專利名稱：一種具有內(nèi)部切換功能的高標(biāo)清視音頻io卡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有內(nèi)部切換功能的高標(biāo)清視音頻io卡，是一種電子裝置，是一
種安裝在計(jì)算機(jī)擴(kuò)展槽上的輸入輸出接口卡。是一種用于視音頻處理的接口卡。
背景技術(shù)：
計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的歷史也是廣播電視行業(yè)設(shè)備發(fā)展的歷史。隨著計(jì)算機(jī)硬件性能
與軟件技術(shù)水平的提高，視頻特技與視頻編解碼算法已可均由軟件完成，計(jì)算機(jī)+視音頻
10卡+軟件的組合迅速成為非編、字幕、圖文等廣播電視設(shè)備的主流架構(gòu)，以及收錄、播出 等視頻服務(wù)器產(chǎn)品的主流架構(gòu)。計(jì)算機(jī)平臺(tái)的開放性、CPU和GPU(高性能顯卡)處理能力 的不斷提升、軟件的可擴(kuò)展性使得基于這種架構(gòu)的設(shè)備非常易于增加新的特性、易于增添 差異化設(shè)計(jì)、并最終易于升級(jí)換代。但是在這樣的廣播電視設(shè)備架構(gòu)中，通用的計(jì)算機(jī)并不 具備廣播電視設(shè)備中需要的信號(hào)接口，只有通過專用的視音頻10板卡才能將運(yùn)行于計(jì)算 機(jī)上的視音頻處理軟件與其他設(shè)備建立聯(lián)系。其中視音頻IO板卡通過驅(qū)動(dòng)程序接收視音 頻處理軟件的控制命令，與其進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；同時(shí)視音頻IO板卡提供廣播電視行業(yè)專用的 信號(hào)接口，與外界其他設(shè)備進(jìn)行信號(hào)交互。由此，視音頻處理軟件的數(shù)據(jù)與外部設(shè)備的信號(hào) 都匯聚到視音頻IO板卡內(nèi)，通過在板卡內(nèi)進(jìn)行一定的處理，二者實(shí)現(xiàn)了交互。可以認(rèn)為，視 音頻10板卡是這一大類廣電設(shè)備的核心部件之一，它的功能、質(zhì)量和指標(biāo)也是決定廣播電 視設(shè)備最終競(jìng)爭(zhēng)能力的核心因素之一。 目前常見的視音頻IO板卡內(nèi)部處理模式都較為簡(jiǎn)單和固定，在軟件播出端口與 IO板卡信號(hào)輸出端口間存在著固定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在軟件采集端口與IO板卡信號(hào)輸入端口 間也只有固定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通常可以細(xì)分為三種常見類型。第一種類型的板卡是軟件播出 端口的視音頻數(shù)據(jù)傳送到IO板卡上后，直接通過對(duì)應(yīng)確定的信號(hào)輸出端口輸出；或者10 板卡通過信號(hào)輸入端口接收外部設(shè)備的視音頻信號(hào)后，直接傳送到對(duì)應(yīng)確定的軟件采集端 口。第二種類型的板卡是在第一種類型的基礎(chǔ)上，內(nèi)部增加高清下變換模塊，軟件播出端口
的視音頻數(shù)據(jù)傳送到io板卡上后，直接通過對(duì)應(yīng)確定的信號(hào)輸出端口輸出，如果視音頻數(shù)
據(jù)是高清制式還需通過高清下變換模塊處理后轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)清制式，同時(shí)通過另一個(gè)對(duì)應(yīng)確定 信號(hào)端口輸出。第三種類型的板卡是在第一種類型的基礎(chǔ)上，內(nèi)部增加了視頻疊加模塊，軟
件的兩個(gè)播出端口的視音頻數(shù)據(jù)傳送到io板卡上后，通過視頻疊加模塊混合成一路視頻
