专利名称：一种用于标清和高清音视频编解码的控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用于标清和高清音视频编解码的控制装置，尤其是涉及用于高达 1080P(1920x1080)的高清音视频信号的远程直播编码、实时解码的控制装置。
背景技术：
目前，公知的远程观看音视频信号采用的方式有单独光纤作为传输介质的音视频光端机、采用工控机配合音视频采集卡软压缩方式、以及采用纯硬件电路的DSP实现一路音视频采集的编解码器。光端机的实现方式是音视频不用压缩，数字化后直接传输给解码端端，图像质量好但因其需要单独布线施工，且无法利用现有的局域网络系统进行传输；工控机配合音视频采集卡的软压缩方式，技术起点较低但成本较高，因采集卡利用PCI总线与主机相连，受PCI总线带宽影响无法单台采集多路高清视频信号；纯硬件电路的DSP实现一路音视频采集编码、或解码，因受DSP性能性能的问题，无法同时进行高清720P(U80X72 OP)/1080P (1920xl080P)的编码及解码，使用户成本上长升。为了克服现以上三种不同方案的不足，本实用新型采用控制装置来实现1路 1080P60HZ(1920xl080P)的编码、或 1 路 720P60HZ(1280X720P)的同时编解码。
以下结合附图，列表及具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
图1是用于标清和高清音视频编解码的控制装置各个单元构成关系图
实用新型内容本实用新型提供了一种用于标清和高清音视频编解码的控制装置，其特征在于， 包括第一处理器，用于处理标清和高清音视频上层应用，并通过通讯接口和第二处理器相连接；第二处理器，用于运行标清和高清音视频编解码压缩算法，并通过通讯接口和第一处理器相连接；通讯接口，用于连接第一和第二处理器，实现数据和控制命令的交换。此外，根据上述的一种用于标清和高清音视频编解码的控制装置，其特征在于，所述第一处理器包括音视频流化单元，由RTSP编码流化单元、RTSP接收解析单元所组成，RTSP编码流化单元用于将经压缩的音视频信号变成音视频流经网络传送给远程；RTSP接收解析单元用于将远程传输过来的音视频流进行接收并解析，解析完成后的数据传送给多媒体框架进行音视频处理；流媒体应用框架单元，包含一系列的媒体处理单元，实现从简单播放到复杂的音视频处理；
4[0013]达芬奇多媒体应用接口 DMAI，和流媒体应用框架单元相连接，对编码、解码以及来自外部设备的驱动接口进行数据格式的转换和封装，使得不同的外部设备对于第一控制器来说接口都是统一的；编解码引擎单元，与通讯接口相连接，用于调用和运行符合第二处理器执行的算法。内核单元，用于对第一处理器进行存储管理，进程管理，文件系统的管理，设备和驱动程序管理，网络通讯，初始化和第一处理器对设备调用的管理；本地硬盘控制单元，用于对和第一处理器连接的本地硬盘进行控制。另外，根据上述的一种用于标清和高清音视频编解码的控制装置，其特征在于，所述第二处理器包括内核单元，用于对第二处理器内部设备的实施操作进行管理；框架组件单元，用于支持第二处理器运行的算法，分配第二处理器的内存和DMA 资源；编解码压缩算法单元，包含第二处理器可以执行的音视频编解码压缩算法库，以便框架组件单元和内核单元执行调用； 接口单元，用于通过通讯接口和第一处理器的编码引擎单元相连接。其中，第一处理器可以为ARM处理器，第二处理器可以为DSP处理器。第二处理器的框架组件单元运行的算法为DSP算法标准；第一处理其的编解码引擎单元中包含音视频API接口，通过通讯接口和DSP处理器连接。其中，第一处理器中DMAI通过编解码引擎单元中的音视频API接口来调用DSP处理器的编解码算法，通过帧复制将编码底层采集的音视频数据传给上层，通过显示接口将解码的音视频数据传给底层的解码芯片，使本地可以显示出远程的视频图像。