本发明涉及无线通信技术领域，特别是无线通信领域中的视频传输技术领域，具体为一种3D视频无线传输系统。
背景技术：
3D摄像机输出的两路高清数字视频信号是通过不同的角度拍摄的标准2D视频流，每路数据速率高达2.5Gbps，在摄像机侧是通过两个独立的HD-SDI接口同步输出，由专用的视频电缆传输到远端的非线性编辑系统进行存储、编辑处理和播出。在实际应用中，现场拍摄地和后台接收处理系统之间的距离比较远，通过有线的视频电缆直接传输最大仅能达到200米左右，更远距离的传输只能通过光纤传输。
有线的电缆和光纤传输，在实际使用中存在两个主要问题。第一，在拍摄现场，人员比较多，有线传输线路容易损坏出现故障。第二，拍摄角度的需要，3D摄像机需要经常变化位置，有线传输方式使用上很不方便。
因此，3D现场拍摄时，需要一种无线传输装置，直接将3D摄像机的高清视频信号传输到远端的接收设备中，以替代现有的有线传输方式。目前市场上基于3D视频的无线传输设备很少，基本都采用WIFI技术，因3D视频的高清信号码率很高，普通的WIFI技术传输距离比较短短，一般都不能超过50米的传输距离。
技术实现要素：
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种3D视频无线传输系统，用于解决现有技术中法通过无线方式传输3D高清视频信号距离短、传输不方便的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种3D视频无线传输系统，所述3D视频无线传输系统包括：通过无线信号连接的3D视频流无线发送装置和3D视频流无线接收装置；所述3D视频流无线发送装置包括用于对3D视频流进行同步处理的3D视频流同步单元；所述无线信号的频段为5.8G的ISM频段。
作为本发明的一种优选方案，所述3D视频流无线发送装置包括：视频编码单元，与所述3D视频流同步单元相连，用于对经过同步处理的3D视频流进行编码；第一无线传输单元，用于发送编码后的3D视频流；第一显示输入单元，用于提供显示和输入；第一核心控制单元，分别与所述3D视频流同步单元、所述视频编码单元、第一无线传输单元以及第一显示 输入单元相连，用于对上述各单元进行控制；第一电源管理单元，分别与所述3D视频流同步单元、所述视频编码单元、第一无线传输单元、第一显示输入单元以及所述第一核心控制单元相连用于为上述各单元提供电源。
作为本发明的一种优选方案，所述3D视频流无线接收装置包括：第二无线传输单元，与所述第一无线传输单元相连，用于接收所述第一无线传输单元发送的3D视频流；视频解码单元，与所述第二无线传输单元相连，用于对接收到的3D视频流进行解码；第二显示输入单元，用于提供显示和输入；第二核心控制单元，分别与所述视频解码单元、第二无线传输单元以及第二显示输入单元相连，用于对上述各单元进行控制；第二电源管理单元，分别与所述视频解码单元、第二无线传输单元、第二显示输入单元以及所述第二核心控制单元相连用于为上述各单元提供电源。
作为本发明的一种优选方案，所述3D视频流同步单元的输入接口包括两个HD-SDI接口。
作为本发明的一种优选方案，所述视频编码单元和所述第一核心控制单元以及所述视频解码单元与所述第二核心控制单元之间均通过PCI-Express接口进行连接。
作为本发明的一种优选方案，所述视频解码单元的输出接口为一个HDMI接口。
作为本发明的一种优选方案，所述第一显示输入单元中和所述第二显示输入单元中均采用触摸TFT-LCD显示屏。
作为本发明的一种优选方案，所述第一核心控制单元中和所述第二核心控制单元中均装载有嵌入式操作系统。
作为本发明的一种优选方案，所述第一无线传输单元和所述第一核心控制单元之间、所述第二无线传输单元和所述第二核心控制单元之间均通过网络接口连接。
作为本发明的一种优选方案，所述第一电源管理单元和所述第二电源管理单元均采用锂电池进行供电。
