专利名称：一种支持任意视频输入输出的非对称高清视频矩阵的制作方法
技术领域：
本发明涉及视频信号处理领域，特别是涉及一种支持任意视频输入输出的非对称高清视频矩阵。
背景技术：
视频矩阵主要用于前端视频源和后端显示设备之间的相互切换，伴随着视频从模拟到数字，从标清到高清的不断发展，视频矩阵也经历了模拟矩阵到数字矩阵，标清矩阵到高清矩阵的逐步演变过程，发展至今，高清视频矩阵已经逐步替换了传统的模拟标清矩阵。一台视频矩阵主要由输入部分，输出部分，核心切换部分，控制部分以及电源部分几个部分组成。
目前已有的视频矩阵主要可分为模拟矩阵、高清视频矩阵、混合矩阵、混插矩阵等几种，目前最常用的是混合矩阵，混合矩阵同样由输入部分，输出部分，核心切换部分，控制部分以及电源部分几个部分组成，输入部分支持模拟和数字，标清和高清的视频混合输入，输出支持数字高清视频输出。混合矩阵都是采用对称的输入输出，即输入和输出的路数相等，一般只有4路输入4路输出，8路输入8路输出，16路输入16输出，32路输入32路输出等几种规格。混合矩阵采用各种视频接口直接输入和输出。
现有的混合矩阵支持混合信号输入，但是只能支持数字高清信号输出，因此从严格意义上讲不算是真正的混合矩阵，其缺点是输出信号只有数字高清信号，无法和模拟标清的显示设备兼容；混合矩阵采用对称的输入输出，在现场应用中绝大部分输入和输出路数不相等，比如现场需要7路输入和9路输出，只能选择16路输入和16路规格的混合矩阵，非常浪费资源；混合矩阵采用各种视频接口直接输入和输出，视频信号的传输距离非常有限，尤其是HDMI和DVI信号传输距离不到10米，如果现场应用中信号源和显示设备之前的距离超过10米，则需要增加视频信号的延长器，增加了系统的成本和复杂程度。
总之，目前的视频矩阵无法做到真正的支持混合信号输入和混合信号输出的非对称混合矩阵。
因而，目前需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是:如何找到一种新型的视频矩阵，能够真正的做到支持混合信号输入和混合信号输出的非对称混合矩阵。发明内容
本发明所要解决的一个技术问题是提供一种支持任意视频输入输出的非对称高清视频矩阵，该矩阵能够真正的做到支持混合信号输入和混合信号输出的非对称混合矩阵。
为了解决上述问题，本 发明公开了一种支持任意视频输入输出的非对称高清视频矩阵，包括视频输入输出装置、视频切换装置、触摸屏控制装置、冗余电源装置和外部RS232控制装置兼LAN控制装置；所述视频输入输出装置通过线缆与所述视频切换装置相连；所述触摸屏控制装置通过线缆与所述视频切换装置相连；所述外部RS232控制装置兼LAN控制装置通过线缆与所述视频切换装置相连；所述冗余电源装置通过所述线缆与所述视频切换装置相连。
优选的，所述视频输入输出装置的接口形式包括RJ45接口，所述RJ45接口支持的视频信号的格式包括CVBS视频信号、YPBPR视频信号、VGA视频信号、DVI视频信号、HDMI视频信号、SDI视频信号、模拟音频信号和数字音频信号。
优选的，所述视频切换装置的芯片能够依据客户的需求自定义输入输出的路数和输入输出的端口。
优选的，所述视频切换装置的编解码芯片支持的编解码的格式包括双路H.264协议编解码和无损编解码。
优选的，所述编解码的延时时间的范围为O—20ms。
优选的，所述编解码芯片外挂2个DDR2，一个编解码芯片能够支持6路输入信号的编解码或6路输出信号的编解码。
优选的，所述冗余电源装置包括冗余电源备份单元。
优选的，若任一路的电源出现故障，所述冗余电源备份单元作为备用电源开始启动。
优选的，还包括:
通过Iinux嵌入式操作系统对视频信号进行编码和解码，获得视频信号的编码信号和视频信号的解码信号。
与现有技术相比，本发明具有以下优点:
1、本发明的视频矩阵支持混合信号输入，支持混合信号输出，是真正意义上的混合矩阵；兼容性强，兼容所有的信号源和显示设备。
