专利名称：视频矩阵主机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及视频编码技术，特别涉及数字视频矩阵技术。
背景技术：
互联网技术的飞速发展，已经影响到很多领域。安防领域利用价格低廉的IP网络资源，可以完成监控系统图像的动态实时传输，可以实现在任何地点、任何时间都能够方便地进入网络得到所需的视、音频及其他监控系统告警信息。视频矩阵在安防领域有十分广泛的应用。在现有产品中，绝大多数都是传统的模拟视频矩阵。传统的模拟视频矩阵普遍存在结构复杂、成本高和扩展性差等缺点。近年来随着数字技术的高速发展、软硬件水平的提高，不断有高性能的DSP (数字信号处理器)和高速总线得到应用，从而使基于数字编/解码技术的视频矩阵方案能够得以实现。
实用新型内容针对上述模拟视频矩阵所存在的缺点，本实用新型提供了一种基于IP网络的视频矩阵主机，其采用数字技术，能够同时处理数字信号和模拟信号，在实现了音/视频数字化处理的同时，还提高了系统扩展性、可维护性和安全性。本实用新型的视频矩阵主机，包括作为操作控制平台的计算机控制单元和视频矩阵单元，其中视频矩阵单元由至少一个数字编/解码单元构成，所述数字编/解码单元包含有DSP模块，并且通过PCI总线插槽使数字编/解码单元与所述计算机控制单元相连接。DSP(Digital Signal Processor)是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。其工作原理是将接收模拟信号转换为0或1的数字信号，再对数字信号进行修改、删除和/或强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。 PCI (Peripheral Component Interconnect)是计算机系统中常见的一种数据传输接口，其具有总线结构简单、成本低、设计简单等优点。DSP模块将接收到的模拟音视频信号转化成数字信号后进行处理，再将处理后的数字信号通过PCI接口传递给计算机控制单元，实现对模拟信号数字化处理的目的。在上述的基础上，一种优选的方案是计算机控制单元为PC机。PC(PerSOnal Computer)是常用的电脑，随着科技的发展，现在的PC机已经能够处理大批量的数据。将 PC机作为计算机控制单元将降低生产成本，更易于实现技术方案，特别是带有显示装置的 PC机，还可以实时地查看音视频输出的情况，更方便操作人员调试和使用。再进一步的方案，数字编/解码单元为板卡式结构。板卡式结构的数字编/解码单元所占用的空间小，更有利于在计算机主机中进行插接。另一种优选的方案为，在计算机控制单元中设有与主芯片连接的网络适配器。通过网络适配器，计算机控制单元便可以接收来自互联网的音视频信号，进一步拓展了适应范围。其中网络适配器可以为通过PCI插槽与计算机控制单元相连接的板式结构，也可以直接集成在计算机控制单元的主板中。[0009]进一 步的方案为，数字编/解码单元具有至少一路输入和至少一路输出。数字编/ 解码单元的作用是实现通过将M路视频信号输出至N路监看设备上，一般情况下输入路数大于输出路数，即M > N，其中M和N都为自然数。根据目前的技术水平，一台PC机形式的计算机控制单元可以支持64路视频输入和32路视频输出。在以上的基础之上，一种优选方案为视频矩阵单元是由8个数字编/解码单元构成，其中每个数字编/解码单元具有8路输入和4路输出。另一种优选方案为视频矩阵单元由16个数字编/解码单元构成，其中每个数字编 /解码单元具有4路输入和2路输出。在上述的视频矩阵主机中，数字编/解码单元还包括输入接口、输出接口、音视频 A/D转换器和音视频D/A转换器，其中输入接口通过音视频A/D转换器与所属数字编/解码单元的DSP模块连接，输出接口通过音视频D/A转换器与所属数字编/解码单元的DSP模块连接。数字编/解码单元中的DSP模块优选的型号为TMS320DM642。该型号的DSP能够完成实时的多路视频采集，实现复杂的音频视频压缩算法。通过测试表明，本实用新型的视频矩阵主机，能够同时处理数字信号和模拟信号， 在实现了音/视频数字化处理的同时，还提高了系统扩展性、可维护性和安全性。并且这种结构的视频矩阵主机能够完全取代模拟矩阵的作用，为监控中心的建设节约大量的成本。以下结合由附图所示实施例的具体实施方式
