)协议的顶层。根据OSI(开放***互连)参考模型，UDP和TCP都属于传输层协议。UDP协议的主要作用是将网络数据流量压缩成数据包的形式。一个典型的数据包就是一个二进制数据的传输单位。每一个数据包的前8个字节用来包含报头信息，剩余字节则用来包含具体的传输数据。

在一些可行的实施例中，根据高效的UDP协议栈对无损压缩后的超高清视频数据进行处理和网络传输。

在一些可行的实施例中，该高效的UDP协议栈在FPGA上使用硬件描述语言实现，并通过在协议栈中使用64bit位宽的高度并行化处理极大的降低协议栈处理的延时，只需要us秒级即可实现UDP协议处理。

在一些可行的实施例中，压缩后的数据打包的UDP数据包的长度大于1500字节。UDP协议处理还可以实现超越以往单帧长度1500字节的限制，支持高效率以太网协议，达到最大支持9000字节长度的巨帧(jumbo frame)协议。

第一万兆网络模块140用于根据UDP协议将UDP数据包发送给第一万兆网络模块140连接的装置。示例性的，第一万兆网络模块140与接收装置200通信连接或者与万兆交换机40通信连接，第一万兆网络模块用于将将UDP数据包发送给接收装置200或者万兆交换机40。

在一些可行的实施例中，第一万兆网络模块140的最大传输单元大于1500字节。

最大传输单元(MTU，Maximum Transmission Unit)是指一种通信协议的某一层上面所能通过的最大数据报大小。最大传输单元这个参数通常与通信接口，如网络接口卡、串口等有关。通过将第一万兆网络模块的最大传输单元设为大于1500字节，可以实现与巨帧协议的匹配；减少网络中数据包的个数，减轻处理包头的额外开销。经过测试，在传统的千兆以太网中，每秒大约有81000个数据包流经网络，而在使用巨型帧的网络中，这个数字减少为14000；在万兆网络中，这个对比更加强烈，标准的网络中帧长为标准1518的帧每秒有812000个，而采用巨型帧技术的网络上仅仅只有14000个；大量减少的帧数目必将带来性能的提高，带来显著的性能提高。使第一万兆网络模块的实际有效传输数据带宽达到8.7Gbps；从而实现基于低成本的万兆网络传输超高清视频的视觉无损压缩零延时传输，可以达到行业要求的标准。

在一些可行的实施例中，如图1所示，超高清视频的发送装置100还包括用于连接第一控制装置10的第一通信单元160。示例性的，第一通信单元160包括网络控制接口，可以通过TCP/IP协议连接电脑等第一控制装置10；或者第一通信单元160包括USB接口或RS232接口，可以连接鼠标、键盘等第一控制装置10。通过电脑、鼠标、键盘等第一控制装置10，就可通过第一通信单元160向发送装置100发送发送侧控制数据，即发送装置100可以获取发送侧控制数据。

第一通信单元160连接于UDP协议发送模块130。UDP协议发送模块130还用于通过第一通信单元160获取发送侧控制数据，以及将压缩后的数据和发送侧控制数据打包为UDP数据包。

在一些可行的实施例中，UDP协议发送模块160将由压缩后的数据以及发送侧控制数据组帧得到的数据帧打包为若干个长度大于1500字节的UDP数据包。从而可以将UDP数据包通过第一万兆网络模块140发送至接收装置200。接收装置200根据UDP数据包可以得到发送侧控制数据，以及根据该发送侧控制数据执行相应的控制功能，如开机、关机、调整播放分辨率、播放窗口等。

在另一些可行的实施例中，接收装置200还可以向发送装置100发送包括接收侧控制数据的接收侧UDP数据包。因此发送装置100可以从第一万兆网络模块140获取接收侧UDP数据包。发送装置100的UDP协议发送模块130用于解包该接收侧UDP数据包后得到接收侧控制数据。从而发送装置100可以根据该接收侧控制数据执行相应的功能，如开机、关机、调整播放内容等。