信號(hào)，再通過一個(gè)對(duì)應(yīng)確定的信號(hào)端口輸出。這些視音頻IO板卡可以用在特定的一些類型 廣電設(shè)備中，但設(shè)備設(shè)計(jì)中的某些功能會(huì)受到板卡限制而無法實(shí)現(xiàn)(例如不能對(duì)外部輸 入的視頻實(shí)現(xiàn)多種不同分辨率視頻的同時(shí)采集，不能對(duì)軟件輸出的視頻實(shí)現(xiàn)多種不同分辨 率視頻的同時(shí)播出等)，有些可以通過在一臺(tái)計(jì)算機(jī)主機(jī)內(nèi)安裝多塊不同類型的板卡實(shí)現(xiàn)， 但這樣卻又面臨著板卡間視音頻信號(hào)的精確同步等諸多問題。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明的目的是提出一種具有內(nèi)部切換功能的高標(biāo)清視音頻I0卡。本發(fā)明由視音頻IO板卡的板卡硬件和驅(qū)動(dòng)軟件兩大部分組成。工作時(shí)，板卡 硬件安裝在計(jì)算機(jī)平臺(tái)的總線插槽內(nèi)，驅(qū)動(dòng)軟件運(yùn)行在計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)中。板卡硬件包 括了多路廣播電視專用視音頻信號(hào)的接口，負(fù)責(zé)與外部設(shè)備進(jìn)行信號(hào)交互。驅(qū)動(dòng)軟件與特 定的視音頻應(yīng)用軟件連接，接收視音頻應(yīng)用軟件的控制命令，與視音頻應(yīng)用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù) 交互。驅(qū)動(dòng)軟件通過計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的管理與安裝在計(jì)算機(jī)總線插槽上的板卡硬件進(jìn)行連 接。 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種具有內(nèi)部切換功能的高標(biāo)清視音頻IO卡，包 括多個(gè)視音頻輸入端口和多個(gè)視音頻輸出端口 ，每個(gè)輸入端口或輸出端口都包括SDI、 H匿I、模擬視頻、AES/EBU音頻和模擬音頻的信號(hào)類型端口，所述的多個(gè)視音頻輸入端口中 的每個(gè)SDI輸入端口與各自的SDI輸入信號(hào)接口轉(zhuǎn)換芯片連接、每個(gè)HDMI輸入端口與各自 的HDMI視音頻信號(hào)接收芯片連接、每個(gè)模擬視頻輸入端口與各自的模擬視頻信號(hào)接收芯 片連接，所述的多個(gè)視音頻輸出端口中的每個(gè)SDI輸出端口與各自的SDI輸出驅(qū)動(dòng)芯片連 接、每個(gè)HDMI輸出端口與各自的HDMI視音頻信號(hào)發(fā)生芯片連接、每個(gè)模擬視頻輸出端口與 各自的模擬視頻信號(hào)發(fā)生芯片連接，所述的多個(gè)視音頻輸入端口和多個(gè)視音頻輸出端口中 的所有AES/EBU音頻端口都與AES/EBU音頻信號(hào)接收發(fā)送芯片連接，所述的多個(gè)視音頻輸 入端口的所有模擬音頻輸入端口都與多路模擬音頻信號(hào)接收芯片連接、所述的多個(gè)視音頻 輸出端口的所有模擬音頻輸出端口都與多路模擬音頻信號(hào)發(fā)生芯片連接，所述的各個(gè)SDI 輸入信號(hào)接口轉(zhuǎn)換芯片、HDMI視音頻信號(hào)接收芯片、模擬視頻信號(hào)接收芯片和SDI輸出驅(qū) 動(dòng)芯片、H匿I視音頻信號(hào)發(fā)生芯片、模擬視頻信號(hào)發(fā)生芯片以及AES/EBU音頻信號(hào)接收發(fā) 送芯片、多路模擬音頻信號(hào)接收芯片、多路模擬音頻信號(hào)發(fā)生芯片與現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯芯片 連接，所述的現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯芯片與內(nèi)存芯片、時(shí)鐘芯片、外鎖相芯片、板卡信息存儲(chǔ)芯片、 板卡供電芯片、計(jì)算機(jī)總線接口連接。 —種使用權(quán)利要求1所述10卡的高標(biāo)清視頻的切換方法，所述方法的步驟如下
