CN210781064U - 基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于视频显控技术领域，具体涉及了一种基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备，旨在解决现有技术无法实现大规模多路视频互联切换的问题。本实用新型包括：一个或多个输入模块，每一个输入模块获取N路视频，进行视频复制复用后分为M×N组发送至切换单元；切换单元包括至少一个切换卡，获取视频组并基于第一用户指令将视频组分别发送至相应输出模块；一个或多个输出模块，每一个输出模块基于第二用户指令提取视频组中任意一路视频并通过相应视频接口芯片输出。本实用新型每一路视频输入输出端口可以传输多路视频业务，设备的最大规模不受限于芯片的接口数量，能够满足用户大规模场景的多路视频互联切换需求。

Description

基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备

技术领域

本实用新型属于视频显控技术领域，具体涉及了一种基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备。

背景技术

视频显控设备主要包括视频矩阵和拼接处理器。视频矩阵是指通过阵列切换的方法将m路视频信号任意输出至n路监控设备上的电子装置。有一些视频矩阵也带有音频切换功能，能将视频和音频信号进行同步切换，这种矩阵也叫做视音频矩阵。目前的视频矩阵就其实现方法来说有模拟矩阵和数字矩阵两大类。视频矩阵一般用于各类监控场合。视频拼接控制器是专业的视频处理与控制设备，主要功能是把一路视频信号分割为多个显示单元，将分割后的显示单元信号输出到多个显示终端，并完成用多个显示屏拼接组成一个完整的图像，处理过程完全硬件化，视频显示过程不需要电脑和启动软件等操作，非常简便。

现有的视频显控设备，视频业务背板侧的互联切换通过crosspoint芯片实现，crosspoint的每个输入端口接一路输入视频，每个输出端口接一路输出视频，通过配置芯片内部的输入到输出的连接关系，实现视频业务的切换连接和复制输出的等功能。crosspoint的每一路输入输出端口只能传输一路视频业务，这就导致设备的最大规模受限于芯片的接口数量。目前的设备规模，已经无法满足用户的需求，急需一种更大规模的设备实现多路视频互联切换。

实用新型内容

为了解决现有技术中的上述问题，即现有技术无法实现大规模多路视频互联切换的问题，本实用新型提供了一种基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备，包括背板、电源模块、主控模块、风箱、机箱，该视频显控矩阵设备还包括一个或多个输入模块、切换单元、一个或多个输出模块；

所述输入模块用于获取N路视频并将所述N路视频中每一路视频复制为N份，将N份N个视频重新组合为N个视频组并进行通道复用后发送至所述切换单元；

所述切换单元分别获取一个或多个输入模块发送的N个视频组，并基于获取的第一用户指令将每一个视频组分别发送至所述一个或多个输出模块中相应的输出模块；

所述输出模块用于获取所述切换单元发送的视频组，并基于获取的第二用户指令提取所述视频组中的任意一路视频并输出。

在一些优选的实施例中，“将N份N个视频重新组合为N个视频组”，其方法为：

将所述N份N个视频中来自不同第一视频接口芯片的视频作为一组，获得N个视频组。

在一些优选的实施例中，所述输入模块设置有N个第一视频接口芯片、N个第一背板高速通道；所述第一视频接口芯片用于获取一路视频；所述第一背板高速通道用于输出重新组合后的一个视频组。

在一些优选的实施例中，所述切换单元包括一个或多个切换卡；所述切换单元设置有H个视频输入通道、H个视频输出通道。

在一些优选的实施例中，所述输出模块设置有C个第二背板高速通道、C个第二视频接口芯片；所述第二背板高速通道用于获取一个视频组；所述第二视频接口芯片用于输出基于第二用户指令提取的任意一路视频。

在一些优选的实施例中，所述切换单元还设置有第一微控制单元；

所述第一微控制单元用于获取主控模块发送的第一用户指令，并基于所述第一用户指令进行所述切换单元的M个视频输出接口与所述C个输出模块的第二背板高速通道之间的匹配。

在一些优选的实施例中，所述输出模块还设置有第二微控制单元；

所述第二微控制单元用于获取主控模块发送的第二用户指令，并基于所述第二用户指令分别提取各输出模块各第二背板高速通道的一个视频组中的任意一路视频。

在一些优选的实施例中，通过FPGA、DSP、ASIC芯片中的一种作为背板高速通道进行视频传输。

本实用新型的有益效果：

本实用新型基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备，通过视频复制重组、通道复用、视频提取技术，每一路视频输入输出端口可以传输多路视频业务，设备的最大规模不受限于芯片的接口数量，实现设备规模的极大扩展，提高设备集成度，降低端口平均成本和平均功能，能够满足用户更大规模场景的应用需求。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本实用新型基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备的框架示意图；

图2是本实用新型基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备一种实施例的320-320路视频交换设备框架示意图；