如上所述，本发明的一种3D视频无线传输系统，具有以下有益效果：
1、在本发明中，可以通过无线信号连接的3D视频流无线发送装置和3D视频流无线接收装置，所述无线信号的频段为5.8G的ISM频段，实现通过无线方式传输3D高清视频信号，而且本发明采用电池供电，便于在体育场馆、野外现场等环境进行3D视频节目直播传输。
2、本发明具有较强的通用性和实用性。
附图说明
图1显示为本发明的一种3D视频无线传输系统的结构示意图。
元件标号说明
1 3D视频无线传输系统
11 3D视频流无线发送装置
111 3D视频流同步单元
112 视频编码单元
113 第一核心控制单元
114 第一无线传输单元
115 第一显示输入单元
116 第一电源管理单元
12 3D视频流无线接收装置
121 第二无线传输单元
122 第二核心控制单元
123 视频解码单元
124 第二显示输入单元
125 第二电源管理单元
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
本发明的目的在于提供一种3D视频无线传输系统，用于解决现有技术中法通过无线方式传输3D高清视频信号距离短、传输不方便的问题。以下将详细阐述本发明的一种3D视频无线传输系统的原理及实施方式，使本领域技术人员不需要创造性劳动即可理解本发明的一种3D视频无线传输系统。
本实施例提供提供一种3D视频无线传输系统，如图1所示，3D视频无线传输系统1包括：通过无线信号连接的3D视频流无线发送装置11和3D视频流无线接收装置12，所述无线信号的频段为5.8G的ISM频段。所述3D视频无线传输系统1的主要应用特点为：3D视频流无线发送装置11接收3D摄像机的高清视频流，通过同步、编码压缩后，通过无线方式发送到远端的3D视频流无线接收装置12，在3D视频流无线接收装置12中，通过视频解码 恢复原始的3D视频流给相应的视频编辑输入系统使用。3D视频流无线发送装置11和3D视频流无线接收装置12采用模块化设计，部分功能单元硬件设计相同。
具体地，所述3D视频流无线发送装置11包括3D视频流同步单元111、视频编码单元112、第一无线传输单元114、第一显示输入单元115、第一核心控制单元113以及第一电源管理单元116。
3D视频流同步单元111用于对3D视频流进行同步处理；所述3D视频流同步单元111的输入接口包括两个HD-SDI接口(High Definition Serial Digital Interface高清串行数字接口)。
在本实施例中，3D视频流同步单元111采用高性能的大规模集成电路FPGA(可编程逻辑阵列)为核心处理芯片，FPGA的信号选择Xilinx公司的Spartan6系列芯片，型号为XC6SLX100T，外接DDR2存储器缓存视频流数据，DDR2芯片选用Micron公司的1Gbit容量的MT47H64M16NF-25E芯片，高清视频输入接口芯片采用Semtech公司的性能优越的GS1674芯片，该芯片支持多速率的HD-SDI接口，并提供高速信号的接收均衡功能，保证长线连接时的接收信号质量，高清视频的输出接口芯片采用Semtech公司的GS1578A芯片，芯片支持HD-SDI的的长线驱动，有效保证了信号的长线传输，2路高清输入信号，在FPGA内部通过复杂的逻辑编程和算法实现2路高清的同步处理，并将2路高清信号采用左右组合拼接的方式(side-by-side)进行合路集成为一路高清信号输出，给视频编码单元112。HD-SDI的物理电气接口采用75欧姆的BNC连接器，方便单元之间的互联。
视频编码单元112与所述3D视频流同步单元111相连，用于对经过同步处理的3D视频流进行编码；视频编码单元112由TI的DaVinci DSP芯片实现，芯片外接DDR3存储器芯片实现数据缓存处理。DSP芯片通过HD-SDI接口芯片与3D视频视频流同步单元连接。经同步处理的3D视频流，在编码模块中进行编码处理，视频编码支持H.264编码和无损编码。
