基于以太网包交换架构的集中式音视频矩阵拼接处理系统技术方案

本实用新型专利技术属于图像处理技术领域，具体为一种基于以太网包交换架构的集中式音视频矩阵拼接处理系统。其包括模块化机框背板、主控卡、输入板卡、输出板卡和拼接显示屏；其中：模块化机框背板包括模块化机框框架、以太网包交换模块和背板插槽；以太网包交换模块通过背板插槽分别和主控卡、输入板卡、输出板卡连接，主控板通过以太网包交换模块分别和输入板卡、输出板卡相连，输入板卡通过以太网包交换模块和输出板卡相连，输出板卡和拼接显示屏相连。本实用新型专利技术具有集中式优点，可支持更小粒度的数据交换，从而节省链路带宽，可实现更加灵活的音视频业务；支持模块化的级联，可实现系统规模的任意扩展。模的任意扩展。模的任意扩展。

【技术实现步骤摘要】
基于以太网包交换架构的集中式音视频矩阵拼接处理系统


[0001]本技术属于图像处理
，具体的说，涉及基于以太网包交换架构的集中式音视频矩阵处理系统。

技术介绍

[0002]集中式音视频矩阵拼接处理系统广泛应用于指挥中心、大型会场、广播电台、大型娱乐场所等大屏显示领域，可实现多个视频信号源在不同的屏幕上同时显示，其显示方式具有多样性，如全屏显示，画中画，信号的叠加漫游等。
[0003]传统的集中式音视频矩阵拼接处理系统一般采用crosspoint交换架构实现MxN的音视频矩阵切换，其可实现将M(M为整数)路中任意一路输入信号切换到N(N为整数)个输出中的任意多路。
[0004]传统的集中式音视频矩阵拼接处理系统虽然具有结构简单，控制方便，制造成本低的优点，但是受限于机框的体积以及crosspoint交换模块的交换容量及切换的单向性，其缺点也很明显：
[0005]输入到输出的切换必须以通道为单位，实现单个屏幕多路拼接的成本非常高，甚至由于硬件布线原因无法实现，例如：如果要实现单个屏幕呈现64路信号，则每个输出通道要有64路并行输入，这在实际方案中是不可实现；
[0006]由于crosspoint交换模块的单向性，必须指定业务卡槽的属性(输入或者输出)，不能任意混插；不能实现灵活的音视频联动业务，如语音会议，多路混音等；
[0007]由于crosspoint交换模块的交换容量限制，单台设备规模受限，无法实现系统任意扩容；往往需要将设备整体替换，造成前期建设浪费。
技术内容
[0008]针对上述现有技术的不足，本技术提出了一种以太网包交换架构的集中式音视频矩阵处理系统，既有传统集中式音视频矩阵拼接处理系统结构简单，控制方便，制造成本低的优点，又能很好的克服其缺点，在一些大型指挥中心，会议中心等场所，具有很好的应用前景。
[0009]本技术的具体介绍如下。
[0010]一种基于以太网包交换架构的集中式音视频矩阵拼接处理系统，其包括模块化机框背板、主控卡、输入板卡、输出板卡和拼接显示屏；其中：
[0011]所述模块化机框背板包括模块化机框框架、以太网包交换模块和背板插槽；主控卡、输入板卡、输出板卡、电源、以太网包交换模块和背板插槽安装在模块化机框框架上，以太网包交换模块通过背板插槽分别和主控卡、输入板卡、输出板卡连接，主控板通过以太网包交换模块分别和输入板卡、输出板卡相连，输入板卡通过以太网包交换模块和输出板卡相连，输出板卡和拼接显示屏相连。
[0012]本技术中，模块化机框框架上还设置若干级联口，多个模块化机框背板之间
通过级联口实现系统规模的扩展。
[0013]本技术中，主控卡包括上位机接口模块、嵌入式处理模块和第一以太网数据包封装模块；上位机接口模块分别和上位机、嵌入式处理模块相连，嵌入式处理模块通过第一以太网数据包封装模块分别和输入板卡、输出板卡相连。
[0014]本技术中，输入板卡包括音视频输入接口模块、音视频压缩编码模块、第二以太网数据包封装模块和第一参数配置模块；音视频输入接口模块用于接收音视频输入信号，第一参数配置模块的输入端和主控卡相连，输出端分别和音视频压缩编码模块、第二以太网数据包封装模块相连。
[0015]本技术中，输出板卡包括以太网数据包解封装模块、音视频解码模块、视频拼接模块、音频混音模块和第二参数配置模块，第二参数配置模块的输入端和主控卡相连，输出端分别和以太网数据包解封装模块、视频拼接模块、音频混音模块相连，以太网数据包解封装模块和音视频解码模块相连。
[0016]与现有技术相比，本技术创新地采用以太网包交换架构，其有益效果在于：