2、本发明的视频矩阵属于非对称矩阵，可以根据现场需求任意变更输入和输出路数，即一个24路的本发明矩阵，可以组成I路输入，23路输出矩阵；也可以组成12路输入，12路输出矩阵；也可以组成23路输入，I路输出矩阵；该矩阵的输入输出路数最大化利用，降低了成本。
3、本发明的视频矩阵支持各种视频信号的120米距离传输，传输介质采用常见的网口，120米基本上能满足用户对距离使用的需求。
4、本发明的视频矩阵降低系统的复杂程度，降低系统采购成本和后期维护成本。
综上所述，本发明的视频矩阵解决了目前混合矩阵存在的对称矩阵的缺陷，能够兼容所有信号源和显示设备，同时节省系统成本和降低系统复杂程度。
总之，本发明提供了提供一种支持任意视频输入输出的非对称高清视频矩阵，该矩阵能够真正的做到支持混合信号输入和混合信号输出的非对称混合矩阵。
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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是本发明一 种支持任意视频输入输出的非对称高清视频矩阵实施例1的结构示意其中，1、视频输入输出装置2、视频切换装置；3、触摸屏控制装置；4、冗余电源装置；5、外部RS232控制和LAN控制装置；6、线缆；
图2是本发明一种支持任意视频输入输出的非对称高清视频矩阵实施例2的结构示意图3是本发明中矩阵工作模式的示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种支持任意视频输入输出的非对称高清视频矩阵，该矩阵能够真正的做到支持混合信号输入和混合信号输出的非对称混合矩阵。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的核心思想之一是提供了一种支持任意视频输入输出的非对称高清视频矩阵，包括视频输入输出装置、视频切换装置、触摸屏控制装置、冗余电源装置和外部RS232控制装置兼LAN控制装置；所述视频输入输出装置通过线缆与所述视频切换装置相连；所述触摸屏控制装置通过线缆与所述视频切换装置相连；所述外部RS232控制装置兼LAN控制装置通过线缆与所述视频切换装置相连；所述冗余电源装置通过所述线缆与所述视频切换装置相连；该矩阵能够真正的做到支持混合信号输入和混合信号输出的非对称混合矩阵。
为了使本领域的普通技术人员更好地理解本发明，下面详细介绍如下专业术语，具体如下所述:
高清视频:高清视频指的是高清晰度的视频，清晰度可以达到1080p分辨率和60hz刷新率，高清视频接口有HDMI (高清晰度多媒体接口)，DVI (数字视频接口)以及SDI (数字串行接口)等。
矩阵:矩阵原本指的是一个纵横排列的二维数据，在视频系统中矩阵具体指的是负责前段视频源和后端显示设备相互切换的设备。
混合矩阵:支持混合视频输入和输出的矩阵。
HDM1:高清晰度多媒体接口。
YPBPR:色差分量信号，将亮度和色彩分离。
VGA:视频图像阵列，是一种模拟视频信号接口，主要用于电脑和显示器之间的连接。
CVBS:复合视频信号，是一种模拟视频信号接口。
DV1:数字视频接口。
SD1:串行数字接口。
H.264:高度压缩数字 视频编解码标准。
DDR2:电子设备工程联合委员会开发的新生代内存技术标准。
Linx-Net:高清晰度多媒体信号编解码算法协议，可对高清晰度多媒体信号进行无损编解码。
HDCP:高带宽内容保护协议，主要应用于高清晰度多媒体接口。
FPGA:现场可编程门阵列。
参照图1，示出了本发明一种支持任意视频输入输出的非对称高清视频矩阵实施例I的结构示意图，具体可以包括:
