一种高清视频无线传输方法及系统与流程

本发明涉及视频数据传输领域，更具体地，涉及一种高清视频无线传输方法及系统。

背景技术：

随着智能家居系统、智能会议室、智能教学系统等的发展，音视频的局域网内的无线传输技术始终扮演着这些智能系统的重要角色，成为人们对其研究和发展的热门议题。在我国，音频的局域网内的无线传输已经相对成熟，并呈现出了各种各样的解决方案。其中硬件的形式呈现多样：比如教学专用的点对点无线麦克风，基于Wi-Fi的智能家居的网关作为无线音频服务器等常见的形式。另外音频传输的媒介选择也有多样：Wi-Fi，蓝牙，2.4G，甚至ZigBee。

与无线音频相比而言，无线视频的发展相对缓慢，其原因也显而易见：无线视频的开发难度以及开发成本都相对大一些。尽管如此，无线视频的需求依然成为市场的热点。比如安防专用的摄像头无线监控系统，拍摄专用的无人机拍摄无线传输系统，教学或会议专用的无线视频投影应用，广告机大屏的无线传输应用，智能家居中的无线多媒体中心，高端医疗器械中高辐射高清成像的无线传输应用等。

目前大部分的无线视频传输系统，主要是摄像头的无线监控系统，其视频源就是摄像头，这并不能满足纯粹的视频到视频的无线传输。因为摄像头的无线监控系统相对而言，它省去了视频的采集与处理部分，取而代之的是摄像头本身的采集与编码处理，所以摄像头无线监控系统的开发难度较小，市场上也普遍存在。而纯粹的视频到视频的无线传输，国内比较少见，可见开发难度较大。为解决此问题，本发明所述的“实现高清视频的无线传输的方法”，主要指的是设计一种纯粹的视频源端到视频输出端的无线传输系统。

现有的技术来看，传统的视频传输不能同时达到“无线”和“高清”相统一的标准，即不能实现高清视频通过Wi-Fi等无线方式进行传输，或者无线视频传输不能达到720p及以上的高清标准。另外，高清视频传输常存在延时、卡顿、传输画质低等问题。

技术实现要素：

本发明提供一种高清视频无线传输方法，该方法减小了传输带宽，实现了大数据量的高清视频的无线传输。

本发明的又一目的在于提供一种高清视频无线传输系统。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种高清视频无线传输方法，包括以下步骤：

S1：采用HDMI接收器采集高清视频；

S2：对HDMI接收器采集的视频流进行实时编码压缩；

S3：将S2中得到的压缩包通过无线传输的方式，以服务器的形式向外广播；

S4：接收设备对接收到的压缩包进行实时解码，并传送到相应的HDMI播放设备中。

一种高清视频无线传输系统，包括发送端和接收端，发送端和接收端采用无线的通信方式；所述发送端包括顺次有线连接的HDMI接收器和编码模块。

进一步地，所述HDMI接收器包括顺次连接的过渡调制差分信号单元、前端处理单元、掩码单元、颜色空间转换器；过渡调制差分信号单元用于采集高清视频，颜色空间转换器连接到编码模块模块；掩码单元上连接有动态主机配置协议解密引擎模块，动态主机配置协议解密引擎上连接有动态主机配置协议秘钥模块。

进一步地，所述HDMI接收器中的过渡调制差分信号单元的数据流经过前端处理单元后还原成24bit信号流进入掩码单元，掩码单元通过进行动态主机配置协议解密引擎模块然后分离出视频流进入颜色空间转换器中进行处理。

进一步地，所述编码模块对HDMI接收器传来的视频流进行视频实时压缩，视频压缩通过减少和去除冗余视频数据的方式，达到有效发送和存储数字视频文件的目，在压缩过程中，对视频流进行压缩创建压缩后的临时压缩包，以便进行传输和存储。

进一步地，所述接收端内包括解码器对编码模块发送过来的压缩包进行实时解码，还原视频的高清晰度，转化为可播放的非压缩视频流格式。

优选地，所述发送端和接收端的无线通信方式是WiFi无线通信方式。

优选地，HDMI接收器和编码模块的连接方式是ITU-R.BT656。

优选地，所述HDMI接收器还包括I2C模块和读写寄存器，I2C模块用于用于与外部EDIDROM的通信，读写寄存器用来产生对HDMI接收器的控制命令。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明采用HDMI接收器实现了高清视频传输的视频源为HDMI视频流，采用视频实时编解码的方式很大程度上减小了传输带宽，实现了大数据量的高清视频的无线传输。