控制邏輯解析的步驟用于接收應(yīng)用軟件傳送來的控制命令并解析，對(duì)信號(hào)輸入 輸出端口進(jìn)行配置，對(duì)視頻制式編碼與音頻嵌入電路進(jìn)行配置，對(duì)緩沖器的隊(duì)列機(jī)制進(jìn)行 控制，對(duì)中央處理單元的運(yùn)行模式進(jìn)行設(shè)置；接收信號(hào)接收單元、視頻制式識(shí)別單元、信號(hào) 發(fā)送單元的狀態(tài)信息，接收緩沖器的隊(duì)列狀態(tài)信息，接收中央處理裝置的狀態(tài)信息，接收總 線發(fā)送鏈路與總線接收鏈路的狀態(tài)信息，傳送回應(yīng)用軟件，本步驟完成后"進(jìn)入緩沖Buf f er 的步驟"； 以下三個(gè)步驟與"控制邏輯解析的步驟"平行進(jìn)行； 接收外部視音頻信號(hào)的步驟用于接收外部設(shè)備連接到視音頻10卡上的物理電 信號(hào)，并將這些物理電信號(hào)轉(zhuǎn)換為視音頻數(shù)據(jù)流； 信號(hào)制式識(shí)別的步驟對(duì)接收外部視音頻信號(hào)步驟中接收的視頻數(shù)據(jù)流進(jìn)行解 析，識(shí)別該視頻數(shù)據(jù)流所描述的廣播電視行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的視頻制式； 視頻和音頻信號(hào)分離的步驟用于SDI或HDMI信號(hào)輸入端口的視頻數(shù)據(jù)流中分離 出音頻數(shù)據(jù)。在此步驟中隨后根據(jù)控制邏輯解析模塊所確定選擇的視頻信號(hào)端口類型和音 頻信號(hào)端口類型選擇需要處理的并行數(shù)據(jù)流。本步驟完成后"進(jìn)入緩沖Buffer的步驟"；
以下兩個(gè)步驟與"控制邏輯解析的步驟"平行進(jìn)行； 接收應(yīng)用軟件播出視音頻的步驟用于通過播出數(shù)據(jù)端口接收應(yīng)用軟件播出的視音頻數(shù)據(jù)流，并存儲(chǔ)在驅(qū)動(dòng)軟件中的對(duì)應(yīng)端口隊(duì)列中； 視音頻數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)總線發(fā)送鏈路傳輸?shù)牟襟E用于存儲(chǔ)在驅(qū)動(dòng)軟件的端口隊(duì) 列中的視音頻數(shù)據(jù)流通過計(jì)算機(jī)總線發(fā)送鏈路傳送到板卡硬件中的緩沖Buffer，本步驟完 成后"進(jìn)入緩沖Buffer的步驟"； 進(jìn)入緩沖Buffer的步驟用于在緩沖Buffer內(nèi)對(duì)應(yīng)于每個(gè)數(shù)據(jù)端口和每個(gè)信號(hào) 端口 ，都建立相應(yīng)的緩沖隊(duì)列，將來源于信號(hào)輸入端口的視音頻數(shù)據(jù)流與來源于播出數(shù)據(jù) 端口的視音頻數(shù)據(jù)流存儲(chǔ)在各自對(duì)應(yīng)的緩沖隊(duì)列中； 中央處理裝置進(jìn)行處理的步驟用于中央處理裝置從緩沖Buffer的信號(hào)輸入數(shù) 據(jù)隊(duì)列和播出數(shù)據(jù)隊(duì)列中取出相應(yīng)的視音頻數(shù)據(jù)流，在中央處理裝置中對(duì)各數(shù)據(jù)流進(jìn)行單 獨(dú)的視頻縮放處理、視頻混疊處理、視頻切換處理，以及用幾種處理模塊進(jìn)行的混合處理； 并將處理結(jié)果傳送回緩沖Buffer中對(duì)應(yīng)于信號(hào)輸出端口的隊(duì)列或者對(duì)應(yīng)于采集數(shù)據(jù)端口 的隊(duì)列； 視音頻制式編碼與音頻嵌入到視頻數(shù)據(jù)流中的步驟用于從緩沖Buffer對(duì)應(yīng)于 信號(hào)輸出端口的隊(duì)列中取出經(jīng)中央處理裝置處理過的視音頻數(shù)據(jù)流，編碼生成廣播電視視 頻標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的視音頻數(shù)據(jù)流，同時(shí)使用音頻嵌入技術(shù)將音頻數(shù)據(jù)流合并到視頻數(shù)據(jù)流中；