一种支持任意视频输入输出的非对称高清视频矩阵，包括视频输入输出装置1、视频切换装置2、触摸屏控制装置3、冗余电源装置4和外部RS232控制装置兼LAN控制装置5 ;所述视频输入输出装置I通过线缆6与所述视频切换装置2相连；所述触摸屏控制装置3、所述外部RS232控制和LAN控制装置5和所述视频切换装置2通过线缆6与相连；所述冗余电源装置4、所述外部RS232控制装置兼LAN控制装置5通过线缆6与所述视频切换装置2相连。所述视频输入输出装置I的接口形式包括RJ45接口，所述RJ45接口支持的视频信号的格式包括CVBS视频信号、YPBPR视频信号、VGA视频信号、DVI视频信号、HDMI视频信号、SDI视频信号、模拟音频信号和数字音频信号。所述视频切换装置2的芯片能够依据客户的需求自定义输入输出的路数和输入输出的端口。所述视频切换装置2的编解码芯片支持的编解码的格式包括双路H.264协议编解码和无损编解码。所述编解码的延时时间的范围为O——20ms。所述编解码芯片外挂2个DDR2，一个编解码芯片能够支持6路输入信号的编解码或6路输出信号的编解码。所述冗余电源装置包括冗余电源备份单元。若任一路的电源出现故障，所述冗余电源备份单元作为备用电源开始启动。通过Iinux嵌入式操作系统对视频信号进行编码和解码，获得视频信号的编码信号和视频信号的解码信号。
下面通过具体的实施例和附图，对本发明的技术方案进行进一步的说明。
参照图2，示出了本发明一种HDMI和控制信号超级单网线延长器实施例2的结构示意图，具体可以包括:
在图2中，视频源和发射端通过电缆连接，通常情况下，视频源是一个DVD播放机，HD DVD播放器，蓝光DVD播放器，有线电视机顶盒，卫星电视机顶盒或电脑，视频源的信号有HDMI信号，YPBPR信号，VGA信号和CVBS信号。视频源的输出端口与本发明的发射端的输入端口配备适当的电缆。通常情况下，适当的电缆是一根HDMI电缆、YPBPR电缆、VGA电缆和CVBS电缆。
发射端将视频源的信号包括HDMI，YPBPR, VGA和CVBS信号转换成为标准的Linx-Net协议信号，通过网口输出到本发明的高清视频矩阵，发射端和本发明的高清视频矩阵之间通过标准的网线连接。接收端将标准的Linx-Net协议信号还原成为视频信号，如HDMI，YPBPR，VGA和CVBS信号。接收端和本发明的高清视频矩阵通过网线连接。接收端和显示器通过适当的电缆连接，通常情况下，适当的电缆是一根HDMI电缆、YPBPR电缆、VGA电缆和CVBS电缆。
显示器是为了显示应用的内容，如视频。通常情况下，显示器是一个高清晰度电视，包括液晶电视，等离子电视，DLP电视，或者电脑显示器，包括液晶显示器和其他平板显示器，同时也包含高清晰度的投影仪和投影机。
本发明的高清视频矩阵 可以支持多路发射端和多路接收端同时连接，并进行切换。
参照图3，示出了本发明中矩阵工作模式的示意图。
在图3中，1、编解码芯片；2、CVBS、YPBPR、VGA、DV1、HDM1、SD1、音频信号输入输出；3、DDR ;4、切换芯片；5、主控装置。
从图3中，可以看出本发明中矩阵工作模式，具体如下所述:
矩阵的切换芯片采用国外某大型芯片公司的切换芯片，支持输入输出的带宽高达6.25Gbps,输入输出切换的时间小于100ms,而且支持输入输出路数的自定义,任意端口均可被定义成输入或者输出。矩阵的编解码芯片同样采用国外大型芯片公司的芯片，支持双路H.264协议编解码，支持无损编解码，编解码的效率可以高达业界平均水平的4倍以上。编解码的延时可以控制在20ms以内，编解码芯片外挂2个DDR2，一个编解码芯片可以支持六路输入或者输出信号的编解码。所有视频通过视频输入输出部分连接到切换部分的编解码芯片，系统会自动判断和视频输入输出部分连接的是输入还是输出信号，如果是输入信号，则将该信号解码，反之则进行编码。输入信号经过编解码芯片解码之后输入到切换芯片中进行切换，或者是从切换芯片输出的信号输入到编解码芯片进行编码，然后通过视频输入输出部分输出。
本发明的矩阵采用免费的Iinux嵌入式操作系统进行信号的编解码，真正实现视频信号的无损编解码，可以达到非常高清的图像效果，同时切换芯片可以任意配置，因此实现了一种非对称的全新矩阵。本发明的矩阵的输入输出部分采用RJ45接口作为视频的输入输出接口，支持CVBS、YPBPR、VGA、DV1、HDM1、SDI等视频信号的输入输出，同时支持模拟音频和数字音频的输入输出。
