录播设备及录播方法技术

本发明专利技术公开了一种多镜头录播设备，主要包括主板、微处理器、网络交换机和摄像头模块；所述摄像头模块通过网络交换机与主板相连，摄像头模块与网络交换机通过网络外接口连接；所述微处理器同时连接主板和摄像头模块；主板上设置有内装主系统的中央处理器；所述摄像头模块主要包括摄像头一、摄像头二、同帧振荡器、HDMI视频采集模块和GPU。本发明专利技术还公开了上述录播设备的录播方法。本发明专利技术通过多镜头摄录视频图像，用以太网传输内部数据，视频图像经GPU拼接，再由CPU进行压缩。另外公开了一种单镜头录播设备及录播方法。本发明专利技术用价格低廉的普通摄像头和电子部件就能达到很高的录播精度，并且网络视频流量低，使得高质量常态录/直播变为现实。

【技术实现步骤摘要】
录播设备及录播方法
本专利技术属于音频视频录播设备
，具体涉及一种录播设备及录播方法。
技术介绍
良好的教育对于社会非常重要。好的教学内容应当被自动录下来，科学研究中好的报告也应当被录下来，以便好的内容可以被更多的人分享。再如，学生可以用这些课堂内容视频帮助他们做作业，准备测验与考试，或补习缺失的课程以便赶上进度。目前蓬勃发展的慕课、微课、翻转课堂等在线教育服务，对录播设备都有强烈的需求。录播设备是近年来出现的新型设备，广泛地用于教育、医疗和视频会议中。通常的录播设备有几路视频输入，每一路视频是单摄像头，数据放到数据采集卡上，并由CPU/GPU进行压缩、编码、解码等。现有技术中针对课堂上课的录播设备，都是使用一个摄像头录制黑板上的内容。录制的比例通常是2比1，或者是16比9，录播的精度为高清或全高清。不过，通常黑板的比例是4比1。为了解决这个问题，现有的方法是进行人工操作或者用旋转摄像头，以选择录制的内容。但是，人工录制增加了人力成本、旋转摄像头则造价成本高，而且两者都不够可靠，其镜头运动不够流畅，而且录制过程中往往会丢掉一些无法复制的原始内容。同时，现有的这些设备仅仅满足了初步的录播需要，但是造价昂贵并且分辨率低，安装与操作也很复杂，码流较高，不能满足价廉物美的市场需求，也不符合通过普通互联网传输常态课堂的录播需求。
技术实现思路
本专利技术的目的正是为了解决现有录播设备精度低、成本高、比特率高不能满足常态录播需求等技术问题，提出了一种新型的多镜头录播设备，简化了硬件结构，降低了制造成本，大大提高了图像精度，实现了画面比例调整，同时低比特率更利于网络传输，真正做到了价廉物美。本专利技术提供了一种多镜头录播设备，主要包括主板、微处理器、网络交换机和摄像头模块。所述摄像头模块通过网络交换机与主板相连，摄像头模块与网络交换机通过网络外接口连接。所述微处理器同时连接主板和摄像头模块。主板上设置有内装主系统的中央处理器。所述摄像头模块主要包括摄像头一、摄像头二、同帧振荡器、HDMI视频采集模块和GPU。进一步地，所述主板上连接有硬盘驱动器、WiFi模块、USB网口、USB音频接口和直播模块。进一步地，所述微处理器连接有红外接收板、LED指示灯和电源适配器。进一步地，所述摄像头一、摄像头二为网络摄像头，主板、网络摄像头和HDMI视频采集模块通过网络交换机相互连接。作为进一步地优选技术手段，所述GPU集成在主板上。本专利技术还提供了一种录播方法，基于前述的多镜头录播设备：一，直流电源为多镜头录播设备供电；二，两个摄像头同步采集视频图像；三，HDMI视频采集模块将视频图像编码为高比特率流，并将其发送到GPU；四，GPU将来自两个摄像镜头的视频图像解码，并将它们拼接在一起；五，视频处理模块处理从GPU接收拼接的视频流，根据校准信息将不同的帧融合成最终视频图像，并将融合视频图像以原始格式编码在中央处理器上；六，融合视频图像自动转换为若干种分辨率格式；七，中央处理器将视频进行直播，或以低比特率存储在硬盘驱动器中。进一步地，客户终端设备通过主板上设置的WiFi模块，访问录播设备，实现在线直播、点播。本专利技术另外还提供了一种单镜头录播设备，主要包括主板、微处理器、网络交换机和摄像头模块。所述摄像头模块通过网络交换机与主板相连，摄像头模块与网络交换机通过网络外接口连接。所述微处理器同时连接主板和摄像头模块。主板上设置有内装主系统的中央处理器。所述摄像头模块主要包括单摄像头、HDMI视频采集模块和GPU。以及基于单镜头录播设备的如下录播方法：一，直流电源为单镜头录播设备供电；二，摄像头采集视频图像；三，HDMI视频采集模块将视频图像编码为高比特率流，并将其发送到GPU；四，GPU将来自摄像镜头的视频图像解码，并进行形状和色差校正；五，视频处理模块处理从GPU接收拼接的视频流，根据校准信息将不同的帧融合成最终视频图像，并将融合视频图像以原始格式编码在中央处理器上；六，融合视频图像自动转换为若干种分辨率格式；七，中央处理器将视频进行直播，或以低比特率存储在硬盘驱动器中。本专利技术通过多镜头摄录视频图像，用以太网传输内部数据，视频图像经GPU拼接，再由CPU进行压缩。本专利技术用价格低廉的普通摄像头和电子部件就能达到很高的录播精度，并且网络视频流量低，使得高质量常态录/直播变为现实。另一种单镜头录播设备，通过图像校正和压缩，同样能够达到上述技术效果。附图说明图1是本专利技术多镜头录播设备的总体结构框图；图2是本专利技术中摄像头模块实施例一的结构示意图；图3是本专利技术多镜头录播设备的工作流程图；图4是本专利技术中摄像头模块实施例二的结构示意图；图5是本专利技术单镜头录播设备的工作流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述：实施例一如图1所示，本专利技术的一种多镜头录播设备，主要包括主板、微处理器(MCU)、网络交换机和摄像头模块。所述摄像头模块通过网络交换机与主板相连，摄像头模块与网络交换机通过网络外接口连接。该网络外接口具有多个接口。微处理器同时连接主板和摄像头模块。作为优选，本专利技术的主板上设置有中央处理器(如IntelCPU)，内装有GNU/Linux操作主系统，MCU是一个8位简单计算机，运行简单的软件。其中，主板上连接有硬盘驱动器、WiFi模块、USB网口(以太网)、USB音频接口和直播模块。主板上仅有的一个以太网接口用于连接网络交换机，以实现设备内部的数据交换，因此本专利技术使用了若干USB以太网口用于连接外部设备。本专利技术也提供多路外接视频采集线，以便采集教室内学生的视频。设备提供USB音频适配器，可以接入音频线，实现单声道麦克风输入和音频输出。WiFi模块直接连接到主板上，用于实现本地WiFi热点功能。微处理器连接有红外接收板和LED指示灯，红外接收板用于接收遥控器信号，并通过LED指示灯体现其工作状态。电源适配器为微处理器提供合适的直流工作电压。本专利技术的摄像头模块采用多摄像头结构，附图2示出了其中一个优选的实施例，主要包括摄像头一、摄像头二、同帧振荡器、HDMI视频采集模块和GPU。摄像头一和摄像头二分别同时连接同帧振荡器、HDMI视频采集模块。同帧振荡器与HDMI视频采集模块相连。其中，多摄像头为网络摄像头，主板(实质上是集成在其上的GPU)、网络摄像头和HDMI视频采集模块通过网络交换机相互连接。如图2所示，本实施例的摄像头模块具有共享的同帧振荡器，各网络摄像头均与该同帧振荡器相连，以简化帧同步的过程。因为来自两个摄像头的帧被合并成一个图像，所以两个摄像头的帧必须是同步的，即必须保证在同一时刻拍摄。作为一种优选的技术手段，摄像头模块的GPU可以集成在前述的主板上。参见附图3，本实施例的工作原理和工作过程如下：当设备由直流电源(如，经电源适配器转换为19V)供电时，微控制器(MCU)将一直处于运行状态。此后，1、通过红外遥控器操作MCU发送命令，使得主板启动；2、主板通过中央处理器加载主系统，并启动内部软件，其中，主系统内部具有视频处理模块、转换服务模块、校准模块、MCU通信模块和WEB用户界面等；3、主系统通过MCU发送命令为本专利技术多镜头录播设备的各组成部分上电；4、摄像头模块加载子系统；5、摄像头同步采集视频图像；6、HDMI视频采集模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多镜头录播设备，主要包括主板、微处理器、网络交换机和摄像头模块，其特征在于：所述摄像头模块通过网络交换机与主板相连；摄像头模块与网络交换机通过网络外接口连接；所述微处理器同时连接主板和摄像头模块；主板上设置有内装主系统的中央处理器；所述摄像头模块主要包括摄像头一、摄像头二、同帧振荡器、HDMI视频采集模块和GPU。