其中，第一处理器具有本地硬盘控制单元，其包括查询单元，根据存储开始时间，标签，通道查询存储信息，查询到的存储信息包括开始时间，结束时间，文件大小，存储路径，时间戳，总帧数，文件时间长度，以及文件的完整性，并且能够控制查询存储多媒体应用服务的条数，并保证查询速度不因为标签数量降低很快；断电处理单元，在标清和高清音视频编解码器主机出现故障的情况下(，保证在其重启后所查询的数据不出错；文件分割单元，用于对音视频流进行文件分割；状态控制单元，可以控制存储的开始和停止，并且记录存储的开始时间和结束时间，以及打上相应的时间标签，方便查询单元和多媒体服务器流媒体服务器查询；下载单元，可以使用http下载录制多媒体数据文件，提供支持多路同时下载的功能，并且要求正在下载的时候对直播，存储没有影响，可以支持断点续传；设置下载速度。其中，该标清和高清音视频编解码的控制装置的视频编码解码算法包括H.沈4， H. 263,音频编码解码算法包括高级音频编码AAC，MP3。本控制装置主要应用于会议录播，数字庭审、指挥调度，数字告示，远程教学、远程医疗、视频会议、监控和广播电视在内等需要远程获得高清晰度视频、高保真音频的直播、 点播、录播的应用场合。
具体实施方式
图1为用于标清和高清音视频编解码的控制装置各个单元构成关系图。从图中可以看出，软件主要由运行在DSP上的框架组件、DSP/BI0S内核、编解码压缩算法包、DSP LINK四大单元所组成；以及运行在ARM端的音视频流化单元、流媒体应用框架单元、达芬奇多媒体应用接口、编解码引擎、Linux内核、本地硬盘存储单元六个单元所组成。标清和高清音视频编解码的控制装置各个单元的说明如下音视频流化单元1 此单元主要由RTSP编码流化单元、RTSP接收解析单元所组成。RTSP编码流化单元主要负责将经压缩的音视频信号变成音视频流经网络传送给远程； RTSP接收解析单元主要负责将远程传输过来的音视频流进行接收并解析，解析完成后的音视频数据传递给多媒体框架进行音视频处理。流媒体应用框架2 本设备采用一个开源的多媒体框架库(Streamer作为多媒休应用框架，其作是是利用它可以构建一系列的媒体处理单元，包括从简单的播放功能到复杂的音频(混音)和视频(非线性编辑)的处理。应用程序可以透明的利用解码和过滤技术。开发者可以使用简洁通用的接口来编写一个简单的插件来添加新的解码器或滤镜。达芬奇多媒体应用接口(DMAI)3 =DMAI (Davinci Multimedia Application Interface)达芬奇多媒体应用接口主要是对编码，解码，设备驱动接口进行抽象，使得在不同的设备上他们对于应用程序来讲接口都是统一的，增强了应用程序的可移植性。DMAI同时对编码，解码时的输入输出缓存buffer进行封装。DMAI通过编码引擎(codec engine)的 VISA (Video, Image Speech，Audio) API 调用 DSP 侧编解码算法。通过帧复制(FrameCopy) 将编码底层采集的音视频数据传给上层，通过显示接口将解码的音视频数据传给底层的解码芯片，使本地可以显示出远程的视频图像。编解码引擎(Codec Engine) 4 编解码引擎Codec Engine是连接ARM和DSP或协处理器的桥梁，是介于应用层(ARM侧的应用程序)和信号处理层(DSP侧的算法)之间的软件单元。通过调用Codec Engine的API来调用和运行符合xDAIS的算法。在达芬奇 Davinci软件中，符合xDAIS (DSP算法标准)的音视频编解码算法(即xDM算法)的调用是通过Codec Engine的VISA API完成的。Codec Engine通过这套API为算法的执行提供了一个标准的软件架构和接口。Linux内核(Linux Kernal) 5 =Linux的术语中被称为“内核”，也可以称为“核心”。 