视频编码单元112采用TI公司的最新的多媒体处理芯片TMS320DM8168为处理芯片；外接4片DDR3存储器实现视频数据的缓存处理，芯片选用Micron公司的1Gbit容量的MT41J128M8JP-125芯片，视频编码单元112的DDR3总容量为512MB，满足3D高清视频数据的缓存编码需求；DM8168芯片的boot程序保存在外部的SPI接口的flash中，boot成功后，程序版本通过PCIe接口加载到DDR3的内存中，实现视频编码单元112的快速运行，SPI Flash选用Winbond公司的W25X25芯片实现；高清视频的输入接口芯片选用Semtech公司的GV7601芯片实现。
第一无线传输单元114用于发送编码后的3D视频流；具体地，第一无线传输单元114采用高通公司的高性能无线处理器芯片实现，可以选择安装不同增益的全向天线或定向天线， 根据不同的场景满足相应的需求，无线传输单元与核心控制单元之间通过网口连接，采用POE供电，无需独立的外接电源。
具体地，在本实施例中，第一无线传输单元114的核心处理器芯片采用高通的AR7240芯片，该芯片采用主频400MHz的MIP 24K为内核，集成了以太网交换功能，外接DDR芯片和SPI Flash程序存储芯片，通过PCIe接口与射频处理芯片AR9280连接，射频处理芯片AR9280通过RF电路和外部天线连接，进行无线数据的收发传输。RF电路主要包括功率放大器、低噪声接收放大器和RF匹配网络。
第一显示输入单元115用于提供显示和输入；所述第一显示输入单元115中采用触摸TFT-LCD显示屏，具体地，显示部分采用低功耗的LED背光TFT-LCD 7吋显示屏，与核心控制单元之间采用LVDS接口连接，输入部分采用工业级的电阻触摸屏，通过USB接口与核心控制单元实现输入交互。
具体地，所述第一显示输入单元115中显示屏采用7吋1024*600分辨率的真彩色TFT-LCD显示屏，与第一核心控制单元113之间采用标准的LVDS接口，显示屏采用低功耗的LED背光设计，LED背光受软件控制，在设定的时间内屏幕没有输入和输出操作，可自动关闭背光以节省电能。输入部分采用工业级的4线电阻触摸屏设计，可以在低温高湿环境下可靠工作，触摸屏的硬件驱动接口为USB接口，通过软件实现触摸识别的输入功能。
第一核心控制单元113分别与所述3D视频流同步单元111、所述视频编码单元112、第一无线传输单元114以及第一显示输入单元115相连，用于对上述各单元进行控制；所述第一核心控制单元113中装载有嵌入式操作系统，例如，嵌入式WindowsXP操作系统，通过不同的应用程序，管理相关模块。所述视频编码单元112和所述第一核心控制单元113之间通过PCI-Express接口进行连接。
第一核心控制单元113由满足COM-E标准的控制模块实现，模块的处理器采用x86兼容型CPU。第一核心控制单元113设计实现了7个PCIE接口，8个USB接口，1个网络接口用于和外部单元模块的互联。
第一核心控制单元113使用x86兼容的CPU模块设计，与视频编码单元112之间通过PCI-Express(Peripheral Component Interconnect-Express，高速外部组件互联接口)接口连接。
所述第一无线传输单元114和所述第一核心控制单元113之间通过网络接口连接，具体地，通过100M的网络接口连接。无线模块的电源采用POE(Power Over Ethernet，以太网供电)方式供电。