在一些实施例中，发送装置100从接收侧UDP数据包解包出接收侧控制数据后，可以通过用于连接第一控制装置10的第一通信单元160将接收侧控制数据发送给第一控制装置10，如电脑等。

在一些可行的实施例中，如图1所示，发送装置100还包括用于调整HDMI输入接口110所获取超高清视频分辨率的分辨率调整单元150，分辨率调整单元150连接于HDMI输入接口110和压缩模块120之间。

在一些可行的实施例中，第一通信单元160还连接于分辨率调整单元150。若分辨率调整单元150通过第一通信单元160从第一控制装置10获取触发电信号，调整HDMI输入接口110所获取超高清视频的分辨率。

在一些可行的实施例中，第一通信单元160包括100M网络控制接口，可以通过TCP/IP协议连接电脑等第一控制装置10；通过电脑上的控制软件，就可通过第一通信单元160向分辨率调整单元150发送触发电信号，以使分辨率调整单元150调整HDMI输入接口110所获取超高清视频分辨率，以对超高清视频进行缩小或者放大处理。

在一些可行的实施例中，第一通信单元160包括拨码开关检测电路，可以与拨码开关连接；通过拨动拨码开关也可实现向分辨率调整单元150发送触发电信号，以使分辨率调整单元150调整HDMI输入接口110所获取超高清视频分辨率，以对超高清视频进行缩小或者放大处理。

在一些可行的实施例中，若分辨率调整单元150通过第一通信单元160从第一控制装置10获取对应于分割显示场景的第一控制参数，根据第一控制参数调整超高清视频的分辨率。

在本实施例中，分割显示场景指的是显示器50显示多个超高清视频，如将来自四个发送装置的超高清视频的四路超高清视频分别显示在显示器50的左上区域、左下区域、右上区域和右下区域。

在一些可行的实施例中，当超高清视频的发送装置100应用于分割显示场景时，若各发送装置100获取的超高清视频的分辨率为4K，显示器50显示的也是4K视频，则操作人员输入对应于分割显示场景的第一控制参数，根据该第一控制参数将获取的4K超高清视频调整为分辨率为1080P的视频。最终接收装置200获取四路分辨率为1080P的视频，接收装置200将这四路视频合成为一个分辨率为4K的超高清视频，如将四路视频分别拼接在左上区域、左下区域、右上区域和右下区域，然后发送至显示器50进行显示，从而可以在一个显示器50同时观看来自四个发送装置100的超高清视频。

示例性的，在四个发送装置100对一个接收装置200的分割显示应用场景下，操作人员通过第一控制装置10输入对应于分割显示场景的第一控制参数，分辨率调整单元150根据该第一控制参数将获取的4K超高清视频调整为分辨率为1080P的视频。最终接收装置200获取四路分辨率为1080P的视频，接收装置200将这四路视频合成为一个分辨率为4K的超高清视频，如将四路视频分别拼接在左上区域、左下区域、右上区域和右下区域，然后发送至显示器50进行显示，从而可以在一个显示器50同时观看来自四个发送装置100的超高清视频。

在一些可行的实施例中，当时一个发送装置100对一个接收装置200的使用场景时，操作人员通过第一控制装置10向该发送装置100输入bypass控制参数，源图像分辨率传输无需做缩小或者放大处理，分辨率调整单元150不工作。

在一些可行的实施例中，压缩模块120、UDP协议发送模块130、分辨率调整单元150设置在现场可编程门阵列，即FPGA上。

在本实施例中，根据高效的UDP协议栈对无损压缩后的超高清视频数据进行处理和网络传输。将该高效的UDP协议栈在FPGA上使用硬件描述语言实现，并通过在协议栈中使用64bit位宽的高度并行化处理极大的降低协议栈处理的延时，只需要us秒级即可实现UDP协议处理。

在一些可行的实施例中，第一万兆网络模块140包括第一以太网MAC单元141，和连接于第一以太网MAC单元141的第一物理接口收发器142，即第一万兆以太网PHY。示例性的，第一以太网MAC单元141也可以设置在现场可编程门阵列，即FPGA上。

