数字视频交换系统的利记博彩app
【专利摘要】一种数字视频交换系统，包括：控制器、FPGA视频交换器、输入输出板卡，所述控制器与FPGA视频交换器相连接，用于控制FPGA视频交换器进行视频交换传输；所述FPGA视频交换器用于将串行视频信号转化为并行视频信号进行交换传输；所述输入输出板卡与FPGA视频交换器相连接，用于将外部的视频信号输入到FPGA视频交换器中进行交换或者将交换后的视频信号发送到外部。由于所述数字视频交换系统一个接口可以对应多种视频信号，从而实现信号的时分复用，即使大规模数字视频交换时，也不会需要大量的FPGA视频交换器进行视频交换，实现大规模数字视频交换系统的成本较低。
【专利说明】数字视频交换系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及视频领域，尤其涉及一种数字视频交换系统。
【背景技术】
[0002]图像信息是人们从客观世界获取信息的主要来源之一，占人类依靠五官获得信息量的70%以上，而视频图像则是图像信息的重要部分。视频图像实际上就是连续的静态图像序列，是对客观事物形象、生动的描述，是一种更加直接而具体的信息表达形式。目前非压缩视频交换系统主要有两种:模拟视频交换系统和数字视频交换系统。
[0003]模拟视频交换系统包括视频光端机、视频分配器、模拟视频矩阵等众多设备组成，其中，视频光端机用于图像采集、传输和图像还原，视频分配器实现图像分配，模拟矩阵用于切换和存储图像，并通过模拟交换芯片进行视频交换，技术实现相对简单。但是模拟视频交换系统需要前端光端机实现数字视频信号或光视频信号的接入传输，局端恢复模拟视频信号，再通过同轴连接到模拟视频矩阵，连接线较多，导致工程实施成本较高，机房造价高，后期维护接点较多；且当视频监控系统需要多级级联、多个中心分级监控时，一个视频信号经过多次采样后，图像质量越差，3级采样后画面质量难以容忍，图像细节基本完全丢失，达不到清晰效果。
[0004]为了解决上述图像失真问题，市场上出现了数字视频监控系统，利用模拟视频矩阵实现图像交换，由于不需要图像数据的数模转换，因此经过多次采样也不会影响图像质量。但现有的数字视频监控系统造价昂贵，不容易实现大规模数字视频矩阵，系统功能受到局限。
实用新型内容
[0005]本实用新型解决的问题是提供一种数字视频交换系统，有利于实现大规模数字视频矩阵，且成本较低。
[0006]为解决上述问题，本实用新型提供了一种数字视频交换系统，包括:控制器、FPGA视频交换器、输入输出板卡，所述控制器与FPGA视频交换器相连接，用于控制FPGA视频交换器进行视频交换传输；所述FPGA视频交换器用于将串行视频信号转化为并行视频信号进行交换传输；所述输入输出板卡与FPGA视频交换器相连接，用于将外部的视频信号输入到FPGA视频交换器中进行交换或者将交换后的视频信号发送到外部。
[0007]可选的，所述FPGA视频交换器包括时钟同步模块，用于将不同输入输出板卡输入的视频信号进行时钟同步。
[0008]可选的，所述控制器与外部控制单元相连，外部控制单元通过控制器控制FPGA视频交换器进行视频交换传输。
[0009]可选的，所述输入输出板卡包括视频点对点输入卡、视频点对点输出卡、视频级联输入卡、视频级联输出卡、视频环网输入卡、视频环网输出卡、视频矩阵输入卡、视频矩阵输出卡、本地视频输入卡和本地视频输出卡。[0010]可选的，还包括光扩展接口，所述光扩展接口与FPGA视频交换器相连接。
[0011]可选的，所述FPGA视频交换器具有多个串行收发器，一个串行收发器对应一个输入输出板卡。
[0012]可选的,一个输入输出板卡具有多个串行收发器。
[0013]可选的，所述输入输出板卡的芯片为lattice公司的Ecp3m_35芯片或者TI公司的 SN65LV1023A、SN65LV1224B 芯片。
[0014]可选的，所述FPGA视频交换器20为lattice半导体公司的Ecp3m_150芯片。
[0015]可选的，所述控制器为Atmel公司的通用ARM控制芯片AT91SAM9M10G45。
[0016]与现有技术相比，本技术方案具有以下优点:
[0017]由于所述视频交换器是采用FPGA视频交换器，一个接口可以对应多种视频信号，从而实现信号的时分复用，即使大规模数字视频交换时，也不会需要大量的FPGA视频交换器进行视频交换，实现大规模数字视频交换系统的成本较低。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型实施例的数字视频交换系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]由于现有的数字视频监控系统造价昂贵，无法实现大规模数字视频矩阵，系统功能受到局限，实用新型人经过研究发现，现有的数字视频监控系统通常采用专用集成电路(ASIC)的交换芯片进行信号交换，专用集成电路的交换芯片的接口是固定的，一个接口只能对应一种视频信号，无法实现信号的时分复用，会浪费很多接口资源，当需要实现大规模数字视频交换时，需要大量的专用集成电路的交换芯片进行视频交换，造成现有的数字视频监控系统造价昂贵，不容易实现大规模数字视频交换系统。
[0020]为此，本实用新型实施例提供了一种数字视频交换系统，包括:控制器、FPGA视频交换器、输入输出板卡，利用所述FPGA视频交换器用于将串行视频信号转化为并行视频信号进行交换传输。由于所述视频交换器是采用FPGA视频交换器，可以根据需要进行编程设计，一个接口可以对应多种视频信号，从而实现信号的时分复用，即使大规模数字视频交换时，也不会需要大量的FPGA视频交换器进行视频交换，实现大规模数字视频交换系统的成本较低。
[0021]下面结合附图，通过具体实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述。
[0022]请参考图1，为本实用新型实施例的数字视频交换系统，包括:控制器10、FPGA视频交换器20、输入输出板卡30，所述控制器10与FPGA视频交换器20相连接，用于控制FPGA视频交换器20进行视频交换传输；所述FPGA视频交换器20用于将串行视频信号转化为并行视频信号进行交换传输；所述输入输出板卡30与FPGA视频交换器20相连接，用于将外部的视频信号输入到FPGA视频交换器20中进行交换或者将交换后的视频信号发送到外部。
[0023]在本实施例中，所述控制器10为Atmel公司提供的通用ARM控制芯片AT91SAM9M10G45，利用所述控制器10控制FPGA视频交换器20中视频信号的交换。所述控制器10采用高带宽构架，且基于多层总线矩阵、多个DMA通道以及外部总线接口，以确保将内外数据流的处理器开销降至最低。所述控制器还可以通过以太网、互联网或控制线与外部控制端相连接，实现系统底层和上层软件的交互式处理。所述外部控制端为PC或服务器，操作人员通过操作PC或服务器内的相关上层软件，根据需要将视频信号从对应的视频输入卡输入，从对应的视频输出卡输出，从而实现视频交换。
[0024]在其他实施例中，所述控制器还可以为其他型号的控制器。
[0025]在本实施例中，所述FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)视频交换器20为lattice (莱迪思)半导体公司的Ecp3m_150芯片，所述Ecp3m_150芯片具有内置16个串行收发器，所述串行收发器与输入输出板卡30通过系统的背板进行双向通信。在其他实施例中，所述FPGA视频交换器还可以具有其他数量的串行收发器。
[0026]在本实施例中，所述FPGA视频交换器20还具有时钟同步模块，可以将串行收发器获得的视频信号进行时钟同步，所述视频信号包括视频、音频、数据、IP、开关量等信号。由于不同步的串行视频信号不能转化为并行视频信号进行交换传输，串行视频信号利用现有的专用集成电路的交换芯片不能任意地进行交换，因此一个接口只能对应一种视频信号，不能进行信号复用。而在本实施例中，由于所述FPGA视频交换器20具有时钟同步模块，可以从串行收发器获得的串行视频信号进行时钟同步，然后将时钟同步的串行视频信号转化为并行视频信号进行交换传输。由于并行视频信号容易交换传输，因此利用本实用新型实施例的FPGA视频交换器20可以控制串行收发器进行任意视频信号输入或输出，即一个FPGA视频交换器的接口可以对应多种视频信号，从而实现信号的时分复用，即使大规模数字视频交换时，也不会需要大量的FPGA视频交换器进行视频交换，实现大规模数字视频矩阵的成本较低。
[0027]在本实施例中，所述输入输出板卡30包括视频点对点输入卡、视频点对点输出卡、视频级联输入卡、视频级联输出卡、视频环网输入卡、视频环网输出卡、视频矩阵输入卡、视频矩阵输出卡、本地视频输入卡和本地视频输出卡其中的一种或几种。
[0028]其中，所述视频点对点输入卡、视频点对点输出卡为独立的两张板卡，在其它实施例中，所述视频点对点输入卡、视频点对点输出卡也可以为同一张输入输出板卡。
[0029]所述视频级联输入卡、视频级联输出卡为独立的两张板卡，在其它实施例中，所述视频级联输入卡、视频级联输出卡也可以为同一张输入输出板卡。
