一种高清数字视频零延迟传输的方法与流程

1.本发明涉及视频传输技术领域，具体为一种高清数字视频零延迟传输的方法。


背景技术：

2.随着音视频行业技术不断发展，人们对于视频图像品质的要求越来越高。目前，4k分辨率超高清显示器在拼接墙的应用需求越来越多，ip流媒体的信号传输技术，具有很强的抗干扰性能，不受同个网络内的其他数据影响，同时也确保各类音视频控制信号的处理妥当，以实现信号的长距离稳定传输。
3.现有技术中，延时处理是音视频系统存在的较大难题，当多个设备同时使用时，容易导致设备难以保持帧同步，画面的连贯性就会变差，造成画面不一致，会降低系统的运行能力。


技术实现要素：

4.解决的技术问题针对现有技术的不足，本发明提供了一种高清数字视频零延迟传输的方法，解决了现有技术中，延时处理是音视频系统存在的较大难题，当多个设备同时使用时，容易导致设备难以保持帧同步，画面的连贯性就会变差，造成画面不一致，会降低系统的运行能力的问题。
5.技术方案为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高清数字视频零延迟传输的方法，包括以下步骤：s1、远距离获取高清视频信号，通过无压缩远距离传输方式将采集的数字视频传输；s2、接入外部genlock信号，对接入的genlock信号进行解析，产生视频像素时钟和时序信号；s3、接入视频数据，计算视频数据的同步信息，确定是否同步锁定genlock信号。
6.进一步地，步骤s1具体包括以下步骤：s11、将高清视频信号转换为并行数字信号，并行数字信号包括像素时钟，视频图像信号，行同步信号和场同步信号，判断出视频图像信号的分辨率；s12、按照视频图像信号分辨率的最大宽度和最大行数，为每幅图像分配发送存储空间；s13、读取视频图像信号，按照自定义的帧格式进行封装成视频图像数据包；s14、对视频图像数据包进行编码并生成串行电信号，将串行电信号转换为串行光信号并发送；s15、将接收的串行光信号转换为串行电信号，并对串行电信号进行行串并转换和解码后恢复视频数据包；
s16、按照视频图像信号分别率的最大宽度和最大行数为每幅图像分配接收存储空间；s17、从接收存储空间中读取每行像素数据，根据提取的视频图像信号的分辨率产生相应的输出时许信号并对每行像素数据进行编码后，形成高清视频信号输出。
7.进一步地，所述步骤s11包括以下步骤：利用像素时钟计算同步信号的周期；计算在一个场同步信号周期内的行同步信号，以得到每幅图像的总行数；计算一个行同步信号的点数，以得到每幅图像一行共有的总像素；将上述所得信息与vesa标准中的对应参数进行对比，判断处视频图像信号的分辨率。
8.进一步地，所述步骤s12中的发送存储空间和步骤s16中的接收存储空间均包括页地址空间，场地址空间，行地址空间和像素地址空间。
9.进一步地，所述步骤s12中对视频图像信号发送存储时，先根据同步信号确定每幅图像的起始，同时将发送存储空间的场地址，行地址和像素地址清零。
10.进一步地，所述步骤s16对视频图像信号进行接收存储时，对于接收到的每行像素数据，先根据所提取的场编号确定存储空间的页地址，再根据所提取的行编号确定存储空间的行地址，后按照顺序将每个像素点存储在对应的像素地址上。
11.进一步地，所述步骤s2包括以下步骤：s21、将外部genlock信号接入同步分离器进行解析，分离出多相位输入同步信号；s22、将多相位输入信号输入到时序发生器中，输出视频像素时钟和时序信号。
12.进一步地，所述步骤s21中的多相位输入同步信号包括水平相位同步信号、垂直相位信号和场相位同步信号。
13.进一步地，所述步骤s3包括以下步骤：s31、将步骤s1接收的视频数据进行时钟隔离，以视频帧为单位写入视频数据；s32、将视频数据进行缓存；s33、将genlock信号的输入与视频数据的输出同步，并该信号进行锁定，产生输出缓冲延迟信号；s34、根据genlock延迟计算器产生的输出缓冲延迟信号，调整视频数据的输出延时。
14.进一步地，所述步骤s3还包括：根据genlock信号的同步信息与视频数据中的同步信息之间的传输延迟时间，基于视频像素时钟并通过软件进行配置，修正时序信号相对于多相位输入同步信号的偏移。