在一些可行的实施例中，如图2所示，超高清视频的发送装置100还包括发送侧红外接收管171和第一模数转换模块172。其中，第一模数转换模块172用于对发送侧红外接收管171接收到的红外信号进行模数转换；UDP协议发送模块130还用于将模数转换后的所有数据打包为发送侧遥控UDP包，以及将发送侧遥控UDP包发送至第一万兆网络模块140。

示例性的，发送装置100通过发送侧红外接收管171接收外部遥控器发送的红外信号，以及通过模数转换模块对发送侧红外接收管171接收到的红外信号进行模数转换，以实现红外信号的全采样。UDP协议发送模块130将模数转换后的所有数据不经解调和解码直接打包为发送侧遥控UDP并包发送至第一万兆网络模块140。

示例性的，发送侧遥控UDP包和UDP数据包相互独立。例如UDP数据包对应的端口号与发送侧遥控UDP包对应的端口号不同；从而发送侧遥控UDP包和UDP数据包根据对应的端口号独立传输，以使得发送侧遥控UDP包可以更及时的通过第一万兆网络模块传输至接收装置。

示例性的，外部遥控器向发送装置100的发送侧红外接收管171发送的红外信号，在传输至接收装置200后，接收装置通过相应的数模转换和接收侧红外发射管将该红外信号复原，并向显示器等装置发送该红外信号，以实现在发送装置100一侧遥控接收装置200连接的显示器等装置，以实现例如调节显示亮度、饱和度等功能。

在一些可行的实施例中，如图3所示，超高清视频的发送装置100还包括第一数模转换模块181和发送侧红外发射管182。UDP协议发送模块130还用于通过第一万兆网络模块140获取接收装置200发送的接收侧遥控UDP包，以及对接收侧遥控UDP包进行解包；第一数模转换模块181用于对解包得到的数据进行数模转换，并根据数模转换的结果控制发送侧红外发射管182发出红外信号。

示例性的，外部遥控器向接收装置200发送的红外信号，在传输至发送装置100后，发送装置100通过数模转换和发送侧红外发射管将该红外信号复原，并向机顶盒、电脑主机、DVD等视频源发送该红外信号；以实现在接收装置200一侧遥控发送装置100连接的视频源，以实现例如切换传输的视频等任务。

在一些可行的实施例中，UDP数据包对应的端口号与接收侧遥控UDP包对应的端口号不同。

如图4所示为一种超高清视频的接收装置200的结构示意图。

超高清视频的接收装置200包括第二万兆网络模块210、用于根据UDP协议从第二万兆网络模块210获取UDP数据包以及从UDP数据包解包出待解压数据的UDP协议接收模块220、用于对待解压数据进行解压缩，以恢复超高清视频中的数据的解压缩模块230，以及用于输出超高清视频的HDMI输出接口240；第二万兆网络模块210、UDP协议接收模块220、解压缩模块230、HDMI输出接口240依次连接。

在本实施例中，接收装置200通过万兆网络接收UDP数据包。示例性的，第二万兆网络模块210与发送装置100通信连接或者与万兆交换机40通信连接。

UDP协议接收模块220用于通过第二万兆网络模块210从发送装置100获取UDP数据包，或者从万兆交换机40获取发送装置100发送的UDP数据包。在一些可行的实施例中，UDP数据包的长度大于1500字节，且第二万兆网络模块210的最大传输单元大于1500字节。

UDP协议接收模块220根据高效的UDP协议栈接收到UDP数据包后，对UDP数据包进行解包得到待解压数据。在一些可行的实施例中，该高效的UDP协议栈在FPGA上使用硬件描述语言实现，并通过在协议栈中使用64bit位宽的高度并行化处理极大的降低协议栈处理的延时，只需要us秒级即可实现UDP协议处理。