發(fā)送視音頻信號(hào)的步驟用于將編碼后的視音頻數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為符合設(shè)備間交互標(biāo) 準(zhǔn)的物理電信號(hào)并傳送到信號(hào)輸出端口； 以下兩步驟與"視音頻制式編碼與音頻嵌入到視頻數(shù)據(jù)流中的步驟""發(fā)送視音頻 信號(hào)的步驟"平行運(yùn)行； 視音頻數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)總線接收鏈路傳輸?shù)牟襟E用于從緩沖Buffer對(duì)應(yīng)于采 集數(shù)據(jù)端口的隊(duì)列中取出經(jīng)中央處理單元處理過的視音頻數(shù)據(jù)流，通過計(jì)算機(jī)總線接收鏈 路傳送到驅(qū)動(dòng)軟件的對(duì)應(yīng)采集數(shù)據(jù)端口隊(duì)列中； 應(yīng)用軟件接收采集視音頻數(shù)據(jù)的步驟用于應(yīng)用軟件通過采集數(shù)據(jù)端口取出存儲(chǔ) 在驅(qū)動(dòng)軟件的對(duì)應(yīng)端口隊(duì)列中的視音頻數(shù)據(jù)流。 本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是本發(fā)明通過對(duì)于內(nèi)部切換模式的配置，可以對(duì)外部輸 入的一種或多種制式視頻實(shí)現(xiàn)多種不同分辨率視頻的同時(shí)采集、對(duì)軟件輸出的一種或多種 制式視頻實(shí)現(xiàn)多種不同分辨率視頻的同時(shí)播出、對(duì)外部輸入的多路視頻與軟件播出的多路 視頻實(shí)現(xiàn)混疊、對(duì)外部輸入的視音頻與軟件輸出的視音頻進(jìn)行切換等功能?？蓮V泛用于廣 播電視高標(biāo)清制播流程的各類型設(shè)備中。使用本發(fā)明可以將廣播電視制作播出流程中需要 多臺(tái)設(shè)備完成的功能如非線性編輯、字幕機(jī)、視頻服務(wù)器、切換器、高清標(biāo)清視音頻制式變 換器、鍵混器等根據(jù)需要有選擇的設(shè)計(jì)在一臺(tái)設(shè)備中，從而一臺(tái)設(shè)備可以替代以前多臺(tái)設(shè) 備，大大提高了設(shè)備使用的工作范圍，節(jié)省電視臺(tái)等使用單位的設(shè)備購置成本和維護(hù)成本， 具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和應(yīng)用前景。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。 圖1是本發(fā)明實(shí)施例一所述的一種具有內(nèi)部切換功能的高標(biāo)清視音頻10卡硬件 結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明實(shí)施例二所述一種具有內(nèi)部切換功能的高標(biāo)清視音頻10卡的邏輯結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明實(shí)施例三所述一種具有內(nèi)部切換功能的高標(biāo)清視音頻10卡中央處 理裝置的邏輯結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明實(shí)施例三所述一種具有內(nèi)部切換功能的高標(biāo)清視音頻10卡的中央 處理裝置的混疊器的邏輯結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本發(fā)明實(shí)施例四所述一種具有內(nèi)部切換功能的高標(biāo)清視音頻10卡的運(yùn)行 原理框圖； 圖6是本發(fā)明實(shí)施例四所述一種具有內(nèi)部切換功能的高標(biāo)清視音頻10卡在三路 視音頻數(shù)據(jù)、三路視音頻信號(hào)輸入，三路視音頻數(shù)據(jù)、三路視音頻信號(hào)輸出的工作原理框 圖； 圖7是本發(fā)明實(shí)施例五所述一種具有內(nèi)部切換功能的高標(biāo)清視音頻10卡在一路 視音頻信號(hào)輸入三路不同制式視音頻數(shù)據(jù)輸出的工作原理框圖； 圖8是本發(fā)明實(shí)施例五所述一種具有內(nèi)部切換功能的高標(biāo)清視音頻10卡在一路 視音頻數(shù)據(jù)輸入三路不同制式視頻信號(hào)輸出的工作原理框圖。