图3是本实用新型基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备一种实施例的2路输入模块框架示意图；

图4是本实用新型基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备一种实施例的160-160路视频切换卡框架示意图；

图5是本实用新型基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备一种实施例的2路输出模块框架示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关实用新型相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

本实用新型的一种基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备，包括背板、电源模块、主控模块、风箱、机箱，该视频显控矩阵设备还包括一个或多个输入模块、切换单元、一个或多个输出模块

所述输入模块用于获取N路视频并将所述N路视频中每一路视频复制为N份，将N份N个视频重新组合为N个视频组并进行通道复用后发送至所述切换单元；

所述切换单元分别获取一个或多个输入模块发送的N个视频组，并基于获取的第一用户指令将每一个视频组分别发送至所述一个或多个输出模块中相应的输出模块；

所述输出模块用于获取所述切换单元发送的视频组，并基于获取的第二用户指令提取所述视频组中的任意一路视频并输出。

为了更清晰地对本实用新型基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备进行说明，下面结合图1对本实用新型实施例中各模块展开详述。

本实用新型一种实施例的基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备，包括背板、电源模块、主控模块、风箱、机箱，该视频显控矩阵设备还包括一个或多个输入模块、切换单元、一个或多个输出模块，各模块详细描述如下：

输入模块用于获取N路视频并将所述N路视频中每一路视频复制为N份，将N份N个视频重新组合为N个视频组并进行通道复用后发送至切换单元。

输入模块设置有N个第一视频接口芯片、N个第一背板高速通道。每个第一视频接口芯片用于获取一路视频，每个第一背板高速通道用于输出重新组合后的一个视频组。输入模块支持N路视频输入N个视频组输出。

将输入的N路视频中每一路视频复制为N份，并将其中来自不同第一视频接口芯片的视频作为一组，得到N个视频组，每个视频组包括分别来自N个第一视频接口芯片的N个视频。

本实用新型为了更清晰说明输入模块，以M个支持N路视频的输入模块进行说明，在实际应用中，设备中可以放置一个或多个输入模块，比如一卡2路、一卡4路、一卡8路。

切换单元分别获取一个或多个输入模块发送的N个视频组，并基于获取的第一用户指令将每一个视频组分别发送至一个或多个输出模块中相应的输出模块。

切换单元包括一个或多个切换卡，共设置有H个视频输入通道、H个视频输出通道，用于获取M个输入模块发送的M×N个视频组，并基于获取的第一用户指令将M×N个视频组中的每一组视频分别发送至一个或多个输出模块中相应的输出模块。

输出模块设置有C个第二背板高速通道、C个第二视频接口芯片。每一个第二背板高速通道获取切换卡组发送的一个视频组，每一个第二视频接口芯片分别输出获取的任意一路视频。

本实用新型为了更清晰说明输出模块，以Q个支持C路视频的输出模块进行说明，在实际应用中，设备中可以放置一个或多个输出模块，比如一卡2路、一卡4路、一卡8路。

切换单元还设置有第一微控制单元，用于获取主控模块发送的第一用户指令，并基于所述第一用户指令进行所述切换单元的M个视频输出接口与所述C个输出模块的第二背板高速通道之间的匹配。

输出模块还设置有第二微控制单元，用于获取主控模块发送的第二用户指令，并基于所述第二用户指令分别提取各输出模块各第二背板高速通道的一个视频组中的任意一路视频。

因为每一个切换单元所切换的输入数据都包含了所有的输入视频信息，所以每个输出模块必然能从N个背板通道中获取到N路任意的输入视频，因此，整个设备的M×N路输入到Q×C路输出是全无阻的，满足视频显控设备的需求，实现交换规模从H路输入、H路输出到(M×N)路输入、(Q×C)路输出的扩展，扩大了传统设备端口数量，视频切换不受制于设备端口数量限制，能够实现大规模多路视频互联切换。

如图2所示，为本实用新型基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备一种实施例的320-320路视频交换设备框架示意图，包括160个输入模块、2个切换卡、160个输出模块；其中，每个输入模块支持2路视频输入、2路背板高速输出，每个切换卡支持160路视频输入、160路视频输出的视频切换功能，切换单元支持320路视频输入、320路视频输出的视频切换功能，每个输出模块支持2路背板高速输入、2路视频输出。

首先，将输入模块1的输入视频记为11、12，输入模块2的输入视频记为21、22，……，输入模块160的输入视频记为1601、1602，将每个输入模块的视频进行复制以及重新分组，获得160×2组视频，每组视频分别包括(11、12)、(11、12)(21、22)(21、22)，……，(1601、1602)(1601、1602)。

