基于业务处理基础单元的音视频系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术公开一种基于业务处理基础单元的音视频系统及其工作方法，其采用音视频输入输出设备执行音视频信号的输入和输出；采用系统以太网交换机实现音视频系统内部各设备之间的网络互连；采用业务处理基础单元对视频信号和音频信号进行编解码处理和视频融合处理，并对编码后的音频信号和视频信号采用分布式以太网交换架构和统一格式的数据通信接口进行收发；并采用控制终端通过以太网接口远程配置管理相应业务处理基础单元的工作参数，对所述音视频系统内的所有音视频资源进行调度管理；从而对音视频系统相关业务和应用进行基本功能的细粒度分解，并通过控制终端实现对底层软件应用模式和音视频硬件工作模式的远程在线配置，提高了音视频系统的灵活性、可扩展性以及针对综合应用的深度定制能力。

Audio and Video System Based on Business Processing Base Unit and Its Working Method

The invention discloses an audio and video system based on service processing basic unit and its working method, which uses audio and video input and output devices to perform input and output of audio and video signals; uses system Ethernet switch to realize network interconnection among various devices in the audio and video system; and uses service processing basic unit to encode and decode video signals and audio signals and video. Fusion processing, the encoding audio and video signals are sent and received using distributed Ethernet switching architecture and unified format data communication interface, and the control terminal is used to remotely configure and manage the working parameters of the corresponding business processing unit through Ethernet interface to schedule and manage all audio and video resources in the audio and video system. The basic functions of related services and applications are decomposed into fine granularity, and the remote online configuration of the underlying software application mode and the audio-video hardware working mode is realized through the control terminal, which improves the flexibility, scalability and deep customization ability of the audio-video system for integrated applications.

【技术实现步骤摘要】
基于业务处理基础单元的音视频系统及其工作方法
本专利技术涉及音视频传输及处理
，具体涉及一种基于业务处理基础单元的音视频系统及其工作方法。
技术介绍