本发明的矩阵采用全高清真彩3.5英寸触摸屏进行控制，可以实现输入输出的任意配置，矩阵的任意切换，支持11种场景的保存和调用，同时能实时查看当前矩阵的具体配置状态。
本发明的矩阵支持冗余电源备份，支持7——24小时使用，任意一路电源出现故障矩阵会无缝的自动切换到备份电源，支持电源的热插拔更换。
本发明所提供的一种支持任意视频输入输出的非对称高清视频矩阵实现了真正的支持混合信号输入和混合信号输出的非对称混合矩阵，该非对称混合矩阵可以支持120米范围内的传输距离。
总之，本发明提供了一种支持任意视频输入输出的非对称高清视频矩阵，该矩阵能够真正的做到支持混合信号输入和混合信号输出的非对称混合矩阵。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于系统实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上对本发明所提供的一种支持任意视频输入输出的非对称高清视频矩阵进行了详细介绍，本文中应用了具体 个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1.一种支持任意视频输入输出的非对称高清视频矩阵，其特征在于，包括视频输入输出装置、视频切换装置、触摸屏控制装置、冗余电源装置和外部RS232控制装置兼LAN控制装置；所述视频输入输出装置通过线缆与所述视频切换装置相连；所述触摸屏控制装置通过线缆与所述视频切换装置相连；所述外部RS232控制装置兼LAN控制装置通过线缆与所述视频切换装置相连；所述冗余电源装置通过所述线缆与所述视频切换装置相连。
2.根据权利要求1所述的支持任意视频输入输出的非对称高清视频矩阵，其特征在于: 所述视频输入输出装置的接口形式包括RJ45接口，所述RJ45接口支持的视频信号的格式包括CVBS视频信号、YPBPR视频信号、VGA视频信号、DVI视频信号、HDMI视频信号、SDI视频信号、模拟音频信号和数字音频信号。
3.根据权利要求1所述的支持任意视频输入输出的非对称高清视频矩阵，其特征在于: 所述视频切换装置的芯片能够依据客户的需求自定义输入输出的路数和输入输出的端口。
4.根据权利要求3所述的支持任意视频输入输出的非对称高清视频矩阵，其特征在于: 所述视频切换装置的编解码芯片支持的编解码的格式包括双路H.264协议编解码和无损编解码。
5.根据权利要求4所述的支持任意视频输入输出的非对称高清视频矩阵，其特征在于: 所述编解码的延时时间的范围为O—20ms。
6.根据权利要求4所述的支持任意视频输入输出的非对称高清视频矩阵，其特征在于: 所述编解码芯片外挂2个DDR2，一个编解码芯片能够支持6路输入信号的编解码或6路输出信号的编解码。
7.根据权利要求1所述的支持任意视频输入输出的非对称高清视频矩阵，其特征在于: 所述冗余电源装置包括冗余电源备份单元。
8.根据权利要 求7所述的支持任意视频输入输出的非对称高清视频矩阵，其特征在于: 若任一路的电源出现故障，所述冗余电源备份单元作为备用电源开始启动。
9.根据权利要求1所述的支持任意视频输入输出的非对称高清视频矩阵，其特征在于，还包括: 通过Iinux嵌入式操作系统对视频信号进行编码和解码，获得视频信号的编码信号和视频信号的解码信号。
全文摘要
本发明提供了一种支持任意视频输入输出的非对称高清视频矩阵，包括视频输入输出装置、视频切换装置、触摸屏控制装置、冗余电源装置和外部RS232控制装置兼LAN控制装置；所述视频输入输出装置通过线缆与所述视频切换装置相连；所述触摸屏控制装置通过线缆与所述视频切换装置相连；所述外部RS232控制装置兼LAN控制装置通过线缆与所述视频切换装置相连；所述冗余电源装置通过所述线缆与所述视频切换装置相连；该矩阵能够真正的做到支持混合信号输入和混合信号输出的非对称混合矩阵。
文档编号H04N7/015GK103220472SQ20121001897
公开日2013年7月24日 申请日期2012年1月20日 优先权日2012年1月20日
发明者赵昱 申请人:北京凯新创达科技发展有限公司