解压缩模块230用于对待解压数据进行解压缩，以恢复超高清视频中的数据。在一些可行的实施例中，通过DSD(Display Stream Decompression，显示流压缩)解压缩算法对超高清视频中的数据进行解压缩；在另一些可行的实施例中，通过VLD(Visual LosslessDecompression)解压缩算法等视觉无损的解压缩算法实现零延时的解压缩。

在一些可行的实施例中，在通过解压缩算法对待解压数据进行解压缩，恢复出超高清视频中的数据后，HDMI输出接口240输出超高清视频，例如HDMI2.0接口将超高清视频传输至显示器进行显示。

在一些可行的实施例中，超高清视频的接收装置200还包括用于连接第二控制装置20的第二通信单元260，第二通信单元260连接于UDP协议接收模块220。

示例性的，第二通信单元260包括网络控制接口、USB接口或RS232接口，可以连接电脑、鼠标、键盘等第二控制装置20；通过第二控制装置20，就可以获取接收侧控制数据。

UDP协议接收模块220还用于通过第二通信单元260获取接收侧控制数据，以及将接收侧控制数据打包为接收侧UDP数据包并将接收侧UDP数据包发送至第二万兆网络模块210。因此接收装置200可通过第二万兆网络模块210向发送装置100发送包括接收侧控制数据的接收侧UDP数据包；因此发送装置100可以从第一万兆网络模块140获取接收侧UDP数据包。

发送装置100解包该UDP数据包后根据预设的组帧协议得到接收侧控制数据，并根据该接收侧控制数据执行相应的功能，如开机、关机、调整播放内容等。

在一些可行的实施例中，发送装置100通过第一通信单元160获取到了电脑等第一控制装置10的发送侧控制数据，且将压缩后的视频数据以及发送侧控制数据封装成数据帧，并在将数据帧打包为UDP数据包后发送给接收装置200。接收装置200解包该UDP数据包后得到发送侧控制数据。接收装置200根据该发送侧控制数据执行相应的控制功能，如开机、关机、调整播放分辨率、播放窗口等。

在一些实施例中，接收装置200解包发送装置100发送的UDP数据包后得到发送侧控制数据，可以通过用于连接第二控制装置20的第二通信单元260将发送侧控制数据发送给第二控制装置20，如电脑等。

在一些可行的实施例中，如图4所示，接收装置200还包括用于将多路超高清视频拼接为一路视频数据的拼接处理单元250，拼接处理单元250连接于解压缩模块230和HDMI输出接口240之间。

在一些可行的实施例中，如图4所示，第二通信单元260还连接于拼接处理单元250。若拼接处理单元250通过第二通信单元260从第二控制装置20获取触发电信号，将多路超高清视频拼接为一路视频数据。

在一些可行的实施例中，若拼接处理单元250通过第二通信单元260从第二控制装置20获取对应于分割显示场景的第二控制参数，根据第二控制参数将多路超高清视频拼接为一路视频数据，以在一个显示器50进行显示。

在一些可行的实施例中，当超高清视频的接收装置200应用于分割显示场景时，则操作人员输入对应于分割显示场景的第二控制参数，根据该第二控制参数将获取的多路超高清视频拼接为一路视频数据，如将四路分辨率为1080P的视频合成为一个分辨率为4K的超高清视频，如将四路视频分别拼接在左上区域、左下区域、右上区域和右下区域，然后发送至显示器50进行显示，从而可以在一个显示器50同时观看来自四个发送装置的超高清视频。

在一些可行的实施例中，接收装置200还包括用于将超高清视频的部分画幅进行放大的分割处理单元(图未示)，分割处理单元连接于解压缩模块230和HDMI输出接口240之间。

在一些可行的实施例中，第二通信单元260连接于分割处理单元。若分割处理单元通过第二通信单元260从第二控制装置20获取触发电信号，将超高清视频的部分画幅进行放大，以在按预设规则排列的多个显示器50中的一个显示器50进行显示。

示例性的，若分割处理单元获取对应于放大显示场景的第三控制参数，根据第三控制参数将超高清视频的部分画幅进行放大，以在按预设规则排列的多个显示器50中的一个显示器50进行显示。