15.有益效果本发明具有以下有益效果：通过对genlock信号的解析，产生视频像素时钟和时序信号，根据视频数据中的同步信息与genlock信号的同步信息之间的传输延迟时间，可以实现监控和调整时序信号，实现多个系统之间的信号同步，同时也可以使多个设备之间的时钟校验十分精准，再加上数据传输的宽度大，传输效率快，可以使音视频信号在传输过程中做到实时检验，实现零延时传输，并且无压缩传输可以保证视频的质量，防止出现模糊。
16.当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
17.图1为本发明视频零延迟传输方法的流程图；图2为本发明远距离无压缩视频传输方法的流程图；图3为本发明解析genlock信号的流程图；图4为本发明依据同步信息锁定genlock信号方法的流程图。
具体实施方式
18.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，而不是全部的实施例。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。
19.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
20.请参阅图1-图4，本发明实施例提供一种技术方案：一种高清数字视频零延迟传输的方法，包括以下步骤：s1、远距离获取高清视频信号，通过无压缩远距离传输方式将采集的数字视频传输；s2、接入外部genlock信号，对接入的genlock信号进行解析，产生视频像素时钟和时序信号；s3、接入视频数据，计算视频数据的同步信息，确定是否同步锁定genlock信号。
21.具体地，步骤s1具体包括以下步骤：s11、将高清视频信号转换为并行数字信号，并行数字信号包括像素时钟，视频图像信号，行同步信号和场同步信号，判断出视频图像信号的分辨率；s12、按照视频图像信号分辨率的最大宽度和最大行数，为每幅图像分配发送存储空间；s13、读取视频图像信号，按照自定义的帧格式进行封装成视频图像数据包；s14、对视频图像数据包进行编码并生成串行电信号，将串行电信号转换为串行光信号并发送；s15、将接收的串行光信号转换为串行电信号，并对串行电信号进行行串并转换和解码后恢复视频数据包；s16、按照视频图像信号分别率的最大宽度和最大行数为每幅图像分配接收存储空间；s17、从接收存储空间中读取每行像素数据，根据提取的视频图像信号的分辨率产生相应的输出时许信号并对每行像素数据进行编码后，形成高清视频信号输出；步骤s11包括以下步骤：
利用像素时钟计算同步信号的周期；计算在一个场同步信号周期内的行同步信号，以得到每幅图像的总行数；计算一个行同步信号的点数，以得到每幅图像一行共有的总像素；将上述所得信息与vesa标准中的对应参数进行对比，判断处视频图像信号的分辨率；步骤s12中的发送存储空间和步骤s16中的接收存储空间均包括页地址空间，场地址空间，行地址空间和像素地址空间；步骤s12中对视频图像信号发送存储时，先根据同步信号确定每幅图像的起始，同时将发送存储空间的场地址，行地址和像素地址清零；步骤s16对视频图像信号进行接收存储时，对于接收到的每行像素数据，先根据所提取的场编号确定存储空间的页地址，再根据所提取的行编号确定存储空间的行地址，后按照顺序将每个像素点存储在对应的像素地址上。
22.本实施方案中，具体地，将外部genlock信号接入同步分离器进行解析，分离出多相位输入同步信号；s22、将多相位输入信号输入到时序发生器中，输出视频像素时钟和时序信号；步骤s21中的多相位输入同步信号包括水平相位同步信号、垂直相位信号和场相位同步信号。
23.具体地，步骤s3包括以下步骤：s31、将步骤s1接收的视频数据进行时钟隔离，以视频帧为单位写入视频数据；s32、将视频数据进行缓存；s33、将genlock信号的输入与视频数据的输出同步，并该信号进行锁定，产生输出缓冲延迟信号；s34、根据genlock延迟计算器产生的输出缓冲延迟信号，调整视频数据的输出延时；步骤s3还包括：根据genlock信号的同步信息与视频数据中的同步信息之间的传输延迟时间，基于视频像素时钟并通过软件进行配置，修正时序信号相对于多相位输入同步信号的偏移。