具体地，第一核心控制单元113采用满足COM Express 2.0标准的计算机模块，模块支持 7个PCIEx1接口进行各种功能的扩展，1个千兆网络接口，8个USB2.0接口，4个USB3.0接口，两个LVDS显示接口，4个SATA硬盘接口，2个RS232/RS422接口，CPU根据需要选择Intel的i3，i5，i7系列多核处理器，DDR内存条设计在模块上，支持2个204引脚的SODIMM插槽，最大支持最大16GB的内存，第一核心控制单元113的模块选择研华公司的工业级COM Express 2.0模块SOM-5892，通过高速连接器通过底板与其它功能单元互联，第一核心控制单元113的硬盘设备采用高可靠、工业级，低功耗的SATA接口DOM(disk On Module)电子硬盘，容量64GB，支持加密功能，防止非法拷贝。3D视频的无线传输发送装置的核心控制单元CPU选择2核的i3-3127UE低功耗处理器，整体功耗17W。
第一电源管理单元116分别与所述3D视频流同步单元111、所述视频编码单元112、第一无线传输单元114、第一显示输入单元115以及所述第一核心控制单元113相连用于为上述各单元提供电源。第一电源管理单元116通过独立的处理器管理控制，实现对各个单元的供电。第一电源管理单元116支持3路独立的电源输入，按不同的优先级给系统供电。
所述第一电源管理单元116采用锂电池进行供电。具体地，所述第一电源管理单元116由MSP430微处理器控制其它单元的上电，电源的输入提供3路冗余电源，分别是外部电源适配器电源供电，外部备用电池供电和内置电池供电，3路电源采用优先级供电方式，当3路电源同时存在时，电源适配器的优先级最高，外部电池优先级次之，内部电池优先级最低。
更进一步地，所述第一电源管理单元116由微功耗处理器MSP430F1232芯片和电源优先级控制芯片LTC4417组成，LTC4417芯片实现3路电源的输入控制，可以实现外接电源适配器供电、外接电池供电和内部电池供电之间按预定的优先级给设备供电，电源适配器的优先级最高，外接电池优先级次之，内部电池优先级最低，当三路电源同时存在时，由优先级最高的电源给设备供电，这样可以保证设备在电池供电时的最大工作时间，两个背靠背的连接PMOS管，实现电源的防反接和电源电压低时的防倒灌功能，LTC4417芯片通过监控三组电压，通过预设的过压和欠压门限，当高一级优先级的电源出现过压或欠压时，自动切换到低一级优先级的电源上，高优先级的电源恢复正常后自动倒换到搞优先级的电源上，从而实现三路电源之间的自动切换，MSP430F1232处理器负责监控电源的状态，通过与核心控制模块之间的输入接口，将电源工作状态通知核心控制单元的CPU，通过软件在显示界面上直观指示。通过MSP430F1232处理器通过检测设备的开关按钮状态，控制M3-ATX电源模块工作与关闭从而实现系统电源的上电和关电控制。M3-ATX电源模块是miniBox公司的满足Mini-ATX电源标准的智能控制电源模块，输入电压范围6V～24V，模块最大输出125W功率，提供+12V、+5V，+5Vstandby，+3.3V等4组电源，保证了第一核心控制单元113和各个外 部单元的供电。
所述3D视频流无线接收装置12包括：第二无线传输单元121、视频解码单元123、第二核心控制单元122、第二显示输入单元124和第二电源管理单元125。
第二无线传输单元121与所述第一无线传输单元114相连，用于接收所述第一无线传输单元114发送的3D视频流；具体地，第二无线传输单元121采用高通公司的高性能无线处理器芯片实现，可以选择安装不同增益的全向天线或定向天线，根据不同的场景满足相应的需求，无线传输单元与核心控制单元之间通过网口连接，采用POE供电，无需独立的外接电源。
具体地，在本实施例中，第二无线传输单元121的核心处理器芯片采用高通的AR7240芯片，该芯片采用主频400MHz的MIP 24K为内核，集成了以太网交换功能，外接DDR芯片和SPI Flash程序存储芯片，通过PCIe接口与射频处理芯片AR9280连接，射频处理芯片AR9280通过RF电路和外部天线连接，进行无线数据的收发传输。RF电路主要包括功率放大器、低噪声接收放大器和RF匹配网络。