[0030]所述视频环网输入卡、视频环网输出卡为独立的两张板卡，在其它实施例中，所述视频环网输入卡、视频环网输出卡也可以为同一张输入输出板卡。
[0031]所述视频矩阵输入卡、视频矩阵输出卡为独立的两张板卡，在其它实施例中，所述视频矩阵输入卡、视频矩阵输出卡也可以为同一张输入输出板卡。
[0032]所述本地视频输入卡和本地视频输出卡为独立的两张板卡，在其它实施例中，所述本地视频输入卡和本地视频输出卡也可以为同一张输入输出板卡。其中，所述本地视频输入/输出指视频在本地监控获得后在本地的监控器上输出，而视频级联输入/输出、视频环网输入/输出、视频矩阵输入/输出是指监控在下级监控获得后通过传输通道(光纤或电缆)传输到所述数字视频交换系统或者从所述数字视频交换系统传输到上级监控。
[0033]在本实施例中，所述输入输出板卡30的芯片为lattice公司的Ecp3m_35芯片或者TI公司的SN65LV1023A、SN65LV1224B芯片。所述输入输出板卡30具有多个串行收发器实现视频信号的接收和发送，在其中一个实施例中，一个输入输出板卡具有16个串行收发器，因此，单个系统最多可以实现256路视频输入、256路视频输出功能，从而能够大大提升大规模数字视频交换的能力。
[0034]在其它实施例中，所述数字视频交换系统还可以包括光扩展接口，所述光扩展接口与FPGA视频交换器相连接，利用所述光扩展接口可以直接将光信号通过光纤进行数据传输。由于光纤传输的衰减小，抗干扰能力好，因此当不同的数字视频交换系统之间距离较长时，采用光扩展接口和光纤技术可以提高视频传输质量。所述光扩展接口为SFP(热插拔小封装)光扩展接口。
[0035]且由于所述数字视频交换系统的输入端和输出端可以对多种视频信号进行交换传输，将一个所述数字视频交换系统的输入输出板卡与另一个数字视频交换系统的输入输出板卡相连接，或者将一个数字视频交换系统的光扩展接口与另一个数字视频交换系统的光扩展接口相连接，通过控制器的控制，就可以实现大规模数字视频矩阵，且最终所需的数字视频交换系统的数量远远小于现有技术形成大规模数字视频矩阵时所需的数字视频交换系统的数量，实现大规模数字视频交换系统的成本会大幅降低。
[0036]本实用新型虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。
【权利要求】
1.一种数字视频交换系统，其特征在于，包括:控制器、FPGA视频交换器、输入输出板卡， 所述控制器与FPGA视频交换器相连接，用于控制FPGA视频交换器进行视频交换传输; 所述FPGA视频交换器用于将串行视频信号转化为并行视频信号进行交换传输；所述输入输出板卡与FPGA视频交换器相连接，用于将外部的视频信号输入到FPGA视频交换器中进行交换或者将交换后的视频信号发送到外部。
2.如权利要求1所述的数字视频交换系统，其特征在于，所述FPGA视频交换器包括时钟同步模块，用于将不同输入输出板卡输入的视频信号进行时钟同步。
3.如权利要求1所述的数字视频交换系统，其特征在于，所述控制器与外部控制单元相连，外部控制单元通过控制器控制FPGA视频交换器进行视频交换传输。
4.如权利要求1所述的数字视频交换系统，其特征在于，所述输入输出板卡包括视频点对点输入卡、视频点对点输出卡、视频级联输入卡、视频级联输出卡、视频环网输入卡、视频环网输出卡、视频矩阵输入卡、视频矩阵输出卡、本地视频输入卡和本地视频输出卡。
5.如权利要求1所述的数字视频交换系统，其特征在于，还包括光扩展接口，所述光扩展接口与FPGA视频交换器相连接。
6.如权利要求1所述的数字视频交换系统，其特征在于，所述FPGA视频交换器具有多个串行收发器，一个串行收发器对应一个输入输出板卡。
7.如权利要求6所述的数字视频交换系统，其特征在于，一个输入输出板卡具有多个串行收发器。
8.如权利要求1所述的数字视频交换系统，其特征在于，所述输入输出板卡的芯片为lattice 公司的 Ecp3m_35 芯片或者 TI 公司的 SN65LV1023A、SN65LV1224B 芯片。
9.如权利要求1所述的数字视频交换系统，其特征在于，所述FPGA视频交换器20为lattice半导体公司的Ecp3m_150芯片。
10.如权利要求1所述的数字视频交换系统，其特征在于，所述控制器为Atmel公司的通用ARM控制芯片AT91SAM9M10G45。
【文档编号】H04N5/765GK203645775SQ201320825955
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年12月13日 优先权日:2013年12月13日
【发明者】史故臣 申请人:杭州中威电子股份有限公司