24.使用时，将获取的高清视频信号通过视频解码器转换为并行数字信号，该并行数字信号包括像素时钟，图像数据，行同步信号以及场同步信号，利用像素时钟计算同步信号的周期，计算在一个场同步信号周期内的行同步信号，以得到每幅图像的总行数，计算一个行同步信号的点数，以得到每幅图像一行共有的总像素，将上述所得信息与vesa标准中的对应参数进行对比，判断处视频图像信号的分辨率，按照视频图像信号的分辨率的最大宽度和最大行数，以及保证每幅图像及其每行像素的起始存储位置能够对齐的原则，为每幅图像分配发送存储空间；其中每幅图像所分配的发送存储空间包括页地址空间、场地址空间、行地址空间和像素地址空间,视频图像信号发送存储时，先根据场同步信号确定每幅图像的起始，同时将发送存储空间的场地址、行地址和像素地址清0；再根据行同步信号向发送存储空间存储每幅图像的每行像素数据，每存储一行，场地址增加1，当一幅图像存储完后页地址增加1,视频图像信号发送读取时，先确定发送存储空间的页地址，再按照最大分
辨率宽度从发送存储空间中读取每行像素数据,将所读取出的每行像素数据按照自定义的帧格式进行封装后成视频图像数据包,对视频图像数据包进行编码和并串转换后生成串行电信号，并将该串行电信号转换为串行光信号后发送至接收端，接收端将接收到的串行光信号进行光电转换为串行电信号，并对串行电信号进行串并转换和解码后恢复出的视频数据包，从每个视频数据包中提取视频图像信号的分辨率、每行像素数据、场编号和行编号，按照视频图像信号的分辨率的最大宽度和最大行数，以及保证每幅图像及其每行像素的起始存储位置能够对齐的原则，为每幅图像分配接收存储空间；其中每幅图像所分配的接收存储空间包括页地址空间、场地址空间、行地址空间和像素地址空间，视频图像信号接收存储时，对于接收到的每行像素数据，先根据所提取的场编号确定存储空间的页地址，再根据所提取的行编号确定存储空间的行地址，后按照顺序将每个像素点存储在对应的像素地址上，视频图像信号接收读取时，先确定接收存储空间的页地址，再根据所提取的视频图像信号的分辨率，在图像时序的控制下，从接收存储空间中读取每行像素数据，根据所提取的视频图像信号的分辨率产生相应的输出时序信号，并根据该输出时序信号对读取出的每行像素数据进行编码后，形成高清视频信号输出，可以实现高清视频的远距离无压缩传输；接入外部genlock信号，并对genlock信号进行解析，分离出多相位输入同步信号；多相位输入同步信号包括水平相位同步信号、垂直相位信号和场相位同步信号，在多相位输入同步信号的驱动下，产生用于同步锁相的视频像素时钟和时序信号，将通过远距离无压缩传输得到的视频数据接入，将视频数据进行时钟隔离，产生视频输入时钟，并且提取出视频数据的起始视频帧、像素点数量和行数量，以视频帧为单位写入视频数据，将视频数据进行缓存，实现genlock信号的输入与视频数据的输出的同步，并将与视频数据的输出同步的genlock信号进行锁定，产生输出缓存延迟信号，根据genlock延迟计算器产生的输出缓存延迟信号，调整视频数据的输出延时，根据视频数据中的同步信息与genlock信号的同步信息之间的传输延迟时间latency，基于视频像素时钟pix_clk并通过软件进行配置，修正时序信号(多相位输出同步信号)相对于多相位输入同步信号的偏移，通过对外部genlock信号的解析和分离，获得多相位输入同步信号，以产生用于同步锁相的视频像素时钟和时序信号；利用可编程数字逻辑电路的便捷性，计算出视频数据中的同步信息，并根据视频数据中的同步信息与genlock信号的同步信息之间的传输延迟时间，实时监控和调整时序信号的偏移，以同步锁定genlock信号，实现在数字电视视频处理领域中多个系统之间信号同步，使得接入的视频设备数目不受限制，大大降低系统成本和提高系统的运行能力，同时也可以使多个设备之间的时钟校验十分精准，再加上数据传输的宽度大，传输效率快，可以使音视频信号在传输过程中做到实时检验，实现零延时传输。
25.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
26.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，
可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。