附图说明

图1为本发明系统结构图；

图2为本发明系统中的HDMI接收器工作原理图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

高清视频无线传输原理如下：

首先是HDMI接收器采集、处理、转换HDMI高清视频数据，将传入的HDMI视频流转化为编码器可处理的格式的视频流，由标准输出。输出的HDMI接收器处理后的视频流传输到编码端处理器模块中，将其转化为编码(压缩)后的H264等压缩格式的视频数据，数据经过压缩才能使得Wi-Fi传输得以实现。通过Wi-Fi等无线传输方式，将信号实时传到接收端处理器进行解码处理。解码器将视频流解码为常用格式的视频流，最后通过获取LCD设备的缓存区framebuff的视频流数据，将其以HDMI流媒体形式输出。

高清视频无线传输的系统原理及实现结构说明如下，其中整体实现结构图如图1所示：

1)HDMI接收器

如图2所示为HDMI接收器原理图，TMDS数据流经过前端接收解码模块后还原成24bit信号流进入数据包处理模块，通过HDCP验证机制模块进行HDCP解扰然后分离出视频流。视频流进入色彩空间转换以及上/下行采样模块中进行处理，中断控制器在成功发送视频数据后设置寄存器的值产生中断通知主控芯片，视频数据包解码成功。从I2C模块主要用于与外部EDIDROM的通信，主I2C模块用来和主控制芯片通信，通过读写寄存器模块的值来产生对HDMI接收器的控制命令。

2)视频压缩(视频编码)

为了实现大数据量的高清视频的无线传输，对HDMI接收器传来的视频流进行视频实时压缩，视频压缩通过减少和去除冗余视频数据的方式，达到有效发送和存储数字视频文件的目的。在压缩过程中，应用压缩算法对视频流进行压缩创建压缩后的临时文件，以便进行传输和存储。

3)无线传输

上述压缩创建的临时文件通过打包，通过Wi-Fi等无线方式的传输，以服务器的形式向外广播。解码的客户端(可以是一个也可以是多个)得到同一网段的IP和端口，对发送而来的数据包进行下一步的解析。

4)视频解码

解码器对发送来的H.264等压缩格式的视频数据包进行实时解码，通过采用相应的解压缩算法，还原视频的高清晰度，转化为可播放的非压缩视频流格式。

5)以HDMI流播放输出

当播放视频流时，若系统默认输出形式为LCD设备，则需获取LCD设备的帧缓存framebuff的数据，通过转换输出到响应的HDMI设备。

为了充分地说明本发明的内容，以下所述为本发明的实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

以Silicon Image公司的SiI9135模块作为接收器为例。该接收器支持HDMI-1.3版本，以此作为信号源的输入端；支持高达1080p/60Hz，720p/120Hz&1080i/120Hz的36比特的颜色深度。

采用三星的S5PV210作为发送接收端的主处理器为例，该处理模块与上述的HDMI接收器模块有共同的接口：ITU-R.BT656国际标准接口。并以8比特的YCbCr 4:2:2作为接口传输的格式。

编码方式可以采用的H.264等软件编码方式，如若普通的处理器并不能进行实时的编码处理，使得整个视频传输的过程产生延时过大的现象，可以采用硬件编码方式，以三星S5PV210自带的MFC硬件编码例，实现大数据量的视频的高效编码。MFC(Multi Format Codec)多格式编解码器，是ARM微处理器内部一种支持多种硬件编码方式的硬件电路，视频编码支持MPEG-4/H.263/H.264达到1080p@30fps，解码MPEG2/VC1/Xvid视频达到1080p@30fps等多种格式的多媒体影像。

采用5GHz频段的Wi-Fi Direc作为无线传输方式为例，它是一种点对点连接技术，因此也称作Wi-Fi P2P(point-to-point)。在S5PV210上采用Linux系统，只需配置Wi-Fi的相关文件以及启动Wi-Fi Direct的相关服务，便可以实现发送端与接受端之间的Wi-Fi Direct连接。

采用FFmpeg作为解码库、FFplay作为播放器为例，对发送来的视频流进行解码、播放，并以HDMI高清视频形式输出。

解码端利用FFmpeg库进行解码，用FFplay来播放解码后的媒体流。视频数据流简单流程，由ByteIOContext表示的广义输入文件，在AVStream提供的特定文件容器流信息的指引下，用AVInputFormat接口的read_packet()函数读取完整的一帧数据，分别放到音频或视频PacketQueue队列中，这部分功能由decode_thread线程完成。对于视频数据，video_thread线程不停的从视频PacketQueue队列中取出视频帧，调用AVCodec接口的decode()函数解码视频帧，在适当延时后做颜色空间转化并调用SDL库显示出来。

再次申述，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以根据设备的大小不同做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。