[0017]1、数据交换的粒度减少，无须以整个通道为单位进行交换，因此应用更加灵活，例如可将音视频分离，支持非对称的业务应用。同时可支持视频数据分块传输，节省链路带宽；
[0018]2、数据交换具有双向性，背板槽位可支持输入卡，输出卡的任意混插，配置更加灵通；同时可实现音频会议、音频对讲等双工业务应用；
[0019]3、本技术支持以太网包交换模块的级联，多个模块化集中式设备可通过级联支持任意规模的扩展，避免前期建设的资源浪费；
[0020]4、本技术支持音视频的数据压缩，可显著减少交换带宽，以支持单个屏幕多路拼接。
附图说明
[0021]图1为一种基于以太网包交换架构的集中式音视频矩阵处理系统的结构框图。
[0022]图2为一种基于以太网包交换架构的集中式音视频矩阵处理系统的流程框图。
[0023]图3为一种基于以太网包交换架构的集中式音视频矩阵处理系统的显示效果图。
[0024]图4为一种基于以太网包交换架构的集中式音视频矩阵处理系统的单级级联扩展实施例拓扑图。
[0025]图5为一种基于以太网包交换架构的集中式音视频矩阵处理系统的多级级联扩展实施例拓扑图。
具体实施方式
[0026]下面结合附图和实施例对本技术做进一步详细阐述。
[0027]本技术提出了一种基于以太网包交换架构的集中式音视频矩阵处理系统，其包括模块化机框背板，主控卡、若干输入板卡、输出板卡和电源；电源用于给系统供电；其中：
[0028]模块化机框背板包含：模块化机框框架、以太网包交换模块、背板插槽；
[0029]主控卡包含：上位机接口模块、嵌入式处理模块、第一以太网数据包封装模块；
[0030]输入板卡包含：音视频输入接口模块、音视频压缩编码模块、第二以太网数据包封装模块、第一参数配置模块；
[0031]输出板卡包含：以太网数据包解封装模块、音视频解码模块、视频拼接模块、音频混音模块、第二参数配置模块；
[0032]其系统结构框图如图1所示。下面详细介绍对模块化机框背板、主控卡、输入板卡、输出板卡的各个组成的功能和工作流程。
[0033]一、模块化机框背板的主要处理模块
[0034]模块化机框框架为系统的物理结构，将各个系统部件合理封装在一定的体积之内(如8U)，以便适应于标准机架安装；
[0035]以太网包交换模块为系统的核心单元，主要用于转发各个槽位上板卡的以太网数据包；其包含多对高速数据总线接口，与背板插槽相连接；该单元采用美国博通公司(BROADCOM)，BCM88800实现。
[0036]背板插槽为以太网包交换模块与背板各个槽位板卡的物理接口，包含高速数据总线；其为其他业务板卡与以太网包交换模块提供高速数据通道。
[0037]二、主控卡的主要处理模块
[0038]主控板接收用户的操作指令，将其转换为对输入板卡，输出板卡，以及背板的切换命令，进行统一的矩阵切换控制；其采用研华科技(中国)有限公司的UTX系列工控主板，型号为AIMB
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U233E
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U7A1E。
[0039]1)上位机接口模块
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于以太网包交换架构的集中式音视频矩阵拼接处理系统，其特征在于，其包括模块化机框背板、主控卡、输入板卡、输出板卡和拼接显示屏；其中：所述模块化机框背板包括模块化机框框架、以太网包交换模块和背板插槽；主控卡、输入板卡、输出板卡、电源、以太网包交换模块和背板插槽安装在模块化机框框架上，以太网包交换模块通过背板插槽分别和主控卡、输入板卡、输出板卡连接，主控板通过以太网包交换模块分别和输入板卡、输出板卡相连，输入板卡通过以太网包交换模块和输出板卡相连，输出板卡和拼接显示屏相连。2.根据权利要求1所述的基于以太网包交换架构的集中式音视频矩阵拼接处理系统，其特征在于，模块化机框框架上还设置若干级联口，多个模块化机框背板之间通过级联口实现系统规模的扩展。3.根据权利要求1所述的基于以太网包交换架构的集中式音视频矩阵拼接处理系统，其特征在于，主控卡包括上位机接口模块、嵌入式处理模块和第一以太网数据包封...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹臻，潘卫明，邱昊，宋君君，王霞，铁伟涛，陈鹏，王猛，左名飞，
申请(专利权)人：上海晨驭信息科技有限公司，
类型：新型
国别省市：