基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201922264886.1 (22)申请日 2019.12.16 (73)专利权人 北京小鸟科技股份有限公司 地址 102208 北京市昌平区回龙观龙冠商 务中心5层501室 (72)发明人 刘雨董志松李厚鹏 (74)专利代理机构 北京市恒有知识产权代理事 务所(普通合伙) 11576 代理人 郭文浩尹文会 (51)Int.Cl. H04N 5/268(2006.01) H04N 7/18(2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 (54)实用新型名称 基于。

2、通道复用技术的大规模视频显控矩阵 设备 (57)摘要 本实用新型属于视频显控技术领域， 具体涉 及了一种基于通道复用技术的大规模视频显控 矩阵设备， 旨在解决现有技术无法实现大规模多 路视频互联切换的问题。 本实用新型包括： 一个 或多个输入模块， 每一个输入模块获取N路视频， 进行视频复制复用后分为MN组发送至切换单 元； 切换单元包括至少一个切换卡， 获取视频组 并基于第一用户指令将视频组分别发送至相应 输出模块； 一个或多个输出模块， 每一个输出模 块基于第二用户指令提取视频组中任意一路视 频并通过相应视频接口芯片输出。 本实用新型每 一路视频输入输出端口可以传输多路视频业务， 设备的最。

3、大规模不受限于芯片的接口数量， 能够 满足用户大规模场景的多路视频互联切换需求。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 210781064 U 2020.06.16 CN 210781064 U 1.一种基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备， 包括背板、 电源模块、 主控模 块、 风箱、 机箱， 其特征在于， 该视频显控矩阵设备还包括一个或多个输入模块、 切换单元、 一个或多个输出模块； 所述输入模块用于获取N路视频并将所述N路视频中每一路视频复制为N份， 将N份N个 视频重新组合为N个视频组并进行通道复用后发送至所述切换单元； 所述切换单元分别获取一个或多个输入模块发送的N个视频组。

4、， 并基于获取的第一用 户指令将每一个视频组分别发送至所述一个或多个输出模块中相应的输出模块； 所述输出模块用于获取所述切换单元发送的视频组， 并基于获取的第二用户指令提取 所述视频组中的任意一路视频并输出。 2.根据权利要求1所述的基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备， 其特征在于， 所述输入模块设置有N个第一视频接口芯片、 N个第一背板高速通道； 所述第一视频接口芯 片用于获取一路视频； 所述第一背板高速通道用于输出重新组合后的一个视频组。 3.根据权利要求1所述的基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备， 其特征在于， 所述切换单元包括一个或多个切换卡； 所述切换单元设置有H个视频输。

5、入通道、 H个视频输 出通道。 4.根据权利要求1所述的基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备， 其特征在于， 所述输出模块设置有C个第二背板高速通道、 C个第二视频接口芯片； 所述第二背板高速通 道用于获取一个视频组； 所述第二视频接口芯片用于输出基于第二用户指令提取的任意一 路视频。 5.根据权利要求4所述的基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备， 其特征在于， 所述切换单元还设置有第一微控制单元； 所述第一微控制单元用于获取主控模块发送的第一用户指令， 并基于所述第一用户指 令进行所述切换单元的M个视频输出接口与所述C个输出模块的第二背板高速通道之间的 匹配。 6.根据权利要求4所述。

6、的基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备， 其特征在于， 所述输出模块还设置有第二微控制单元； 所述第二微控制单元用于获取主控模块发送的第二用户指令， 并基于所述第二用户指 令分别提取各输出模块各第二背板高速通道的一个视频组中的任意一路视频。 7.根据权利要求1所述的基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备， 其特征在于， 通过FPGA、 DSP、 ASIC芯片中的一种作为背板高速通道进行视频传输。 权利要求书 1/1 页 2 CN 210781064 U 2 基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备 技术领域 0001 本实用新型属于视频显控技术领域， 具体涉及了一种基于通道复用技术的大规。

7、模 视频显控矩阵设备。 背景技术 0002 视频显控设备主要包括视频矩阵和拼接处理器。 视频矩阵是指通过阵列切换的方 法将m路视频信号任意输出至n路监控设备上的电子装置。 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， 这种矩阵也叫做视音频矩阵。 目前的视频矩阵就 其实现方法来说有模拟矩阵和数字矩阵两大类。 视频矩阵一般用于各类监控场合。 视频拼 接控制器是专业的视频处理与控制设备， 主要功能是把一路视频信号分割为多个显示单 元， 将分割后的显示单元信号输出到多个显示终端， 并完成用多个显示屏拼接组成一个完 整的图像， 处理过程完全硬件化， 视频显示过程不需要电脑和启动。

