专利名称：一种基于usb传输的音视频数据处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及音视频数据处理技术领域，具体地说是一种基于USB传输的音视频数据处理装置。
背景技术：
随着数字技术和网络技术的发展，音视频数据的采集在各个行业有着广泛地使用以及重要的意义。传统的采集方案是使用PCI或者PCI-E来进行数据传输。PCI/PCI-E接口虽然在带宽以及传输速度上有着明显的优势，但是由于需要接口的支持，此类采集卡不能使用在便携式计算机上。随着便携式计算机的大量普及，使用PCI/PCI-E进行音视频采集的方式已经不能满足人们的需求。USB以其即插即用、便于携带以及标准统一的优势已经成为个人计算机的标准接 口，几乎100%的个人计算机均支持USB。USB2. O协议最高传输速度能够达到480Mbps，这就使得使用USB进行音视频数据采集成为了可能。在这样的背景下，本发明提出了一种基于USB传输的音视频数据处理装置。
发明内容
为克服以上技术的不足，本发明提供了一种基于USB传输的音视频数据处理装置，其充分地利用USB2. O接口带宽，能够实现最大可传输8路实时音视频的同步数据。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于USB传输的音视频数据处理装置，其特征是，包括数据采集单元、中央处理单元、USB控制单元和电源单元，所述中央处理单元分别与数据采集单元和USB控制单元连接，所述电源单元为数据采集单元、中央处理单元和USB控制单元提供电源；其中，所述数据采集单元用以采集音视频信号，并将模拟信号的音视频数据转换为数字信号音视频数据后发送给中央处理单元；所述中央处理单元对接收的音视频数据进行处理，并将处理后的音视频数据发送给USB控制单元；所述USB控制单元接收中央处理单元发来的处理后音视频数据，并通过USB传输方式发送给上位机；所述电源单元用以为所述的音视频数据处理装置提供工作电源。进一步地，所述数据采集单元包括音频采集设备、视频采集设备和A/D转换模块，所述A/D转换模块的输入端分别与音频采集设备和视频采集设备连接，输出端与中央处理单元连接。进一步地,所述中央处理单元采用FPGA芯片。进一步地，所述USB控制单元包括USB控制器和USB接口，所述USB控制器分别与中央处理单元和USB接口连接。进一步地，所述处理后的音视频数据为中央处理单元对接收的音视频数据进行解析并重新组合后形成同步的音视频数据包。本发明对音视频数据的具体处理过程包括以下步骤S100，采集音视频数据采集至少一路音视频数据，并将采集的模拟信号音视频数据转换为数字信号音视频数据。S200，对采集的音视频数据进行解析S210，对音频数据进行处理S211，将数字信号音频数据存储到FIFO中；S212，等待音频数据传输命令；S220，对视频数据进行解析S221，将数字信号视频数据进行拆分；S222，对拆分的视频数据通过视频数据的EAV和SAV，对数据的行、场信息进行检测，解析出有效数据。 S300，将解析后的音视频数据进行组合S301，获取4个字节数据；S302，判断数据是否为视频数据帧头数据；S303,如果是视频帧头，则添加视频帧标识，然后再添加一行视频数据；S304,如果不是帧头，则判断是否是视频数据行头，如果是则添加视频数据行标识，然后再添加一行视频数据；S305，如果以上两个判断均不成立，则添加音频数据标识；S306，添加32字节的音频数据，形成一个同步的音视频数据包；S307，重复上述S301至S306步骤，继续形成同步的音视频数据包。S400，将组合后的音视频数据通过USB协议进行同步传输到上位机。本发明的有益效果本发明通过对音视频数据进行解析、组合，并利用USB2. O协议实现了实时音视频数据的无损同步传输，不仅占用的硬件资源少，而且实现了多路音视频数据的同步传输。
下面结合附图对本发明作进一步说明图I是本发明的原理框图；图2是本发明对音视频数据进行处理的方法流程图；图3是本发明所对解析后的音视频数据进行组合的方法流程图；图4是本发明所述对音视频数据进行组合后的数据包格式的示意图；图5是本发明所述ITU-RBT. 656视频行格式的示意图；图6是本发明所述对视频数据解析后的有效数据区示意图。
具体实施例方式如图I所示，本发明的一种基于USB传输的音视频数据处理装置，其特征是，包括数据采集单元、中央处理单元、USB控制单元和电源单元，所述中央处理单元分别与数据采集单元和USB控制单元连接，所述电源单元为数据采集单元、中央处理单元和USB控制单元提供电源；其中，所述数据采集单元包括音频采集设备、视频采集设备和A/D转换模块，所述A/D转换模块的输入端分别与音频采集设备和视频采集设备连接，输出端与中央处理单元连接，用以采集音视频信号，并将模拟信号的音视频数据转换为数字信号音视频数据后发送给中央处理单元；所述中央处理单元采用FPGA芯片，对接收的音视频数据进行解析并重新组合后形成同步的音视频数据包，并将形成的同步音视频数据包发送给USB控制单元；所述USB控制单元包括USB控制器和USB接口，所述USB控制器分别与中央处理单元和USB接口连接，所述USB控制器接收中央处理单元发来的形成的同步音视频数据包，并利用USB接口通过USB传输方式发送给上位机；所述电源单元用以为所述的音视频数据处理装置提供工作电源。如图2所示，本发明对音视频数据的具体处理过程包括以下步骤S100，采集音视频数据，所述采集音视频数据的步骤为采集四路音视频数据，并将采集的模拟信号音视频数据转换为数字信号音视频数据。S200，对采集的音视频数据进行解析，所述对采集的音视频数据进行解析的步骤包括以下步骤