在本实施例中，放大显示场景指的是多个显示器50按预设规则排列，如四个显示器50矩阵排列，各显示器50连接于不同的接收装置200；各接收装置200分别从同一发送装置100获取同一超高清视频，并各自从该超高清视频分割出部分画幅进行放大，然后发送至与该接收装置200相应的显示器50；从而按预设规则排列的多个显示器50整体显示出该超高清视频。示例性的，四个接收装置200分别分割出该超高清视频的左上区域、左下区域、右上区域和右下区域，然后分别发送至矩阵排列的四个显示器50。

示例性的，各接收装置200从发送装置100获取的超高清视频为4K视频，分割出1080p的部分画幅，再经放大后成为局部的4K的超高清视频；四个显示器50矩阵排列显示为8K的超高清视频，例如可以用于超大屏显示，如视频墙。

在一些可行的实施例中，第二通信单元260包括100M网络控制接口，可以通过TCP/IP协议连接电脑等第二控制装置20；通过电脑上的控制软件，就可通过第二通信单元260向拼接处理单元250发送触发电信号，以使拼接处理单元250将多路超高清视频拼接为一路视频数据。

在一些可行的实施例中，第二通信单元260包括拨码开关检测电路，可以与拨码开关连接；通过拨动拨码开关也可实现向拼接处理单元250发送触发电信号，以使拼接处理单元250将多路超高清视频拼接为一路视频数据。

在一些可行的实施例中，如图3所示，超高清视频的接收装置200还包括接收侧红外接收管271和第二模数转换模块272，第二模数转换模块272用于对接收侧红外接收管271接收到的红外信号进行模数转换。示例性的，接收装置200通过接收侧红外接收管271接收外部遥控器发送的红外信号，以及通过第二模数转换模块272对接收侧红外接收管271接收到的红外信号进行模数转换，以实现红外信号的全采样。

UDP协议接收模块220还用于将模数转换后的所有数据打包为接收侧遥控UDP包，以及将接收侧遥控UDP包发送至第二万兆网络模块210。

示例性的，外部遥控器向接收装置200的接收侧红外接收管271发送的红外信号，在传输至发送装置100后，发送装置100通过数模转换和红外发射管将该红外信号复原，并向机顶盒、电脑主机、DVD等视频源发送该红外信号；以实现在接收装置200一侧遥控发送装置100连接的视频源，以实现例如切换传输的视频等任务。

在一些可行的实施例中，如图2所示，超高清视频的接收装置200还包括第二数模转换模块281和接收侧红外发射管282；UDP协议接收模块220还用于通过第二万兆网络模块210获取发送装置100发送的发送侧遥控UDP包，以及对发送侧遥控UDP包进行解包；第二数模转换模块281用于对解包得到的数据进行数模转换，并根据数模转换的结果控制接收侧红外发射管282发出红外信号。

在本实施例中，发送装置100可以将将发送侧遥控UDP包发送给接收装置200的第二万兆网络模块210。如果接收装置200通过第二万兆网络模块210获取到发送装置100发送的发送侧遥控UDP包，对发送侧遥控UDP包进行解包，以及接收装置200通过数模转换和接收侧红外发射管282将该红外信号复原，并向显示器等装置发送该红外信号，以实现在发送装置100一侧遥控接收装置200连接的显示器等装置，以实现例如调节显示亮度、饱和度等。

在一些可行的实施例中，UDP协议接收模块220、解压缩模块230、拼接处理单元250设置在现场可编程门阵列，即FPGA上。

在本实施例中，根据高效的UDP协议栈对接收UDP数据包，以及对UDP数据包进行解包。该高效的UDP协议栈在FPGA上使用硬件描述语言实现，并通过在协议栈中使用64bit位宽的高度并行化处理极大的降低协议栈处理的延时，只需要us秒级即可实现UDP协议处理。

在一些可行的实施例中，如图4所示，第二万兆网络模块210包括第二以太网MAC单元211和连接于第二以太网MAC单元211的第二物理接口收发器212，即第二万兆以太网PHY。示例性的，第二以太网MAC单元211也可以设置在现场可编程门阵列，即FPGA上。

