一种实现超高清视频格式转换和图文叠加的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种实现超高清视频格式转换和图文叠加的装置，属于超高清视频领域，包括外来信号输入模块、媒体文件管理模块、信号转换编解码模块、图文叠加模块、输入输出控制渲染特效引擎、双节点存储集群安全模块和总控模块；外来信号输入模块、媒体文件管理模块、信号转换编解码模块、图文叠加模块、输入输出控制渲染特效引擎、双节点存储集群安全模块独立于播出服务器，总控模块包括多路SMPTE

A device for realizing ultra high definition video format conversion and image text superposition

【技术实现步骤摘要】
一种实现超高清视频格式转换和图文叠加的装置


[0001]本专利技术涉及超高清视频
，更为具体的，涉及一种实现超高清视频格式转换和图文叠加的装置。

技术介绍

[0002]如图1所示，电视台目前主要采用两种超高清信号来源：
[0003]1、外来信号
[0004]常见的外来信号，例如摄像机拍摄通过专业线缆(SDI)传输的未压缩的原始数字信号，也叫SDI信号，通过All in One播出服务器在基带信号上叠加图文后输出。
[0005]2、播出服务器文件播出信号
[0006]播出服务器文件播出信号通过制作系统，先转码合成为播出格式的成品文件，经过MD5校验、自动技审和人工复审的审片通过后，再从制作系统迁移到播出存储设备，播出端按照节目单再从播出存储设备将文件迁移至播出视频服务器，得到可以供播出服务器播出的成片视频文件。在将媒体文件推送到All in One播出服务器后，播出服务器需对文件进行解码、图文加工、编码成基带信号后输出。
[0007]由上可见，现有的“All in One”技术，在承担图文包装、编解码信号输出的同时，还要保证播出总控稳定可靠。由于这种集播控、图文、编解码一体的现有“allinone”模式功能过于集成，配制要求高，容易导致其最重要的总控功能容易因系统崩溃而出现故障，往往只能使用在电视台的专业广电应用场景下，成本高，普适性差。以及，这种技术下的播出服务器采用的是单节点存储，安全性不足，除主播出以外往往都需要另外备份一套备播系统，还需要做主播与备播的同步，成本高，效率低。并且这种技术下的播出服务器，目前不支持分层编解码技术(分层编编码技术，可以SUVC格式技术，面向的超高清视频(8K、16K等)，其优点是在编辑侧可以减少读文件的带宽，在保留了高画质的同时编辑侧可直接提取基本层码流进行高效编辑，解决普通编解码方法下的原始码率编辑和代理码率编辑带来的性能不足问题，详见中国专利CN113271467B)，导致传统播出服务器在频道播出方面，文件系统安全性和读取效率不高。
[0008]现有的“All in One”技术下的视频格式转换和图文叠加的工作流程，包括：
[0009](1)如果是直播信号：外来8K超高清原始信号(如SDI原始信号)进来后，通过播出服务器的信号转换功能转换成2110
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20协议的IP流，进入播出服务器的文件存储系统进行存储，经过播出服务器的总控功能控制、图文叠加，再编解码，之后，输出2110
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20的8K超高清IP信号。
[0010](2)如果是文件播出信号：播出服务器将播出存储文件读取后，使用自带的文件播出推流功能将文件转换成2110
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20的流，同样通过播出服务器实现总控控制、图文叠加，再编解码，之后，输出2110
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20的8K超高清IP信号。
[0011]由上可见，无论是直播信号还是文件播出信号，都需要依赖于播出服务器完成信号转换+播控+图文包装推流等大量功能。总控是播出服务器的一个主要功能，控制节目的
播出、暂定、广告切入、台标位置等，是广电播出非常重要的功能，出错了就会造成播出事故。在传统架构下播出服务器的工作流程中，无论是外来信号直接给到播出服务器还是从播出存储设备读取文件直接给到播出服务器，其直播信号转换、文件转换成信号、播出总控等功能装置是全部合并在播出服务器一台设备，可见，由于功能过于集成，最重要的总控功能容易因系统崩溃而出现故障。并且，现有方式中外来信号以SMPTE
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20的协议直接给到播出服务器，或者从播出存储读取使用XAVC编码格式的文件直接给到播出服务器。传统的8K超高清IP信号输出使用的是SMPTE
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20协议，属于无压缩标准，对硬件要求高且数据量巨大，对带宽要求也高。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种实现超高清视频格式转换和图文叠加的装置，提升安全性、稳定性和扩展性，实现支持SUVC、2110
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22协议流，提高了读取效率和性能，实现播出服务器轻量化部署等。
[0013]本专利技术的目的是通过以下方案实现的：
[0014]一种实现超高清视频格式转换和图文叠加的装置，包括外来信号输入模块、媒体文件管理模块、信号转换编解码模块、图文叠加模块、输入输出控制渲染特效引擎、双节点存储集群安全模块和总控模块；所述外来信号输入模块、媒体文件管理模块、信号转换编解码模块、图文叠加模块、输入输出控制渲染特效引擎、双节点存储集群安全模块独立于播出服务器，所述总控模块包括多路SMPTE