S210，对音频数据进行处理S211，将数字信号音频数据存储到FIFO中；S212，等待音频数据传输命令；S220，对视频数据进行解析S221，将数字信号视频数据进行拆分；S222，对拆分的视频数据进行解析，并判断是否为有效视频数据。S300，将解析后的音视频数据进行组合。如图2所示，所述将解析后的音视频数据进行组合的步骤包括以下步骤S301，获取4个字节数据；S302，判断数据是否为视频数据帧头数据；S303,如果是视频帧头，则添加视频帧标识，然后再添加一行视频数据；S304,如果不是帧头，则判断是否是视频数据行头，如果是则添加视频数据行标识，然后再添加一行视频数据；S305，如果以上两个判断均不成立，则添加音频数据标识；S306，添加32字节的音频数据，形成一个同步的音视频数据包，所述的音视频数据包格式如图4所示；S307，重复上述S301至S306步骤，继续形成同步的音视频数据包。S400，将组合后的音视频数据通过USB协议进行同步传输。从以下几个方面对本发明做进一步说明—、视频数据解析A/D转换模块从音频采集设备和视频采集设备接收到的视频数据是按照ITU-RBT. 656视频标准来传输的，该标准PAL制式(720*576)每场由四部分组成。I)有效视频数据分为奇场和偶场，均由288行组成。每行有1440个字节，其中720个字节为Y分量，360个字节为Cb分量，360个字节为Cr分量。Y分量的取值为16 235 ；Cb和Cr分量的取值为16 240。2)水平消隐，有280个字节。3)垂直消隐。4)控制字。
对于有效数据行，ITU-RBT. 656视频行格式如图5所示。EAV和SAV为嵌入式控制字，分别表示有效视频的终点和起点。EAV和SAV均为4个字节构成，前3个字节FF、00、00为固定头，“XY”为控制字。“XY”的8个bit含义如下Bit7 (Const)，常数，总为 I。Bit6 (F)，场同步信号，表示该行数据处于奇场还是偶场。Bit5 (V)，垂直同步信号，表示处于场消隐区间还是正程区间(有效数据行)。Bit4 (H)，水平同步f目号，表不是“SAV”还是“EAV”。Bit3-0 (P3P2P1P0)，纠错位。P3=V(XOR)H ；P2=F(XOR)H ；P1=F(XOR) V ；P0=F(XOR)V(XOR)H0本发明对EAV与SAV的详细定义如表I所示 表I :
权利要求
1.一种基于USB传输的音视频数据处理装置，其特征是，包括数据采集单元、中央处理单元、USB控制单元和电源单元,所述中央处理单元分别与数据采集单元和USB控制单元连接，所述电源单元为数据采集单元、中央处理单元和USB控制单元提供电源；其中，所述数据采集单元用以采集音视频信号，并将模拟信号的音视频数据转换为数字信号音视频数据后发送给中央处理单元；所述中央处理单元对接收的音视频数据进行处理，并将处理后的音视频数据发送给USB控制单元；所述USB控制单元接收中央处理单元发来的处理后音视频数据，并通过USB传输方式发送给上位机；所述电源单元用以为所述的音视频数据处理装置提供工作电源。
2.根据权利要求I所述的一种基于USB传输的音视频数据处理装置，其特征是，所述数据采集单元包括音频采集设备、视频采集设备和A/D转换模块，所述A/D转换模块的输入端分别与音频采集设备和视频采集设备连接，输出端与中央处理单元连接。
3.根据权利要求I所述的一种基于USB传输的音视频数据处理装置，其特征是，所述中央处理单元采用FPGA芯片。
4.根据权利要求I所述的一种基于USB传输的音视频数据处理装置，其特征是，所述 USB控制单元包括USB控制器和USB接口，所述USB控制器分别与中央处理单元和USB接口连接。
5.根据权利要求I所述的一种基于USB传输的音视频数据处理装置，其特征是，所述处理后的音视频数据为中央处理单元对接收的音视频数据进行解析并重新组合后形成同步的音视频数据包。
全文摘要
本发明公开了一种基于USB传输的音视频数据处理装置，它包括中央处理单元以及分别与之连接数据采集单元和USB控制单元，以及为装置提供工作电源的电源单元；所述数据采集单元用以采集音视频信号，并将模拟信号的音视频数据转换为数字信号音视频数据后发送给中央处理单元；所述中央处理单元对接收的音视频数据进行处理，并将处理后的音视频数据发送给USB控制单元；所述USB控制单元接收中央处理单元发来的处理后音视频数据，并通过USB传输方式发送给上位机。本发明通过对音视频数据进行解析、组合，并利用USB2.0协议实现了实时音视频数据的无损同步传输，不仅占用的硬件资源少，而且实现了多路音视频数据的同步传输。
文档编号H04N21/234GK102932668SQ20121049872
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月29日 优先权日2012年11月29日
发明者冯彬, 王正彬, 王英杰, 张 杰, 程行通 申请人:济南中维世纪科技有限公司