Linux内核的主要单元(或组件)分以下几个部分存储管理、CPU和进程管理、文件系统、 设备管理和驱动、网络通信，以及系统的初始化(引导)、系统调用等。操作系统是一个用来和硬件打交道并为用户程序提供一个有限服务集的低级支撑软件。本地硬盘存储单元6 此单元主要由下载单元、查询单元、断电处理单元、状态控制单元、文件分割单元共五个单元所组成，每个单元功能为标清/高清音视频编解码器主机具有查询单元，可以查询存储信息。标清/高清音视频编解码器主机查询单元根据存储开始时间，标签，通道查询存储信息，查询到的存储信息包括开始时间，结束时间，文件大小，存储路径，时间戳pts，总帧数，文件时间长度， 以及文件的完整性，并且能够控制查询存储多媒体应用服务的条数，并保证查询速度不因为标签数量降低很快。[0042]标清/高清音视频编解码器主机还具有断电处理单元，在标清/高清音视频编解码器主机出现故障的情况下(例如标清/高清音视频编解码器主机断电时)，保证在其重起以后所查询的数据不出错。断电处理单元支持多个开始多个结束功能；如果多次开始，仅仅记录第一次开始时间标签的时间，以后开始的时间标签忽略，直到结束。如果多次结束， 仅仅记录第一次结束时间标签的时间，以后结束的时间标签忽略，直到开始；从而保证流媒体服务器查询标清/高清音视频编解码器主机是时间标签的完整性。标清/高清音视频编解码器主机还具有文件分割单元，用于对音视频流进行文件分割；标清/高清音视频编解码器主机还具有状态控制单元，可以控制存储的开始和停止； 并且记录存储的开始时间和结束时间，以及打上相应的时间标签，方便查询单元和多媒体服务器流媒体服务器查询。此外标清/高清音视频编解码器主机控制单元可以控制硬盘覆盖；并且可以根据预定时间和或覆盖阀值对文件进行循环覆盖或清除；控制单元还可以实现存储信息删除，即能够删除指定文件和目录；而且根据存储开始时间，标签，通道删除存储信息。能够获取硬盘的挂载状态，总空间，使用空间，剩余空间。标清/高清音视频编解码器主机还具有下载单元，可以使用http下载录制多媒体数据文件，提供支持4路同时下载的功能，并且要求正在下载的时候对直播，存储没有影响，可以支持断点续传；设置下载速度。框架组件(Framework Components) 7 主要是用来支持DSP端算法开发的一些单元，能够管理符合xDAIS标准的算法单元，分配内存和DMA资源。这些单元是被编解码引擎来使用的，但如果有必要在DSP端程序也可以使用它们。负责DSP侧的内存(memory和直接内存访问DMA资源管理。DSP/BI0S视频8 是TI提供的DSP实时操作系统。DSP/BI0S是一个可升级的实时DSP内核，不包含相应的图形分析工具。DSP链接(DSP Link) 9 是实现ARM和DSP之间通信的底层软件，Codec Engine就是建立在这个底层软件之上。编解码压缩算法包10 所有音视频编码、解码算法库的集合。视频编码解码算法包括H. 264, H. 263 ；音频编码解码算法包括高级音频编码AAC (Advanced Audio Coding)， MP3(MPEG Audio Layer 3)。
权利要求1.一种用于标清和高清音视频编解码的控制装置，其特征在于，包括第一处理器，用于处理标清和高清音视频上层应用，并通过通讯接口和第二处理器相连接；第二处理器，用于运行标清和高清音视频编解码压缩算法，并通过通讯接口和第一处理器相连接；通讯接口，用于连接第一和第二处理器，实现数据和控制命令的交换。
2.根据权利要求1所述的一种用于标清和高清音视频编解码的控制装置，其特征在于，所述第一处理器包括音视频流化单元，由RTSP编码流化单元、RTSP接收解析单元所组成，RTSP编码流化单元用于将经压缩的音视频信号变成音视频流经网络传送给远程；RTSP接收解析单元用于将远程传输过来的音视频流进行接收并解析，解析完成后的数据传送给多媒体框架进行音视频处理；流媒体应用框架单元，包含一系列的媒体处理单元，实现从简单播放到复杂的音视频处理；达芬奇多媒体应用接口 DMAI，和流媒体应用框架单元相连接，对编码、解码以及来自外部设备的驱动接口进行数据格式的转换和封装，使得不同的外部设备对于第一控制器来说接口都是统一的；编解码引擎单元，与通讯接口相连接，用于调用和运行符合第二处理器执行的算法。内核单元，用于对第一处理器进行存储管理，进程管理，文件系统的管理，设备和驱动程序管理，网络通讯，初始化和第一处理器对设备调用的管理；本地硬盘控制单元，用于对和第一处理器连接的本地硬盘进行控制。