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例一 本實(shí)施例是一種具有內(nèi)部切換功能的高標(biāo)清視音頻10卡，結(jié)構(gòu)如圖1所示。本實(shí) 施例包括多個(gè)視音頻輸入端口和多個(gè)視音頻輸出端口 ，每個(gè)輸入端口或輸出端口都包括 SDI、 H匿I、模擬視頻、AES/EBU音頻和模擬音頻的信號(hào)類型端口 ，所述的多個(gè)視音頻輸入端 口中的每個(gè)SDI輸入端口與各自的SDI輸入信號(hào)接口轉(zhuǎn)換芯片連接、每個(gè)HDMI輸入端口與 各自的HDMI視音頻信號(hào)接收芯片連接、每個(gè)模擬視頻輸入端口與各自的模擬視頻信號(hào)接 收芯片連接，所述的多個(gè)視音頻輸出端口中的每個(gè)SDI輸出端口與各自的SDI輸出驅(qū)動(dòng)芯 片連接、每個(gè)HDMI輸出端口與各自的HDMI視音頻信號(hào)發(fā)生芯片連接、每個(gè)模擬視頻輸出端 口與各自的模擬視頻信號(hào)發(fā)生芯片連接，所述的多個(gè)視音頻輸入端口和多個(gè)視音頻輸出端 口中的所有AES/EBU音頻端口都與AES/EBU音頻信號(hào)接收發(fā)送芯片連接，所述的多個(gè)視音 頻輸入端口的所有模擬音頻輸入端口都與多路模擬音頻信號(hào)接收芯片連接、所述的多個(gè)視 音頻輸出端口的所有模擬音頻輸出端口都與多路模擬音頻信號(hào)發(fā)生芯片連接，所述的各個(gè) SDI輸入信號(hào)的接口轉(zhuǎn)換芯片、HDMI視音頻信號(hào)接收芯片、模擬視頻信號(hào)接收芯片和SDI輸 出驅(qū)動(dòng)芯片、H匿I視音頻信號(hào)發(fā)生芯片、模擬視頻信號(hào)發(fā)生芯片以及AES/EBU音頻信號(hào)接 收發(fā)送芯片、多路模擬音頻信號(hào)接收芯片、多路模擬音頻信號(hào)發(fā)生芯片與現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯 芯片連接，所述的現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯芯片與內(nèi)存芯片、時(shí)鐘芯片、外鎖相芯片、板卡信息存儲(chǔ) 芯片、板卡供電芯片、計(jì)算機(jī)總線接口連接。 本實(shí)施例包括多個(gè)輸入、輸出端口，在圖1中所示的是三個(gè)視音頻信號(hào)輸入端口 VideoINl、 Video IN2、 Video IN3，和三個(gè)視音頻信號(hào)輸出端口 Video 0utl、 Video 0ut2、 Video0ut3。每個(gè)輸入端口都包括SDI、 HDMI、模擬視頻、AES/EBU音頻和模擬音頻的信號(hào)類 型輸入端口 ，每個(gè)輸出端口都包括SDI、 HDMI、模擬視頻、AES/EBU音頻和模擬音頻的信號(hào)類 型輸出端口。 本實(shí)施例包括的其他主要電子芯片類型與功能如下
FPGA :現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯芯片，具體型號(hào)是Xilinx公司出品的V5，是板卡上的核心 處理單元，負(fù)責(zé)外部視音頻信號(hào)的制式識(shí)別、制式編碼、音頻嵌入、音頻解嵌、視音頻的處理 (視頻縮放、視頻混疊、視頻切換等)、視音頻的緩沖區(qū)管理、計(jì)算機(jī)總線接口管理、控制命 令解析等功能實(shí)現(xiàn)。 PCI-E Connector :板卡與計(jì)算機(jī)總線連接的接口 ，遵循標(biāo)準(zhǔn)的PCI-E總線標(biāo)準(zhǔn)， 連接到FPGA上。運(yùn)行于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)上的驅(qū)動(dòng)軟件功能和板卡硬件電路功能是通過這 個(gè)總線連接在一起的。功能上包括從驅(qū)動(dòng)軟件向板卡硬件傳送數(shù)據(jù)的總線發(fā)送鏈路和從板 卡硬件向板卡軟件傳送數(shù)據(jù)的總線接收鏈路。 DDR2:內(nèi)存芯片，是外部視音頻信號(hào)與軟件采集播出視音頻數(shù)據(jù)交互的緩沖區(qū)。