如图5所示为一种超高清视频的传输***的结构示意图。

超高清视频的传输***包括前述的超高清视频的发送装置100，以及前述的超高清视频的接收装置200。

在一些可行的实施例中，如图6所示，超高清视频的传输***还包括万兆交换机40，超高清视频的发送装置100为多个，各超高清视频的发送装置100和超高清视频的接收装置200均通过网线30连接于万兆交换机40。

在一些可行的实施例中，发送装置100中的分辨率调整单元150用于若从第一通信单元160获取对应于分割显示场景的第一控制参数，调整HDMI输入接口110所获取超高清视频的分辨率。

接收装置200的UDP协议接收模块220用于获取多个发送装置100发送的UDP数据包，解压缩模块230用于对待解压数据进行解压缩，以恢复与多个发送装置100一一对应的多路超高清视频。

接收装置200的拼接处理单元250用于若从第二通信单元260获取对应于分割显示场景的第二控制参数，将多路超高清视频拼接为一路视频数据，以在一个显示器50进行显示。

在一些可行的实施例中，如图7所示，超高清视频的传输***还包括万兆交换机40，超高清视频的发送装置100为一个，接收装置200为多个，各超高清视频的接收装置200和超高清视频的发送装置100均通过网线30连接于万兆交换机40。

在一些可行的实施例中，接收装置200用于若从第二通信单元260获取对应于放大显示场景的第三控制参数，根据第三控制参数将超高清视频的部分画幅进行放大，以在按预设规则排列的多个显示器50中的一个显示器50进行显示。示例性的，四个接收装置200分别分割出该超高清视频的左上区域、左下区域、右上区域和右下区域，然后分别发送至矩阵排列的四个显示器50。

在一些可行的实施例中，某一超高清视频的发送装置100从第一通信单元160获取的控制参数，如对应于分割显示场景的第一控制参数可以经由网线30、万兆交换机40传输至至少另一超高清视频的发送装置100和/或超高清视频的接收装置200；以使该至少另一超高清视频的发送装置100和/或超高清视频的接收装置200根据该控制参数执行相应的步骤。

在一些可行的实施例中，超高清视频的接收装置200从第二通信单元260获取的控制参数，如对应于分割显示场景的第二控制参数可以经由网线30、万兆交换机40传输至至少一个超高清视频的发送装置100；以使该至少一个超高清视频的发送装置100根据该控制参数执行相应的步骤。

示例性的，在四个发送装置100对一个接收装置200的分割显示应用场景下，操作人员通过电脑等向其中某一个发送装置100发送第一控制参数，该第一控制参数对应的控制信息经过网线30、万兆交换机40传输至其他发送装置100以及接收装置200；然后各发送装置100根据对应的控制信息将各自获取的4K超高清视频调整为分辨率为1080P的视频，接收装置200解压还原出这四路视频后，根据对应的控制信息将这四路视频合成为一个分辨率为4K的超高清视频，如将四路视频分别拼接在左上区域、左下区域、右上区域和右下区域，然后发送至显示器50进行显示，从而可以在一个显示器50同时观看来自四个发送装置100的超高清视频。

示例性的，在四个发送装置100对一个接收装置200的分割显示应用场景下，操作人员通过电脑等向接收装置200发送第二控制参数，该第二控制参数对应的控制信息经过网线30、万兆交换机40传输至各发送装置100；然后各发送装置100根据对应的控制信息将各自获取的4K超高清视频调整为分辨率为1080P的视频，接收装置200解压还原出这四路视频后，根据第二控制参数将这四路视频合成为一个分辨率为4K的超高清视频，如将四路视频分别拼接在左上区域、左下区域、右上区域和右下区域，然后发送至显示器50进行显示，从而可以在一个显示器50同时观看来自四个发送装置100的超高清视频。

