一种多格式视频信号快速切换的视频矩阵系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于数据视频图像处理设备技术领域，具体是涉及一种多格式视频信号快速切换的视频矩阵系统包括多个输入模块、多个输出模块和数字信号交换模块，每个输入模块连接一个视频信号的输入端口，用于接收输入端口的视频信号，经处理后传输给数字信号交换模块；每个输出模块连接一个视频信号的输出端口，用于接收经数字信号交换模块交换后的视频信号，处理后经输出端口传输给显示终端；数字信号交换模块连接于多个输入模块和多个输出模块之间，控制由任意一个输入模块的视频信号切换至任意一个输出模块。解决了目前多格式混合矩阵切换会黑屏和切换带特效的局面，切换过程中实现快速无缝切换。
【专利说明】
一种多格式视频信号快速切换的视频矩阵系统
技术领域
[0001]本实用新型属于数据视频图像处理设备技术领域，具体是涉及一种多格式视频信号快速切换的视频矩阵系统。
【背景技术】
[0002]在会议室等场所中，一般输入的设备很多，如摄像头了、DVD、VCR、实物展台、台式电脑和很多的笔记本信号等等，而用于显示的终端很少，如投影机、等离子显示器和大屏幕显示等，需要将输入设备的显示内容在终端上显示，多个输入设备在同一终端如投影机进行显示，并随时切换显示内容，这时就需要用到矩阵设备，可以把提供信号源的设备的任意一路的信号送到任意一路的显示终端上，可以做到音频和视频同步或者不同步，随君所欲，方便且节约成本。
[0003]视频矩阵系统是指通过阵列切换的方法将m路视频信号任意输出至η路监看设备上的电子装置，一般情况下矩阵的输入大于输出即m>n。有一些视频矩阵也带有音频切换功能，能将视频和音频信号进行同步切换，这种矩阵也叫做音视频矩阵。视频矩阵就其实现方法来说有模拟矩阵和数字矩阵两大类，视频矩阵广泛用于各类监控场合。
[0004]目前多格式视频矩阵由于其接口丰富，实时传输，视频图像数字化等优点被广泛应用于各工程领域。其信号切换方式主要有两种，一种是黑场切换，信号在切换过程中会出现黑屏，蓝屏等现象，信号显示会中断。另一种是无缝切换，信号在切换过程中图像画面无缝过度，不会出现黑屏，蓝屏等现象，信号显示不会中断。其通过冻结一帧图像画面或产生一次淡入淡出等特效画面来掩盖黑屏，蓝屏过程，其切换过程持续一到两秒，过渡过程中人眼能明显识别出来。而在实际应用过程中，用户往往不希望看到这些多余的过渡现象出现。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种多格式视频信号快速切换的视频矩阵系统，多种不同格式的视频信号切换过程中实现超快速无缝切换，无缝过度速度快，解决了目前多格式混合矩阵切换会黑屏和切换带特效的局面。
[0006]为达上述目的，本实用新型采取的技术方案如下:
[0007]提供一种多格式视频信号快速切换的视频矩阵系统，包括多个输入模块、多个输出模块和数字信号交换模块，每个输入模块连接一个视频信号的输入端口，用于接收输入端口的视频信号，经处理后传输给数字信号交换模块；
[0008]每个输出模块连接一个视频信号的输出端口，用于接收经数字信号交换模块交换后的视频信号，处理后经输出端口传输给显示终端；
[0009]数字信号交换模块连接于多个输入模块和多个输出模块之间，控制由任意一个输入模块的视频信号切换至任意一个输出模块。
[0010]其中，所述视频信号包括有VGA格式、CVBS格式、YPbPr格式、S-Video格式、DVI格式、HDMI格式和SDI等格式。
[0011]以上所述技术方案的一个实施例中，所述输入模块包括信号采集单元、输入处理单元和输入编码单元；
[0012]信号采集单元与视频信号的输入端口连接，接收输入的视频信号进行解码，传送至输入处理单元；
[0013]输入处理单元接收信号采集单元的视频信号，对视频信号的时钟和分辨率进行处理，转换为系统预设的统一值后，传输给输入编码单元；
[0014]输入编码单元对视频信号进行编码，转成系统预设的统一格式，后传输给数字信号交换模块。
[0015]以上所述技术方案的一个实施例中，所述输出模块包括输出解码单元、输出处理单元和输出编码单元；