近年来，随着现代音视频处理技术和网络通信技术的快速发展，音视频业务处理的应用规模越来越大，功能也越来越复杂。音视频系统可为用户提供针对不同地域、不同机构的各级视频会议资源、视频监控资源、语音电话资源以及数据资源的整合能力，从而满足多样化的音视频应用需求。当前音视频传输及处理技术逐渐呈现出分布式、数字化的特点，音视频系统应用复杂程度和功能整合能力也要求越来越高，特别是协同办公、视频会议、安防监控和视频指挥调度等业务对统一资源、整合应用的要求，已经成为当前视频系统行业发展的主流趋势。传统的音视频系统通常采用功能相对单一的专用设备来实现音视频处理功能，由于该类设备的业务处理能力与系统应用方式耦合紧密，需要由技术人员提前在设备上部署，不仅底层可配置能力有所欠缺，而且对上层用户的开放程度也有限，导致此类音视频系统在后期应用中的灵活能力、可扩展能力和对多种功能的兼容能力都存在一定局限性。当前国内外针对音视频系统的灵活性和可扩展性相关的应用和研究，主要集中在通过软件手段来优化音视频系统应用架构的方案，如“一种自适应视频传输系统的容器快速部署方法”，专利号：CN201610318441.5，提出一种采用Docker容器对视频传输系统进行模块化分类和封装，将容器存放在云端来供系统应用软件进行原子调用；同样在“一种关于视频的任务流程化调度方法”(CN201410242873.3)中提出将视频业务按照类型进行原子服务划分，上层系统应用根据不同的业务需求来组合原子服务。这类方法主要面向提高上层业务应用软件的灵活性和扩展性，缺少对底层音视频处理硬件资源的优化和管理，同时由于受限于设备固件本身对上层软件的开放程度，往往无法实现深层次地对硬件工作参数的配置操作，难以充分发挥硬件本身的性能。由中兴通讯在“一种集群通信及视频监控融合方法及系统”(CN201310022514.8)中，通过对被监控设备的位置信息、以及关联的用户信息和设备群组信息来进行动态管理视频会话，该方法主要面对多个摄像头的应用管理，采用调度台在线配置管理，实现视频监控系统中的应用会话层动态调整，以提高系统应用的灵活性。该方法针对特定场景来定制附加了定位信息、用户信息的摄像头硬件，仅适用于视频监控领域，系统的通用性和可配置、可扩展能力有限。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种能够提高音视频系统的灵活性、可扩展性以及针对综合应用的深度定制能力的基于业务处理基础单元的音视频系统及其工作方法。一种基于业务处理基础单元的音视频系统，其包括控制终端、音视频输入输出设备、系统以太网交换机以及若干业务处理基础模块，所述业务处理基础单元通过输入输出接口与音视频输入输出设备连接，若干所述业务处理基础单元均通过以太网与控制终端互连；其中，所述音视频输入输出设备用于执行音视频信号的输入和输出；所述系统以太网交换机实现音视频系统内部各设备之间的网络互连；所述业务处理基础单元用于对视频信号和音频信号进行编解码处理和视频融合处理，并对编码后的音频信号和视频信号采用分布式以太网交换架构和统一格式的数据通信接口进行收发；所述控制终端用于通过以太网接口远程配置管理相应业务处理基础单元的工作参数，对所述音视频系统内的所有音视频资源进行调度管理。一种基于业务处理基础单元的音视频系统的工作方法，所述基于业务处理基础单元的音视频系统的工作方法包括如下步骤：在控制终端建立音视频系统内所有在线的业务处理基础单元的地址映射表，并根据新增音视频流发送端口实时进行更新维护；接收音视频业务系统操作软件界面对视频画面布局和音频数据资源的人机交互操作控制，根据人机交互操作控制生成相应的配置管理要求；根据配置管理要求调用控制逻辑中间件软件接口，转换成音视频处理相关的工作参数，最终生成对应的JSON格式的命令字；根据地址映射表分别查找需要被配置的目标业务处理基础单元的IP和PORT，调用以太网通信接口将生成的命令字发送给目标业务处理基础单元；业务处理基础单元接收到与自身相关的JSON命令字后，解析提取音视频处理相关的工作参数，并调用本地音频控制参数API接口和视频控制参数API接口实现参数的配置功能，完成系统对音视频资源的调度管理。本专利技术所述基于业务处理基础单元的音视频系统及其工作方法，其通过对音视频系统相关业务和应用进行分析、归纳和整合，分解成细粒度的视频编解码、视频传输和视频融合处理的基本功能，并采用软硬结合的方式，设计可配置、可量化、可通用的业务处理基础单元，通过控制终端实现对底层软件应用模式和音视频硬件工作模式的远程在线配置，提高了音视频系统的灵活性、可扩展性以及针对综合应用的深度定制能力。本专利技术适用于视频会议、视频指挥调度和安防监控应用领域，支持标清、HD和4K视频格式，采用标准化设计的业务处理基础单元，降低了系统框架与硬件平台间的耦合性，在保持应用接口和逻辑控制接口不变的情况下，便于后期业务处理基础单元的无缝升级，提升音视频系统的整体性能。附图说明图1是本专利技术所述基于业务处理基础单元的音视频系统的结构图；图2是本专利技术所述业务处理基础单元的逻辑框图；图3是所述业务处理基础单元软件组成图；图4是控制逻辑接口JSON格式说明图；图5是所述基于业务处理基础单元的音视频系统的工作方法的工作流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供一种基于业务处理基础单元的音视频系统，如图1所示，其包括控制终端、音视频输入输出设备、系统以太网交换机以及若干业务处理基础模块，所述业务处理基础单元通过输入输出接口与音视频输入输出设备连接，若干所述业务处理基础单元均通过以太网与控制终端互连。