本实用新型实施例提供的超高清视频的发送装置、接收装置和传输***，通过将压缩的数据包封装成UDP数据包，并利用万兆网络模块传输UDP数据包，从而实现基于万兆网络和UDP协议栈进行高效率的视频数据传输，传输的最大实时带宽可以达到8.7Gbps。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种超高清视频的发送装置，其特征在于：包括用于获取超高清视频的HDMI输入接口、用于对超高清视频中的数据进行压缩的压缩模块、用于将压缩后的数据打包为UDP数据包的UDP协议发送模块，以及用于发送所述UDP数据包的第一万兆网络模块；所述HDMI输入接口、压缩模块、UDP协议发送模块、第一万兆网络模块依次连接。

2.如权利要求1所述的超高清视频的发送装置，其特征在于：所述第一万兆网络模块与接收装置通信连接或者与万兆交换机通信连接。

3.如权利要求1所述的超高清视频的发送装置，其特征在于：还包括用于连接第一控制装置的第一通信单元，所述第一通信单元连接于所述UDP协议发送模块；

所述UDP协议发送模块还用于通过所述第一通信单元获取发送侧控制数据，以及将压缩后的数据和发送侧控制数据打包为UDP数据包。

4.如权利要求1所述的超高清视频的发送装置，其特征在于：还包括发送侧红外接收管和第一模数转换模块，所述第一模数转换模块用于对所述发送侧红外接收管接收到的红外信号进行模数转换；所述UDP协议发送模块还用于将模数转换后的所有数据打包为发送侧遥控UDP包，以及将发送侧遥控UDP包发送至所述第一万兆网络模块；

所述超高清视频的发送装置还包括第一数模转换模块和发送侧红外发射管；所述UDP协议发送模块还用于通过所述第一万兆网络模块获取接收装置发送的接收侧遥控UDP包，以及对接收侧遥控UDP包进行解包；所述第一数模转换模块用于对解包得到的数据进行数模转换，并根据数模转换的结果控制所述发送侧红外发射管发出红外信号。

5.一种超高清视频的接收装置，其特征在于：包括第二万兆网络模块、用于根据UDP协议从所述第二万兆网络模块获取UDP数据包以及从UDP数据包解包出待解压数据的UDP协议接收模块、用于对所述待解压数据进行解压缩，以恢复超高清视频中的数据的解压缩模块，以及用于输出超高清视频的HDMI输出接口；所述第二万兆网络模块、UDP协议接收模块、解压缩模块、HDMI输出接口依次连接。

6.如权利要求5所述的超高清视频的接收装置，其特征在于：所述第二万兆网络模块与发送装置通信连接或者与万兆交换机通信连接。

7.如权利要求5所述的超高清视频的接收装置，其特征在于：还包括用于连接第二控制装置的第二通信单元，所述第二通信单元连接于所述UDP协议接收模块；

所述UDP协议接收模块还用于通过所述第二通信单元获取接收侧控制数据，以及将接收侧控制数据打包为接收侧UDP数据包并将接收侧UDP数据包发送至所述第二万兆网络模块。

8.如权利要求5所述的超高清视频的接收装置，其特征在于：还包括接收侧红外接收管和第二模数转换模块，所述第二模数转换模块用于对所述接收侧红外接收管接收到的红外信号进行模数转换；所述UDP协议接收模块还用于将模数转换后的所有数据打包为接收侧遥控UDP包，以及将接收侧遥控UDP包发送至所述第二万兆网络模块。

9.如权利要求5所述的超高清视频的接收装置，其特征在于：还包括第二数模转换模块和接收侧红外发射管；所述UDP协议接收模块还用于通过所述第二万兆网络模块获取发送装置发送的发送侧遥控UDP包，以及对发送侧遥控UDP包进行解包；所述第二数模转换模块用于对解包得到的数据进行数模转换，并根据数模转换的结果控制所述接收侧红外发射管发出红外信号。

10.一种超高清视频的传输***，其特征在于：包括如权利要求1-4中任一项所述的超高清视频的发送装置，以及如权利要求5-9中任一项所述的超高清视频的接收装置。