【技术特征摘要】
1.一种多镜头录播设备，主要包括主板、微处理器、网络交换机和摄像头模块，其特征在于：所述摄像头模块通过网络交换机与主板相连；摄像头模块与网络交换机通过网络外接口连接；所述微处理器同时连接主板和摄像头模块；主板上设置有内装主系统的中央处理器；所述摄像头模块主要包括摄像头一、摄像头二、同帧振荡器、HDMI视频采集模块和GPU。2.根据权利要求1所述的一种多镜头录播设备，其特征在于：所述主板上连接有硬盘驱动器、WiFi模块、USB网口、USB音频接口和直播模块。3.根据权利要求1所述的一种多镜头录播设备，其特征在于：所述微处理器连接有红外接收板、LED指示灯和电源适配器。4.根据权利要求1所述的一种多镜头录播设备，其特征在于：所述摄像头一、摄像头二为网络摄像头，所述主板、网络摄像头和HDMI视频采集模块通过所述网络交换机相互连接。5.根据权利要求1所述的一种多镜头录播设备，其特征在于：所述GPU集成在主板上。6.一种基于权利要求1-5任一项所述的多镜头录播设备的录播方法，其特征在于：一，直流电源为多镜头录播设备供电；二，两个摄像头同步采集视频图像；三，HDMI视频采集模块将视频图像编码为高比特率流，并将其发送到GPU；四，GPU将来自两个摄像镜头的视频图像解码，并将它们拼接在一起；五，视频处理模块处理从GPU接收拼...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡森，安德烈·洛谢夫，尼基塔·奥尔洛夫，
申请(专利权)人：安徽森云科教设备有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34