[0016]输出解码单元与数字信号交换模块连接，接收视频信号并进行解码，传输给输出处理单元进行处理;输出处理单元用于将视频信号的时钟和分辨率转换与显示终端的设定需求值一致，同时还缓存上一次视频信号的最后一帧图像，待视频信号稳定之后，将视频信号传输给输出编码单元；
[0017]输出编码单元与输出处理单元连接，用于对视频信号进行编码，转成显示终端能支持的视频格式进行输出。
[0018]以上所述技术方案的一个实施例中，其特征在于，所述信号采集单元包括数模转换芯片。
[0019]以上所述技术方案的一个实施例中，其特征在于，所述输出处理单元包括FPGA芯片和DDR内存芯片，FPGA芯片也可采用专用视频处理芯片替换。
[0020]本实用新型的技术方案的技术效果在于，在视频信号切换之前，输入模块进行视频处理，进行了帧频转换，统一了所有输入模块的输入视频信号的时钟、分辨率等因素，从而给后端输出模块处理节省了大量信号识别时间，达到快速切换的目的；输出模块利用视频处理芯片对DDR内存进行读写操作，每个输出模块先缓存上一次视频信号的最后一帧图像，等到要切换的视频信号稳定之后，再将其进行编码输出，起到了输出信号不中断，显示不中断的作用，进一步达到无缝快速切换的目的。
【附图说明】
[0021 ]图1是本实用新型的实施例的系统结构框图。
[0022]图2是实现本实用新型的实施例的工作流程原理图。
【具体实施方式】
[0023]以下结合附图与具体实施例对本实用新型的技术方案做详细的说明。
[0024]参照图1所示，本实施例的视频矩阵系统包括M个视频信号的输入模块、一个MXN路的数字信号交换模块，以及N个视频信号的输出模块，该系统将任意一个输入模块的视频信号切换到任意一个输出模块，在连接该输出模块的显示终端上进行显示输出。
[0025]数字信号交换模块的规模大小决定整套视频矩阵系统的信号交换规模，规模越大其可同时输出和输出的视频信号越多，连接M个输入模块和N个输出模块，控制任意输入模块的视频信号切换至任意一个输出模块，其中M和N可以相同也可以不同，取决于数字信号交换模块的规模大小。
[0026]每一个输入模块都是由信号采集单元、输入处理单元和输入编码单元三部分组成，输入模块接收输入端口的视频信号，对视频信号进行解码后传送至输入处理单元;信号采集单元，是将外部输入的各种格式的视频信号通过解码传输给输入处理单元进行信号处理，视频信号的格式包括有模拟VGA格式、CVBS格式、YPbPr格式、S-Video格式、数字DVI格式和各HDMI格式等，其中解码是将视频信号用特定方法转换成电脉冲信号，以便进行处理。信号采集单元内可以采用各种视频的ADC芯片，对信号进行解码。
[0027]输入处理单元是将解码后的视频信号的时钟、分辨率等进行处理，转换为系统预设的统一值，传输给输入编码单元;系统预设的统一值是指所有输入模块都要将视频信号的时钟、分辨率转换为相同的值。输出处理单元可以采用FPGA或各类视频处理专用芯片(ASIC)0
[0028]输入编码单元对处理后的视频信号进行编码成系统预设的统一格式，后传输给数字信号交换模块，该统一格式是数字信号交换模块能识别的信号格式，以便所有输入模块的视频信号在数字信号交换模块中进行随意的切换到任意的输出模块，不会因格式问题产生不能识别的情况，由于时钟、分辨率和格式相同，切换也就更快。输入编码单元内可以采用HDMI，V-by-0ne或SDI等数字格式编码芯片。
[0029]每一个输出模块都是由输出解码单元、输出处理单元和输出编码单元三部分组成，接收经数字信号交换模块交换后的视频信号，处理后由输出端口传输给显示终端。
[0030]输出解码单元是将路由交换后的数字信号解码并传输给输出处理单元进行信号处理，解码成输出处理单元能识别的信号格式。输出解码单元内可以采用HDMI，V-by-0ne或SDI等数字格式解码芯片。
[0031]输出处理单元将输出模块中解码后的视频信号的时钟和分辨率转换与显示终端的设定需求值一致，同时还缓存上一次视频信视号的最后一帧图像，待后一输出视频信号稳定之后，将后一视频信号传输给输出编码单元，输出处理单元可以采用FPGA或各类视频处理专用芯片(ASIC)，主要由视频处理芯片和DDR内存芯片构成，DDR内存芯片也可以集成在视频处理芯片内部，主要完成视频信号的帧频转换统一和缓存图像信息的作用。