视频解码单元123与所述第二无线传输单元121相连，用于对接收到的3D视频流进行解码；所述视频解码单元123和所述第二核心控制单元122之间通过PCI-Express接口进行连接。所述视频解码单元123的输出接口为一个HDMI接口。
在本实施例中，视频解码单元123的输出接口是1个HDMI接口(High Definition Multimedia Interface高清多媒体接口)。芯片采用采用芯片设计，通过运行不同的软件来实现视频的解码功能。
具体地，视频解码单元123由TI的DaVinci DSP芯片实现，主要解码处理接收到的3D视频流，自适应检测视频的编码格式，将H.264编码或无线编码的视频流恢复出原始信号，通过芯片内嵌的HDMI接口将原始3D视频流发送给非线性编辑接收系统。
更进一步地，视频解码单元123采用TI的多媒体处理芯片TMS320DM8168芯片及外部的DDR存储器和SPI flash芯片，视频解码输出，提供两路HDMI高清视频输出，一路由8168芯片自己集成的HDMI发送器提供，另一路通过Silicon Image公司的的SiL9024扩展，SiL9024与DM8168芯片的并行视频输出口连接。为支持HDMI的热插拔和ESD保护，在每个HDMI输出接口处通过HDMI的电平移位和ESD保护芯片TPD12S520实现端口的防护功能。视频解码算法通过软件控制由DM8168内部的视频处理硬件内核实现。
更进一步地，视频解码单元123采用TI的多媒体处理芯片TMS320DM8168芯片及外部的DDR存储器和SPI flash芯片，视频解码输出，提供两路HDMI高清视频输出，一路由8168 芯片自己集成的HDMI发送器提供，另一路通过Silicon Image公司的的SiL9024扩展，SiL9024与DM8168芯片的并行视频输出口连接。为支持HDMI的热插拔和ESD保护，在每个HDMI输出接口处通过HDMI的电平移位和ESD保护芯片TPD12S520实现端口的防护功能。视频解码算法通过软件控制由DM8168内部的视频处理硬件内核实现。
第二显示输入单元124用于提供显示和输入；所述第二显示输入单元124中均采用触摸TFT-LCD显示屏。具体地，显示部分采用低功耗的LED背光TFT-LCD 7吋显示屏，与核心控制单元之间采用LVDS接口连接，输入部分采用工业级的电阻触摸屏，通过USB接口与核心控制单元实现输入交互。
具体地，所述第二显示输入单元124中显示屏采用7吋1024*600分辨率的真彩色TFT-LCD显示屏，与第二核心控制单元122之间采用标准的LVDS接口，显示屏采用低功耗的LED背光设计，LED背光受软件控制，在设定的时间内屏幕没有输入和输出操作，可自动关闭背光以节省电能。输入部分采用工业级的4线电阻触摸屏设计，可以在低温高湿环境下可靠工作，触摸屏的硬件驱动接口为USB接口，通过软件实现触摸识别的输入功能。
第二核心控制单元122分别与所述视频解码单元123、第二无线传输单元121以及第二显示输入单元124相连，用于对上述各单元进行控制；所述第二核心控制单元122中均装载有嵌入式操作系统，例如，嵌入式WindowsXP操作系统，通过不同的应用程序，管理相关模块。
第二核心控制单元122由满足COM-E标准的控制模块实现，模块的处理器采用x86兼容型CPU。第二核心控制单元122设计实现了7个PCIE接口，8个USB接口，1个网络接口用于和外部单元模块的互联。
第二核心控制单元122使用x86兼容的CPU模块设计，与视频解码单元123之间通过PCI-Express(Peripheral Component Interconnect-Express，高速外部组件互联接口)接口连接。
所述第二无线传输单元121和所述第二核心控制单元122之间通过网络接口连接，具体地，通过100M的网络接口连接。无线模块的电源采用POE(Power Over Ethernet，以太网供电)方式供电。