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22信号协议流信号输出模块，通过多路SMPTE
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22信号协议流信号协议流输出模块连接不同播放终端；
[0015]所述外来信号输入模块用于接入不限制协议格式的信号，然后给到信号转换编解码模块进行信号转换输出SMPTE
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22信号协议流；在接入SMPTE
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22信号协议流后，利用输出引擎进入所述媒体文件管理模块，在媒体文件管理模块将媒体文件拆分保存到所述双节点存储集群安全模块，通过所述图文叠加模块进行图文叠加，再通过输入输出控制渲染特效引擎渲染，再进入信号转换编解码模块进行处理后，根据需求输出SMPTE
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22信号协议流。
[0016]进一步地，所述媒体文件管理模块，用于将视频文件分成小块进行原子化存储，所述小块的大小分割正好能保证视频的一个完成片段。
[0017]进一步地，所述媒体文件管理模块，用于将视频文件的元数据与视频画面数据分离，避免元数据I/O和数据I/O竞争；将磁盘I/O作为文件管理系统的输入输出模型来进行数据的读写，之后经过磁盘任务调度将视频素材以每个分块进行存储，由磁盘管理进行管理，在磁盘存储的物理层面，将视频文件以每个分块进行存储，存储到磁盘的不同部位，用元数据建立索引，在读写时进行操作，由文件管理对磁盘数据文件索引进行管理。
[0018]进一步地，所述信号转换编解码模块包括分层编解码模块，在接入ST2110
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22协议标准的超高清信号后，通过分层编解码模块的信号转换编解码输出SUVC编码方式信号。
[0019]进一步地，所述信号转换编解码模块，在接入ST2110
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22协议标准的超高清信号后，经过信号转换编解码输出JPEG XS格式信号、H.265格式信号。
[0020]进一步地，所述图文叠加模块内置图文工具及模板，在接入ST2110
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22协议标准的信号后，对其进行图文实时叠加。
[0021]进一步地，所述双节点存储集群安全模块，用于实现数据在两本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实现超高清视频格式转换和图文叠加的装置，其特征在于，包括外来信号输入模块、媒体文件管理模块、信号转换编解码模块、图文叠加模块、输入输出控制渲染特效引擎、双节点存储集群安全模块和总控模块；所述外来信号输入模块、媒体文件管理模块、信号转换编解码模块、图文叠加模块、输入输出控制渲染特效引擎、双节点存储集群安全模块独立于播出服务器，所述总控模块包括多路SMPTE
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22信号协议流信号输出模块，通过多路SMPTE
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22信号协议流信号协议流输出模块连接不同播放终端；所述外来信号输入模块用于接入不限制协议格式的信号，然后给到信号转换编解码模块进行信号转换输出SMPTE
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22信号协议流；在接入SMPTE
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22信号协议流后，利用输出引擎进入所述媒体文件管理模块，在媒体文件管理模块将媒体文件拆分保存到所述双节点存储集群安全模块，通过所述图文叠加模块进行图文叠加，再通过输入输出控制渲染特效引擎渲染，再进入信号转换编解码模块进行处理后，根据需求输出SMPTE
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2110
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22信号协议流。2.根据权利要求1所述的实现超高清视频格式转换和图文叠加的装置，其特征在于，所述媒体文件管理模块，用于将视频文件分成小块进行原子化存储，所述小块的大小分割正好能保证视频的一个完成片段。3.根据权利要求2所述的实现超高清视频格式转换和图文叠加的装置，其特征在于，所述媒体文件管理模块，用于将视频文件的元数据与视频画面数据分离，避免元数据I/O和数据I/O竞争；将磁盘I/O作为文件管理系统的输入输出模型来进行数据的读写，之后经过磁盘任务调度将视频素材以每个分块进行存储，由磁盘管理进行管理，在磁盘存储的物理层面，将视频文件以每个分块进行存储，存储到磁盘的不同部位，用元数据建立索引，在读写时进行操作，由文件管理对磁盘数据文件索引进行管理。4.根据权利要求1所述的实现超高清视频格式转换和图文叠加的装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立冬，金强，肖春艳，李硕，贾玉升，史梦云，王炜，王维，
申请(专利权)人：成都索贝数码科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：