8、软件等操作， 非常简便。 0003 现有的视频显控设备， 视频业务背板侧的互联切换通过crosspoint芯片实现， crosspoint的每个输入端口接一路输入视频， 每个输出端口接一路输出视频， 通过配置芯 片内部的输入到输出的连接关系， 实现视频业务的切换连接和复制输出的等功能。 crosspoint的每一路输入输出端口只能传输一路视频业务， 这就导致设备的最大规模受限 于芯片的接口数量。 目前的设备规模， 已经无法满足用户的需求， 急需一种更大规模的设备 实现多路视频互联切换。 实用新型内容 0004 为了解决现有技术中的上述问题， 即现有技术无法实现大规模多路视频互联切换 的问题， 。

9、本实用新型提供了一种基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备， 包括背板、 电源模块、 主控模块、 风箱、 机箱， 该视频显控矩阵设备还包括一个或多个输入模块、 切换单 元、 一个或多个输出模块； 0005 所述输入模块用于获取N路视频并将所述N路视频中每一路视频复制为N份， 将N份 N个视频重新组合为N个视频组并进行通道复用后发送至所述切换单元； 0006 所述切换单元分别获取一个或多个输入模块发送的N个视频组， 并基于获取的第 一用户指令将每一个视频组分别发送至所述一个或多个输出模块中相应的输出模块； 0007 所述输出模块用于获取所述切换单元发送的视频组， 并基于获取的第二用户指令 提取。

10、所述视频组中的任意一路视频并输出。 0008 在一些优选的实施例中，“将N份N个视频重新组合为N个视频组” ， 其方法为： 0009 将所述N份N个视频中来自不同第一视频接口芯片的视频作为一组， 获得N个视频 组。 0010 在一些优选的实施例中， 所述输入模块设置有N个第一视频接口芯片、 N个第一背 板高速通道； 所述第一视频接口芯片用于获取一路视频； 所述第一背板高速通道用于输出 重新组合后的一个视频组。 说明书 1/5 页 3 CN 210781064 U 3 0011 在一些优选的实施例中， 所述切换单元包括一个或多个切换卡； 所述切换单元设 置有H个视频输入通道、 H个视频输出通道。。

11、 0012 在一些优选的实施例中， 所述输出模块设置有C个第二背板高速通道、 C个第二视 频接口芯片； 所述第二背板高速通道用于获取一个视频组； 所述第二视频接口芯片用于输 出基于第二用户指令提取的任意一路视频。 0013 在一些优选的实施例中， 所述切换单元还设置有第一微控制单元； 0014 所述第一微控制单元用于获取主控模块发送的第一用户指令， 并基于所述第一用 户指令进行所述切换单元的M个视频输出接口与所述C个输出模块的第二背板高速通道之 间的匹配。 0015 在一些优选的实施例中， 所述输出模块还设置有第二微控制单元； 0016 所述第二微控制单元用于获取主控模块发送的第二用户指令， 。

12、并基于所述第二用 户指令分别提取各输出模块各第二背板高速通道的一个视频组中的任意一路视频。 0017 在一些优选的实施例中， 通过FPGA、 DSP、 ASIC芯片中的一种作为背板高速通道进 行视频传输。 0018 本实用新型的有益效果： 0019 本实用新型基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备， 通过视频复制重组、 通道复用、 视频提取技术， 每一路视频输入输出端口可以传输多路视频业务， 设备的最大规 模不受限于芯片的接口数量， 实现设备规模的极大扩展， 提高设备集成度， 降低端口平均成 本和平均功能， 能够满足用户更大规模场景的应用需求。 附图说明 0020 通过阅读参照以下附图所作的。

13、对非限制性实施例所作的详细描述， 本申请的其它 特征、 目的和优点将会变得更明显： 0021 图1是本实用新型基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备的框架示意图； 0022 图2是本实用新型基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备一种实施例的 320-320路视频交换设备框架示意图； 0023 图3是本实用新型基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备一种实施例的2 路输入模块框架示意图； 0024 图4是本实用新型基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备一种实施例的 160-160路视频切换卡框架示意图； 0025 图5是本实用新型基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备一种实施例的2 路输。

14、出模块框架示意图。 具体实施方式 0026 下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。 可以理解的是， 此处所描 述的具体实施例仅用于解释相关实用新型， 而非对该实用新型的限定。 另外还需要说明的 是， 为了便于描述， 附图中仅示出了与有关实用新型相关的部分。 0027 需要说明的是， 在不冲突的情况下， 本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。 说明书 2/5 页 4 CN 210781064 U 4 0028 本实用新型的一种基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备， 包括背板、 电 源模块、 主控模块、 风箱、 机箱， 该视频显。