[0032]输出编码单元，是将处理过的视频信号进行编码，编码成显示终端能接收的各种视频格式，包括模拟VGA格式、CVBS格式、YPbPr格式、S-Video格式、数字DVI格式和数子HDMI格式等等，最终传输到显不终端进彳丁显不。
[0033]本实施例中系统能在多种不同格式的视频信号切换过程中实现超快速无缝切换，无缝过度速度快，人眼识别不到任何定帧和淡入淡出等特效过程，信号切换过程简单快捷，解决了目前多格式混合矩阵切换会黑屏和切换带特效的局面。
[0034]参照图2所示，说明实现本实施例的系统的工作流程原理，并说明本实施例快速无缝切换的实现过程。
[0035]以两路输入信号和一路输出为例，首先系统通过连接两路输入信号的输入模块的信号采集单元分别采集两路输入信号I和2，可以是不同格式的视频信号分别给到输入处理单元进行视频处理。
[0036]两路输入信号分别经输入处理单元进行帧频转换并统一时钟、分频率输出，第I路和第2路的输入信号分别再经输入编码单元进行编码，编码成数字信号交换芯片能识别的数字信号格式。
[0037]数字信号交换芯片默认输出第I路输入信号至输出模块中，当收到切换请求进行第2路输入信号到输出模块的切换操作时。将第2路输入信号的视频信号传输给视频信号的输出模块。
[0038]输出解码单元将数字信号交换芯片传输过来的数字信号进行解码，解码成输出处理单元能识别的信号格式。
[0039]输出处理单元在切换时要先缓存上一次第I路输入信号的最后一帧图像，等到要切换的第2路输入信号稳定之后，再将第2路输入信号进行编码，编码成用户所需的各种视频格式进行输出显示，这个过程能起到输出信号不中断，显示不中断的作用。这样就能达到无缝切换的目的。
[0040]由上述切换过程可以看出，在信号切换之前进行视频处理是实现快速无缝切换的关键，正因为输入视频处理进行了帧频转换，统一了所有输入信号的时钟，分辨率等因素，从而给后端输出视频处理节省了大量信号识别时间，这样就达到了快速切换的目的。
【主权项】
1.一种多格式视频信号快速切换的视频矩阵系统，包括多个输入模块、多个输出模块和数字信号交换模块，每个输入模块连接一个视频信号的输入端口，用于接收输入端口的视频信号，经处理后传输给数字信号交换模块； 每个输出模块连接一个视频信号的输出端口，用于接收经数字信号交换模块交换后的视频信号，处理后经输出端口传输给显示终端； 数字信号交换模块连接于多个输入模块和多个输出模块之间，控制由任意一个输入模块的视频信号切换至任意一个输出模块。2.根据权利要求1所述的多格式视频信号快速切换的视频矩阵系统，其特征在于，所述视频信号包括有VGA格式、CVBS格式、YPbPr格式、S-Video格式、DVI格式、HDMI格式和SDI格式。3.根据权利要求1或2所述的多格式视频信号快速切换的视频矩阵系统，其特征在于，所述输入模块包括信号采集单元、输入处理单元和输入编码单元； 信号采集单元与视频信号的输入端口连接，接收输入的视频信号进行解码，传送至输入处理单元； 输入处理单元接收信号采集单元的视频信号，对视频信号的时钟和分辨率进行处理，转换为系统预设的统一值后，传输给输入编码单元； 输入编码单元对视频信号进行编码，转成系统预设的统一格式，后传输给数字信号交换模块。4.根据权利要求1或2所述的多格式视频信号快速切换的视频矩阵系统，其特征在于，所述输出模块包括输出解码单元、输出处理单元和输出编码单元； 输出解码单元与数字信号交换模块连接，接收视频信号并进行解码，传输给输出处理单元进行处理;输出处理单元用于将视频信号的时钟和分辨率转换与显示终端的设定需求值一致，同时还缓存上一次视频信号的最后一帧图像，待视频信号稳定之后，将视频信号传输给输出编码单元； 输出编码单元与输出处理单元连接，用于对视频信号进行编码，转成显示终端能支持的视频格式进行输出。5.根据权利要求3所述的多格式视频信号快速切换的视频矩阵系统，其特征在于，所述信号采集单元包括数模转换芯片。6.根据权利要求4所述的多格式视频信号快速切换的视频矩阵系统，其特征在于，所述输出处理单元包括DDR内存芯片和FPGA芯片、或专用视频处理芯片。
【文档编号】H04N5/765GK205726099SQ201620405488
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年5月5日
【发明人】黎徽, 董胜军
【申请人】深圳市汉普锐科技有限公司