3.根据权利要求2所述的一种用于标清和高清音视频编解码的控制装置，其特征在于，所述第二处理器包括内核单元，用于对第二处理器内部设备的实施操作进行管理；框架组件单元，用于支持第二处理器运行的算法，分配第二处理器的内存和DMA资源；编解码压缩算法单元，包含第二处理器可以执行的音视频编解码压缩算法库，以便框架组件单元和内核单元执行调用；接口单元，用于通过通讯接口和第一处理器的编码引擎单元相连接。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种用于标清和高清音视频编解码的控制装置， 其特征在于，所述第一处理器为ARM处理器，第二处理其为DSP处理器。
5.根据权利要求4所述的一种用于标清和高清音视频编解码的控制装置，其特征在于，所述第二处理器的框架组件单元运行的算法为DSP算法标准；所述第一处理其的编解码引擎单元中包含音视频API接口，通过通讯接口和DSP处理器连接。
6.根据权利要求5所述的一种用于标清和高清音视频编解码的控制装置，其特征在于，所述第一处理器中DMAI通过编解码引擎单元中的音视频API接口来调用DSP处理器的编解码算法，通过帧复制将编码底层采集的音视频数据传给上层，通过显示接口将解码的音视频数据传给底层的解码芯片，使本地可以显示出远程的视频图像。
7.根据权利要求6所述的一种用于标清和高清音视频编解码的控制装置，其特征在于，所述第一处理器中的本地硬盘控制单元包括查询单元，根据存储开始时间，标签，通道查询存储信息，查询到的存储信息包括开始时间，结束时间，文件大小，存储路径，时间戳，总帧数，文件时间长度，以及文件的完整性， 并且能够控制查询存储多媒体应用服务的条数，并保证查询速度不因为标签数量降低很快；断电处理单元，在标清和高清音视频编解码器主机出现故障的情况下，保证在其重启后所查询的数据不出错；文件分割单元，用于对音视频流进行文件分割；状态控制单元，可以控制存储的开始和停止，并且记录存储的开始时间和结束时间，以及打上相应的时间标签，方便查询单元和多媒体服务器流媒体服务器查询；下载单元，可以使用http下载录制多媒体数据文件，提供支持多路同时下载的功能， 并且要求正在下载的时候对直播，存储没有影响，可以支持断点续传；设置下载速度。
8.根据权利要求7所述的一种用于标清和高清音视频编解码的控制装置，其特征在于，所述视频编码解码算法包括H. 264, H. 263,音频编码解码算法包括高级音频编码AAC， MP3。
专利摘要用于标清和高清音视频编解码的控制装置主要由运行在ARM端的音视频流化单元、流媒体应用框架、达芬奇多媒体应用接口、编解码引擎、Linux内核、本地硬盘存储单元六个单元所组成；以及运行在DSP端上的框架组件、DSP/BIO内核、编解码压缩算法包、DSP链接四大单元所组成。该控制装置采用了硬件双核DSP+ARM作为核心处理器，使编解码性能高达1080P60HZ的采集编码能力、或同时实现720P60HZ(1280X720P)的编解码同时工作。该控制装置还采用最先进的H.264视频算法，使占用网络带宽低，延时小等优点，布线施工也大幅度的降低。
文档编号H04N7/26GK202210851SQ201120037088
公开日2012年5月2日 申请日期2011年2月12日 优先权日2011年2月12日
发明者刘卫国, 段克, 王伟鸿, 蒋国兴, 谢泳江, 黄伟 申请人:北京华夏电通科技股份有限公司