15、控矩阵设备还包括一个或多个输入模块、 切换单 元、 一个或多个输出模块 0029 所述输入模块用于获取N路视频并将所述N路视频中每一路视频复制为N份， 将N份 N个视频重新组合为N个视频组并进行通道复用后发送至所述切换单元； 0030 所述切换单元分别获取一个或多个输入模块发送的N个视频组， 并基于获取的第 一用户指令将每一个视频组分别发送至所述一个或多个输出模块中相应的输出模块； 0031 所述输出模块用于获取所述切换单元发送的视频组， 并基于获取的第二用户指令 提取所述视频组中的任意一路视频并输出。 0032 为了更清晰地对本实用新型基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备进行 说明， 下。

16、面结合图1对本实用新型实施例中各模块展开详述。 0033 本实用新型一种实施例的基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备， 包括背 板、 电源模块、 主控模块、 风箱、 机箱， 该视频显控矩阵设备还包括一个或多个输入模块、 切 换单元、 一个或多个输出模块， 各模块详细描述如下： 0034 输入模块用于获取N路视频并将所述N路视频中每一路视频复制为N份， 将N份N个 视频重新组合为N个视频组并进行通道复用后发送至切换单元。 0035 输入模块设置有N个第一视频接口芯片、 N个第一背板高速通道。 每个第一视频接 口芯片用于获取一路视频， 每个第一背板高速通道用于输出重新组合后的一个视频组。 输 。

17、入模块支持N路视频输入N个视频组输出。 0036 将输入的N路视频中每一路视频复制为N份， 并将其中来自不同第一视频接口芯片 的视频作为一组， 得到N个视频组， 每个视频组包括分别来自N个第一视频接口芯片的N个视 频。 0037 本实用新型为了更清晰说明输入模块， 以M个支持N路视频的输入模块进行说明， 在实际应用中， 设备中可以放置一个或多个输入模块， 比如一卡2路、 一卡4路、 一卡8路。 0038 切换单元分别获取一个或多个输入模块发送的N个视频组， 并基于获取的第一用 户指令将每一个视频组分别发送至一个或多个输出模块中相应的输出模块。 0039 切换单元包括一个或多个切换卡， 共设置有。

18、H个视频输入通道、 H个视频输出通道， 用于获取M个输入模块发送的MN个视频组， 并基于获取的第一用户指令将MN个视频组 中的每一组视频分别发送至一个或多个输出模块中相应的输出模块。 0040 输出模块设置有C个第二背板高速通道、 C个第二视频接口芯片。 每一个第二背板 高速通道获取切换卡组发送的一个视频组， 每一个第二视频接口芯片分别输出获取的任意 一路视频。 0041 本实用新型为了更清晰说明输出模块， 以Q个支持C路视频的输出模块进行说明， 在实际应用中， 设备中可以放置一个或多个输出模块， 比如一卡2路、 一卡4路、 一卡8路。 0042 切换单元还设置有第一微控制单元， 用于获取主控。

19、模块发送的第一用户指令， 并 基于所述第一用户指令进行所述切换单元的M个视频输出接口与所述C个输出模块的第二 背板高速通道之间的匹配。 0043 输出模块还设置有第二微控制单元， 用于获取主控模块发送的第二用户指令， 并 基于所述第二用户指令分别提取各输出模块各第二背板高速通道的一个视频组中的任意 说明书 3/5 页 5 CN 210781064 U 5 一路视频。 0044 因为每一个切换单元所切换的输入数据都包含了所有的输入视频信息， 所以每个 输出模块必然能从N个背板通道中获取到N路任意的输入视频， 因此， 整个设备的MN路输 入到QC路输出是全无阻的， 满足视频显控设备的需求， 实现交。

20、换规模从H路输入、 H路输出 到(MN)路输入、 (QC)路输出的扩展， 扩大了传统设备端口数量， 视频切换不受制于设备 端口数量限制， 能够实现大规模多路视频互联切换。 0045 如图2所示， 为本实用新型基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备一种实 施例的320-320路视频交换设备框架示意图， 包括160个输入模块、 2个切换卡、 160个输出模 块； 其中， 每个输入模块支持2路视频输入、 2路背板高速输出， 每个切换卡支持160路视频输 入、 160路视频输出的视频切换功能， 切换单元支持320路视频输入、 320路视频输出的视频 切换功能， 每个输出模块支持2路背板高速输入、 2。