所述音视频输入输出设备用于执行音视频信号的输入和输出，所述音视频输入输出设备包括但不限于摄像头、耳麦、音箱、显示屏等，且优选的，所述音视频输入输出设备通过HDMI或I2S接口与业务处理基础单元连接。所述业务处理基础单元用于对视频信号和音频信号进行编解码处理和视频融合处理，并对编码后的音频信号和视频信号采用分布式以太网交换架构和统一格式的数据通信接口进行收发。如图2所示，所述业务处理基础单元包括音视频编码功能单元、音视频解码融合功能单元和内部交换功能单元；所述音视频编码功能单元用于采集视频信号和音频信号，并对音视频硬件进行编码；所述音视频解码融合功能单元用于接收来自以太网的远端视频流和音频流，并对音视频硬件进行解码；所述内部交换功能单元用于为音视频编码功能单元和音视频解码融合功能单元提供分布式以太网交换架构和统一格式的数据通信接口连接，所述音视频编码功能单元、音视频解码融合功能单元和内部交换功能单元之间均采用分布式以太网交换架构和统一格式的数据通信接口连接，从而使本专利技术所述音视频系统具备良好的松耦合特点和可扩展能力。其中，所述音视频编码功能单元通过输入输出接口与音视频输入输出设备连接。具体的，所述音视频编码功能单元通过I2S输入接口与音频采集设备(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于业务处理基础单元的音视频系统，其特征在于，包括控制终端、音视频输入输出设备、系统以太网交换机以及若干业务处理基础模块，所述业务处理基础单元通过输入输出接口与音视频输入输出设备连接，若干所述业务处理基础单元均通过以太网与控制终端互连；其中，所述音视频输入输出设备用于执行音视频信号的输入和输出；所述系统以太网交换机实现音视频系统内部各设备之间的网络互连；所述业务处理基础单元用于对视频信号和音频信号进行编解码处理和视频融合处理，并对编码后的音频信号和视频信号采用分布式以太网交换架构和统一格式的数据通信接口进行收发；所述控制终端用于通过以太网接口远程配置管理相应业务处理基础单元的工作参数，对所述音视频系统内的所有音视频资源进行调度管理。

【技术特征摘要】
1.一种基于业务处理基础单元的音视频系统，其特征在于，包括控制终端、音视频输入输出设备、系统以太网交换机以及若干业务处理基础模块，所述业务处理基础单元通过输入输出接口与音视频输入输出设备连接，若干所述业务处理基础单元均通过以太网与控制终端互连；其中，所述音视频输入输出设备用于执行音视频信号的输入和输出；所述系统以太网交换机实现音视频系统内部各设备之间的网络互连；所述业务处理基础单元用于对视频信号和音频信号进行编解码处理和视频融合处理，并对编码后的音频信号和视频信号采用分布式以太网交换架构和统一格式的数据通信接口进行收发；所述控制终端用于通过以太网接口远程配置管理相应业务处理基础单元的工作参数，对所述音视频系统内的所有音视频资源进行调度管理。2.根据权利要求1所述基于业务处理基础单元的音视频系统，其特征在于，所述业务处理基础单元包括音视频编码功能单元、音视频解码融合功能单元和内部交换功能单元；其中，所述音视频编码功能单元用于采集视频信号和音频信号，并对音视频信号进行编码，同时将编码后的音频流和视频流发送到以太网中；所述音视频解码融合功能单元用于接收来自以太网的远端音频流和视频流，并解码成音频信号和视频信号；所述内部交换功能单元用于为音视频编码功能单元和音视频解码融合功能单元之间提供以太网互连接口，并为业务处理基础单元提供对外以太网互连接口。3.根据权利要求2所述基于业务处理基础单元的音视频系统，其特征在于，所述音视频编码功能单元、音视频解码融合功能单元和内部交换功能单元之间均采用分布式以太网交换架构和统一格式的数据通信接口连接，其中，所述音视频编码功能单元和音视频解码融合功能单元均通过输入输出接口与音视频输入输出设备连接。4.根据权利要求2所述基于业务处理基础单元的音视频系统，其特征在于，所述业务处理基础单元通过以太网交换机进行堆叠和级联，分组形成业务处理基础单元簇，用于当音视频输入输出设备性能超出单个业务处理基础单元处理能力的应用场合，业务处理基础单元簇的内部连接关系以及对外连接均为以太网分布式架构。5.根据权利要求2所述基于业务处理基础单元的音视频系统，其特征在于，所述音视频编码功能单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈敏，沈艳，余学俊，曾真，赵爽，张少锋，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七零九研究所，
类型：发明
国别省市：湖北,42