，对本实用新型的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本实用新型上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本实用新型的范围内。
图1是本实用新型视频矩阵主机结构示意图。图2是图1中视频矩阵单元的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的视频矩阵主机，包括作为操作控制平台的由PC机构成的计算机控制单元和视频矩阵单元，其中视频矩阵单元由至少一个板卡式的数字编/解码单元构成，所述数字编/解码单元包含有DSP模块，并且通过PCI总线插槽使数字编/解码单元与所述计算机控制单元相连接。PC机内包括有内存、硬盘、显示适配器和音频适配器。 每个板卡式的数字编/解码卡都有M路输入和N路输出，若干个这样的数字编/解码卡，可以组成MXN的视频矩阵系统，其中M和N均为自然数。根据目前的技术水平，一台PC可以支持64路视频输入，以及32路视频输出，这样的视频矩阵系统可以由8个数字编/解码卡构成，每个数字编/解码卡具有8路输入和4路输出；也可以由16个具有4路输入和2路输出的数字编/解码卡构成。视频矩阵主机可以根据具体需求，选择合适的M路输入和N 路输出构成视频矩阵系统。一般的监控系统都利用IP网络进行视频监控图像的传输，为了接收网络视频流，本例中作为操作控制平台的PC机，通过PCI总线插槽上安装了网络适配器，以便接收网络视频流。[0019]图2中示意出了图1视频矩阵单元内的连接结构。在视频矩阵单元内包括有DSP 模块、输入接口、输出接口、音视频A/D转换器和音视频D/A转换器。视频信号通过输入接口进入A/D转换器，进行模拟到数字的转换，然后进入DSP进行编辑处理。另一方面，DSP 输出的数字视频信号，经过D/A转换器转换成模拟信号，通过输出接口可以送往电视墙显示，或通过内部PCI总线，将音视频信号分别经过音频适配器和视频适配器，在所属PC机的显示装置上显示与电视墙相同的信息，也可以在视频图象显示于PC系统界面的同时，在电视墙上对应监视器的相应显示区域显示该视频图像信息。其中DSP模块优选的型号是 TMS320DM642, 为德州仪器公司的数字媒体处理器芯片，采用BGA548封装，工作电压3. 3V, 核电压1. 4V，内部工作时钟600MHz (1. 67ns)，计算能力每秒4. 8亿条指令，外部总线时钟 100MHz，可以完成实时的多路视频采集，实现复杂的音频视频压缩算法。A/D转换器的优选型号为SAA7144，系菲利普公司的产品。SAA7144集成了 4片SAA7113的功能，能够将四路CVBS信号(复合视频信号)转换成数字视频信号。D/A转换器优选采用菲利普公司的 SAA7121，能够将数字的视频信号转换成标准的模拟视频信号。本例中的数字编/解码卡，可以完成H. 264编码和解码。DSP模块按H. 264规范对信号压缩并编码，然后将编码后的数据通过PCI总线传送给PC机的中央处理器。另一方面，PC机的中央处理器将需要回放的数据通过PCI总线送给DSP，进行H. 264的解码，解码后的数字视频信号送给D/A转换器，数字视频信号也送给显示适配器，显示适配器将数字视频信号转换成标准的VGA信号送给VGA监视器。