21、路视频输出。 0046 首先， 将输入模块1的输入视频记为11、 12， 输入模块2的输入视频记为21、 22， ， 输入模块160的输入视频记为1601、 1602， 将每个输入模块的视频进行复制以及重 新分组， 获得1602组视频， 每组视频分别包括(11、 12)、 (11、 12)(21、 22)(21、 22)， ， (1601、 1602)(1601、 1602)。 0047 然后， 通过两个160-160的切换卡按照第一用户指令进行通道匹配后将各组视频 发送到相应的输出模块的高速输入通道。 本实施例中， 输出模块1的通道1获得视频组(11、 12)， 通道2获得视频组(801、 。

22、802)； 输出模块2的通道1获得视频组(801、 802)， 通道2获得视 频组(11、 12)； 输出模块160的通道1获得视频组(41、 42)， 通道2获得视频组(1201、 1202)； ， 其他输出模块获取的视频组不再一一详述。 0048 最后， 按照第二用户指令进行视频提取， 输出模块1的两个通道分别显示视频11、 视频802； 输出模块2的两个通道分别显示视频801、 视频12； 输出模块160的两个通道分别显 示视频42、 视频1201； ， 其他输出模块输出的视频不再一一详述。 0049 如图3所示， 为本实用新型基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备一种实 施例的2路输。

23、入模块框架示意图， 主要包括输入视频接口芯片和FPGA， 视频接口芯片负责接 入各种不同的视频接口格式(比如HDMI、 DVI、 VGA、 SDI、 DP等)， 转成统一板内视频接口(RGB、 BT1120、 LVDS等)之后接入FPGA， FPGA把所有视频通过通道复用技术， 合并到一个传输通道 中， 在背板发送侧， 对通道进行复制， 发送到2个背板通道。 本实施例采用FPGA进行视频处 理， 其他实施例中还可以采用其他芯片如DSP、 ASIC芯片等， 本实用新型在此不再一一详述。 0050 如图4所示， 为本实用新型基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备一种实 施例的160-160路视频。

24、切换卡框架示意图， 包括一个支持160路视频输入、 160视频输出的切 换芯片以及配置芯片的第一微处理单元(MCU)， MCU负责转发主控模块的切换指令， 对切换 芯片进行配置。 切换芯片根据配置， 把指定的复用输入视频通道切换到指定的输出通道。 本 实施例采用MCU进行指令转发、 芯片配置， 其他实施例中还可以采用其他类似功能的芯片， 本实用新型在此不再一一详述。 0051 如图5所示， 为本实用新型基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设备一种实 施例的2路输出模块框架示意图， 主要包括第二微处理单元(MCU)、 输出视频接口芯片和 FPGA。 MCU接收来自主控模块的输出通道配置指令， 把。

25、配置指令转换为FPGA的对应寄存器设 置， 然后设置到FPGA中。 FPGA先把视频缓存到本地存储器， 然后根据设置值， 提取对应的视 说明书 4/5 页 6 CN 210781064 U 6 频数据进行输出， 通过板内视频接口， 发送到视频输出接口芯片， 输出给外部显示设备。 本 实施例采用FPGA进行视频处理， 采用MCU进行指令接收、 转换以及视频输出接口配置， 其他 实施例中还可以采用其他类似功能的芯片， 本实用新型在此不再一一详述。 0052 需要说明的是， 上述实施例提供的基于通道复用技术的大规模视频显控矩阵设 备， 仅以上述各功能模块的划分进行举例说明， 在实际应用中， 可以根据。

26、需要而将上述功能 分配由不同的功能模块来完成， 即将本实用新型实施例中的模块再分解或者组合， 例如， 上 述实施例的模块可以合并为一个模块， 也可以进一步拆分成多个子模块， 以完成以上描述 的全部或者部分功能。 对于本实用新型实施例中涉及的模块的名称， 仅仅是为了区分各个 模块， 不视为对本实用新型的不当限定。 0053 术语 “第一” 、“第二” 等是用于区别类似的对象， 而不是用于描述或表示特定的顺 序或先后次序。 0054 术语 “包括” 或者任何其它类似用语旨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/装置不仅包括那些要素， 而且还包括没有明确列出的。

27、 其它要素， 或者还包括这些过程、 方法、 物品或者设备/装置所固有的要素。 0055 至此， 已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案， 但是， 本 领域技术人员容易理解的是， 本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。 在 不偏离本实用新型的原理的前提下， 本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改 或替换， 这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。 说明书 5/5 页 7 CN 210781064 U 7 图1 图2 说明书附图 1/2 页 8 CN 210781064 U 8 图3 图4 图5 说明书附图 2/2 页 9 CN 210781064 U 9 。