一种基于HEVC的高性能音视频编码装置的制作方法

文档序号:24347339发布日期:2021-03-19 12:31阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于hevc的高性能音视频编码装置,其特征在于,包括sdi视频接口、pal视频接口、cameralink视频接口、hdmi视频接口、音频接口、同步数据输出接口、控制接口、回报接口、fpga、hevc编码核心板,所述fpga用于实现sdi预处理模块、pal预处理模块、cameralink预处理模块、音频编码模块、控制指令解析模块、回报组帧模块和同步数据输出模块;

其中,sdi视频接口接收标准sdi视频数据,通过sdi视频均衡器和sdi解串器将外部输入的高速串行sdi视频数据转换为1对差分时钟和5对差分数据,并输出给fpga的sdi预处理模块;

pal视频接口接收外部标准pal视频数据,通过模数转换芯片将串行模拟信号转换为并行数字信号,并输出给fpga的pal预处理模块;

cameralink视频接口接收cameralink数字信号,通过ds90cr286amtd芯片将1对差分时钟和4对差分数据转换成1位时钟和28位并行数据,并输出给fpga的cameralink预处理模块;

hdmi视频接口通过hdmr插座将外部输入的hdmi视频数据解析为1对差分时钟3对差分数据,并输出给hevc编码核心板;

音频接口通过tlv320aic23bpw音频芯片接收外部的mic或line音频输入,并通过i2s接口输出给fpga的音频编码模块;

同步数据输出接口接收fpga的同步数据输出模块的数据,经过sn65hvd1476dgsr芯片,转换为同步422数据输出;

控制接口接收外部异步422控制信号,经过sn65hvd1476dgsr芯片转换为单端信号后传给fpga的控制指令解析模块;

回报接口接收fpga的回报组帧模块输出的回报帧,并通过sn65hvd1476dgsr芯片转换为异步422信号输出;

fpga的sdi预处理模块接收sdi差分信号,转换为单端信号,按照bt1120视频标准提取有效视频数据、帧同步、行同步信息,组成yuv420格式的视频数据;同时检测sdi视频输入的格式,将sdi视频输入格式信息输出给fpga的回报组帧模块;

fpga的pal预处理模块接收pal并行数据,按照bt656视频标准提取有效视频数据、帧同步、行同步信息,组成yuv420格式的视频数据;同时检测pal视频输入是否正常,将该信息输出给fpga的回报组帧模块;

fpga的cameralink预处理模块接收cameralink并行数据,按照标准cameralink协议提取有效视频数据、帧同步、行同步信息,组成yuv420格式的视频数据;同时检测cameralink视频输入是否正常,将该信息输出给fpga的回报组帧模块;

fpga的音频编码模块从i2s接口接收原始音频数据,使用g.729标准音频压缩算法实现音频压缩,压缩后的音频数据进入fpga的同步数据输出模块;

fpga的控制指令解析模块从422芯片接收控制帧,控制帧固定帧长,包含固定帧头2字节,编码码率、视频编码源、编码帧率三个字节有效参数,以及校验和;控制指令解析模块按照帧协议,提取出编码码率、视频编码源、编码帧率信息;根据视频源的不同,分别选择对应sdi、pal、cameralink视频的yuv420数据发送给hevc编码核心板;同时,把编码码率和编码帧率两个参数发送给hevc编码核心板;

fpga的回报组帧模块采集sdi预处理模块的sdi视频输入格式、pal预处理模块的pal视频正常与否信息、cameralink预处理模块的视频输入正常与否信息、hevc编码核心板的当前编码码率、编码视频源、编码帧率、hevc码流的正常与否信息,按照回报帧协议组成回报帧,发送给422芯片;回报帧固定帧长,包含2字节固定帧头、上述参数信息以及校验和;

fpga的同步数据输出模块接收hevc编码核心板压缩后的视频码流,根据码流的协议对码流进行解析,检测码流的帧头是否正确,码流的帧计数是否连续,码流的校验是否正常,码流的时钟是否异常,并把这些信息发送给回报组帧模块;此外,还接收压缩后的音频数据,与视频码流一同打包,组成固定长度的帧,发送给422芯片;

hevc编码核心板接收hdmi芯片的视频数据,根据程序中预设的码率、帧率参数,采用hevc算法直接进行视频压缩,压缩后的码流通过spi接口发送给fpga的同步数据输出模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于hevc的高性能音视频编码装置,其特征在于,所述hevc编码核心板在硬件上通过qss-050-01-f-d-a接插件与fpga底板进行对接。

3.根据权利要求2所述的一种基于hevc的高性能音视频编码装置,其特征在于,所述hevc编码核心板通过dvp接口接收fpga发送的yuv420数据,通过uart接口接收fpga发送的码率、帧率、视频编码源参数,根据这些参数实时调整hevc算法的参数,实现对sdi、pal、cameralink视频的实时压缩,压缩后的码流通过spi接口发送给fpga的同步数据输出模块;如果有hdmi视频输入,则优先选择hdmi视频源。

4.根据权利要求1所述的一种基于hevc的高性能音视频编码装置,其特征在于,所述hevc编码核心板中hevc算法的具体方式为:在每帧图像中插入i块,i块的高度和宽度通过参数调节,剩余的部分为p块,i块采用帧内压缩模式,p块采用参考帧压缩模式;i块的位置在图像帧序列中,依次向右移动一个i块的宽度,i块从图像帧的最左侧移动到图像帧的最右侧时,表示当前序列为一个gop组合。


技术总结
本发明公开了一种基于HEVC的高性能音视频编码装置,属于音视频压缩技术领域。其包括包括SDI视频接口、PAL视频接口、CameraLink视频接口、HDMI视频接口、音频接口、同步数据输出接口、控制接口、回报接口、FPGA、HEVC编码核心板,FPGA用于实现SDI预处理模块、PAL预处理模块、CameraLink预处理模块、音频编码模块、控制指令解析模块、回报组帧模块和同步数据输出模块。本发明可兼容的视频源丰富,不仅可实现压缩端音频向解压端的传输,也可实现解压端向压缩端的音频喊话应用,从而实现低延时音视频传输的功能。

技术研发人员:张俊凯;李光;耿炎;胡佳;龚志勇;左栋
受保护的技术使用者:中国电子科技集团公司第五十四研究所
技术研发日:2020.11.25
技术公布日:2021.03.19
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