本实用新型的视频矩阵主机还可以根据电视墙的不同布置和用户的使用习惯，灵活地配置系统的界面。系统通过PC机的硬盘自动记录视频图像的基本信息，比如位置信息、占用的解码通道索引和显示通道索引等。并可作为一套显示方案对电视墙的不同配置模式进行保存、读取和恢复，用户在查看时即可调用之前系统保存的显示方案来查看视频信息。本例中的数字编解码卡，配合相应的软件，能够完成如下功能1.硬解码视频输出至电视墙，软解码视频输出至PC机；2.支持数字矩阵控制功能，解码通道和视频输出通道可以完全独立地控制；3.视频输出支持多画面分割，通过视频矩阵控制的配置，可以对电视墙上的任意一台监视显示器进行窗口划分(一台监视显示器的窗口划分数量可以为1、4、9或16)；4.视频矩阵以区域为单位进行视频输出，可对矩阵控制功能进行方便地设置，可根据不同的需求在任意指定窗口的任意一个划分区域设置监看任意一路图像；5.支持图像分组功能，包括预览分组和轮巡分组可将当前的正在预览的图像信息保存为预览分组，也可手动配置预览分组内的图像信息，在启动预览分组时电视墙上显示区域会直接按之前的配置显示分组内的图像。可配置轮巡分组和制定轮巡的规则，使电视墙显示轮巡分组内的图像并按指定的规则进行轮巡。6.支持本地录像文件回放及其控制功能；回放控制包括停止播放，正常播放，暂停播放，继续播放，文件向后跳跃(跳跃时间间隔可设)，文件向前跳跃(跳跃时间间隔可设)，慢放(3级可调)，快放(4级可调)，单帧播放等。
权利要求1.视频矩阵主机，包括作为操作控制平台的计算机控制单元和视频矩阵单元，其特征为所述视频矩阵单元由至少一个数字编/解码单元构成，所述数字编/解码单元包含有DSP 模块，并且通过PCI总线插槽使数字编/解码单元与所述计算机控制单元相连接。
2.如权利要求1所述的视频矩阵主机，其特征为所述的计算机控制单元为PC机。
3.如权利要求1所述的视频矩阵主机，其特征为所述的数字编/解码单元为板卡式结构。
4.如权利要求1所述的视频矩阵主机，其特征为在所述计算机控制单元中设有与主芯片连接的网络适配器。
5.如权利要求1所述的视频矩阵主机，其特征为所述数字编/解码单元具有至少一路输入和至少一路输出。
6.如权利要求5所述的视频矩阵主机，其特征为所述视频矩阵单元由8个数字编/解码单元构成，其中每个数字编/解码单元具有8路输入和4路输出。
7.如权利要求5所述的视频矩阵主机，其特征为所述视频矩阵单元由16个数字编/解码单元构成，其中每个数字编/解码单元具有4路输入和2路输出。
8.如权利要求1至7之一所述的视频矩阵主机，其特征为所述数字编/解码单元还包括输入接口、输出接口、音视频A/D转换器和音视频D/A转换器，其中输入接口通过音视频 A/D转换器与所属数字编/解码单元的DSP模块连接，输出接口通过音视频D/A转换器与所属数字编/解码单元的DSP模块连接。
9.如权利要求8所述的视频矩阵主机，其特征为所述DSP模块型号为TMS320DM642。
专利摘要本实用新型的视频矩阵主机，包括作为操作控制平台的计算机控制单元和视频矩阵单元，其中视频矩阵单元由至少一个数字编/解码单元构成，所述数字编/解码单元包含有DSP模块，并且通过PCI总线插槽使数字编/解码单元与所述计算机控制单元相连接。通过测试表明，本实用新型的视频矩阵主机，能够同时处理数字信号和模拟信号，在实现了音/视频数字化处理的同时，还提高了系统扩展性、可维护性和安全性。并且这种结构的视频矩阵主机能够完全取代模拟矩阵的作用，为监控中心的建设节约大量的成本。
文档编号H04N7/26GK201947371SQ201120009790
公开日2011年8月24日 申请日期2011年1月13日 优先权日2011年1月13日
发明者赵伟 申请人:成都三泰电子实业股份有限公司