然后，通过两个160-160的切换卡按照第一用户指令进行通道匹配后将各组视频发送到相应的输出模块的高速输入通道。本实施例中，输出模块1的通道1获得视频组(11、12)，通道2获得视频组(801、802)；输出模块2的通道1获得视频组(801、802)，通道2获得视频组(11、12)；输出模块160的通道1获得视频组(41、42)，通道2获得视频组(1201、1202)；……，其他输出模块获取的视频组不再一一详述。

最后，按照第二用户指令进行视频提取，输出模块1的两个通道分别显示视频11、视频802；输出模块2的两个通道分别显示视频801、视频12；输出模块160的两个通道分别显示视频42、视频1201；……，其他输出模块输出的视频不再一一详述。

如图3所示，为本实用新型基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备一种实施例的2路输入模块框架示意图，主要包括输入视频接口芯片和FPGA，视频接口芯片负责接入各种不同的视频接口格式(比如HDMI、DVI、VGA、SDI、DP等)，转成统一板内视频接口(RGB、BT1120、LVDS等)之后接入FPGA，FPGA把所有视频通过通道复用技术，合并到一个传输通道中，在背板发送侧，对通道进行复制，发送到2个背板通道。本实施例采用FPGA进行视频处理，其他实施例中还可以采用其他芯片如DSP、ASIC芯片等，本实用新型在此不再一一详述。

如图4所示，为本实用新型基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备一种实施例的160-160路视频切换卡框架示意图，包括一个支持160路视频输入、160视频输出的切换芯片以及配置芯片的第一微处理单元(MCU)，MCU负责转发主控模块的切换指令，对切换芯片进行配置。切换芯片根据配置，把指定的复用输入视频通道切换到指定的输出通道。本实施例采用MCU进行指令转发、芯片配置，其他实施例中还可以采用其他类似功能的芯片，本实用新型在此不再一一详述。

如图5所示，为本实用新型基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备一种实施例的2路输出模块框架示意图，主要包括第二微处理单元(MCU)、输出视频接口芯片和FPGA。MCU接收来自主控模块的输出通道配置指令，把配置指令转换为FPGA的对应寄存器设置，然后设置到FPGA中。FPGA先把视频缓存到本地存储器，然后根据设置值，提取对应的视频数据进行输出，通过板内视频接口，发送到视频输出接口芯片，输出给外部显示设备。本实施例采用FPGA进行视频处理，采用MCU进行指令接收、转换以及视频输出接口配置，其他实施例中还可以采用其他类似功能的芯片，本实用新型在此不再一一详述。

需要说明的是，上述实施例提供的基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即将本实用新型实施例中的模块再分解或者组合，例如，上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本实用新型实施例中涉及的模块的名称，仅仅是为了区分各个模块，不视为对本实用新型的不当限定。

术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不是用于描述或表示特定的顺序或先后次序。

术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备，包括背板、电源模块、主控模块、风箱、机箱，其特征在于，该视频显控矩阵设备还包括一个或多个输入模块、切换单元、一个或多个输出模块；

所述输入模块用于获取N路视频并将所述N路视频中每一路视频复制为N份，将N份N个视频重新组合为N个视频组并进行通道复用后发送至所述切换单元；

所述切换单元分别获取一个或多个输入模块发送的N个视频组，并基于获取的第一用户指令将每一个视频组分别发送至所述一个或多个输出模块中相应的输出模块；

所述输出模块用于获取所述切换单元发送的视频组，并基于获取的第二用户指令提取所述视频组中的任意一路视频并输出。

2.根据权利要求1所述的基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备，其特征在于，所述输入模块设置有N个第一视频接口芯片、N个第一背板高速通道；所述第一视频接口芯片用于获取一路视频；所述第一背板高速通道用于输出重新组合后的一个视频组。

3.根据权利要求1所述的基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备，其特征在于，所述切换单元包括一个或多个切换卡；所述切换单元设置有H个视频输入通道、H个视频输出通道。

4.根据权利要求1所述的基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备，其特征在于，所述输出模块设置有C个第二背板高速通道、C个第二视频接口芯片；所述第二背板高速通道用于获取一个视频组；所述第二视频接口芯片用于输出基于第二用户指令提取的任意一路视频。

5.根据权利要求4所述的基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备，其特征在于，所述切换单元还设置有第一微控制单元；

所述第一微控制单元用于获取主控模块发送的第一用户指令，并基于所述第一用户指令进行所述切换单元的M个视频输出接口与所述C个输出模块的第二背板高速通道之间的匹配。

6.根据权利要求4所述的基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备，其特征在于，所述输出模块还设置有第二微控制单元；

所述第二微控制单元用于获取主控模块发送的第二用户指令，并基于所述第二用户指令分别提取各输出模块各第二背板高速通道的一个视频组中的任意一路视频。

7.根据权利要求1所述的基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备，其特征在于，通过FPGA、DSP、ASIC芯片中的一种作为背板高速通道进行视频传输。

Images