具体地，第二核心控制单元122采用满足COM Express 2.0标准的计算机模块，模块支持7个PCIEx1接口进行各种功能的扩展，1个千兆网络接口，8个USB2.0接口，4个USB3.0接口，两个LVDS显示接口，4个SATA硬盘接口，2个RS232/RS422接口，CPU根据需要选择Intel的i3，i5，i7系列多核处理器，DDR内存条设计在模块上，支持2个204引脚的SODIMM插槽，最大支持最大16GB的内存，第二核心控制单元122的模块选择研华公司的 工业级COM Express 2.0模块SOM-5892，通过高速连接器通过底板与其它功能单元互联，第二核心控制单元122的硬盘设备采用高可靠、工业级，低功耗的SATA接口DOM(disk On Module)电子硬盘，容量64GB，支持加密功能，防止非法拷贝。3D视频流无线传输接收装置的核核心控制单元的CPU选择功能强大的4核i7-3612QE处理器，整体功耗35W。支持最大2路3D视频的接收解码处理。
所述第二无线传输单元121和所述第二核心控制单元122之间通过网络接口连接。
第二电源管理单元125分别与所述视频解码单元123、第二无线传输单元121、第二显示输入单元124以及所述第二核心控制单元122相连用于为上述各单元提供电源。所述第二电源管理单元125采用锂电池进行供电。
第二电源管理单元125通过独立的处理器管理控制，实现对各个单元的供电。第二电源管理单元125支持3路独立的电源输入，按不同的优先级给系统供电。
所述第二电源管理单元125采用锂电池进行供电。具体地，所述第二电源管理单元125由MSP430微处理器控制其它单元的上电，电源的输入提供3路冗余电源，分别是外部电源适配器电源供电，外部备用电池供电和内置电池供电，3路电源采用优先级供电方式，当3路电源同时存在时，电源适配器的优先级最高，外部电池优先级次之，内部电池优先级最低。
更进一步地，所述第二电源管理单元125由微功耗处理器MSP430F1232芯片和电源优先级控制芯片LTC4417组成，LTC4417芯片实现3路电源的输入控制，可以实现外接电源适配器供电、外接电池供电和内部电池供电之间按预定的优先级给设备供电，电源适配器的优先级最高，外接电池优先级次之，内部电池优先级最低，当三路电源同时存在时，由优先级最高的电源给设备供电，这样可以保证设备在电池供电时的最大工作时间，两个背靠背的连接PMOS管，实现电源的防反接和电源电压低时的防倒灌功能，LTC4417芯片通过监控三组电压，通过预设的过压和欠压门限，当高一级优先级的电源出现过压或欠压时，自动切换到低一级优先级的电源上，高优先级的电源恢复正常后自动倒换到搞优先级的电源上，从而实现三路电源之间的自动切换，MSP430F1232处理器负责监控电源的状态，通过与核心控制模块之间的输入接口，将电源工作状态通知核心控制单元的CPU，通过软件在显示界面上直观指示。通过MSP430F1232处理器通过检测设备的开关按钮状态，控制M3-ATX电源模块工作与关闭从而实现系统电源的上电和关电控制。M3-ATX电源模块是miniBox公司的满足Mini-ATX电源标准的智能控制电源模块，输入电压范围6V～24V，模块最大输出125W功率，提供+12V、+5V，+5Vstandby，+3.3V等4组电源，保证了第二核心控制单元122和各个外部单元的供电。
综上所述，本发明的3D视频无线传输系统达到了以下有益效果：在本发明中，可以通过无线信号连接的3D视频流无线发送装置和3D视频流无线接收装置，所述无线信号的频段为5.8G的ISM频段，实现通过无线方式传输3D高清视频信号，而且本发明采用电池供电，便于在体育场馆、野外现场等环境进行3D视频节目直播传输；本发明具有较强的通用性和实用性。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。