Clock :板卡運(yùn)行需要的時(shí)鐘芯片。 Ref :外鎖相芯片，板卡硬件可以工作在鎖在外部輸入信號(hào)的模式。 EQ :SDI輸入信號(hào)接口轉(zhuǎn)換芯片，是SDI輸入信號(hào)進(jìn)入FPGA芯片的橋梁。 DRV :SDI輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)芯片，將FPGA芯片輸出的視音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為符合外部設(shè)備
標(biāo)準(zhǔn)的SDI信號(hào)。 AES/EBU:AES/EBU音頻信號(hào)接收發(fā)送芯片。是AES/EBU音頻輸入輸出信號(hào)進(jìn)出 FPGA芯片的橋梁。 Video Encoder :模擬視頻信號(hào)發(fā)生芯片。將FPGA輸出的視頻數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為模擬 視頻信號(hào)，通過模擬視頻信號(hào)輸出端口輸出。 Video Decoder :模擬視頻信號(hào)接收芯片。將模擬視頻信號(hào)輸入端口輸入的模擬視 頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為視頻數(shù)據(jù)流進(jìn)入FPGA芯片。 HDMI Transmitter :HDMI視音頻信號(hào)發(fā)生芯片。將FPGA輸出的視音頻數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn) 換為HDMI視頻信號(hào)，通過HDMI信號(hào)輸出端口輸出。 HDMI Receiver :HDMI視音頻信號(hào)接收芯片。將HDMI信號(hào)輸入端口輸入的HDMI視 音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為視音頻數(shù)據(jù)流進(jìn)入FPGA芯片。 Audio D/A:多路模擬音頻信號(hào)發(fā)生芯片。將FPGA輸出的多路音頻數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為 多路模擬音頻信號(hào)，通過模擬音頻信號(hào)輸出端口輸出。 Audio A/D :多路模擬音頻信號(hào)接收芯片。將模擬音頻信號(hào)輸入端口輸入的多路模 擬音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為多路音頻數(shù)據(jù)流進(jìn)入FPGA芯片。 Flash :板卡信息存儲(chǔ)芯片。用于存儲(chǔ)板卡的基本信息，如功能描述、序列號(hào)、生產(chǎn) 狀態(tài)等。 Power :板卡供電芯片。
實(shí)施例二 本實(shí)施例是實(shí)施例一的改進(jìn)，是實(shí)施例一所述板卡系統(tǒng)的邏輯功能細(xì)化，如圖2 所示。本實(shí)施例所述的10卡各芯片與驅(qū)動(dòng)軟件共同組成的系統(tǒng)中包括多個(gè)播出數(shù)據(jù)端 口單元，所述的多個(gè)播出數(shù)據(jù)端口單元與總線發(fā)送鏈路連接，所述的總線發(fā)送鏈路與緩沖 Buffer連接，所述的緩沖Buffer與中央處理裝置連接；所述的緩沖Buffer與多個(gè)視音頻 制式編碼與音頻嵌入單元連接，所述的各個(gè)視音頻制式編碼與音頻嵌入單元與各自的信號(hào) 發(fā)送單元連接，所述的多個(gè)信號(hào)發(fā)送單元與多個(gè)信號(hào)輸出端口單元連接；多個(gè)信號(hào)輸入端 口單元，所述的多個(gè)信號(hào)輸入端口單元與各自的信號(hào)接收單元連接，各個(gè)信號(hào)接收單元與各自的視頻音頻分離單元和視頻制式識(shí)別單元連接，所述視頻制式識(shí)別單元與視頻音頻分 離單元連接，所述視頻音頻分離單元與所述的緩沖Buffer連接，所述的緩沖Buffer與總線 接收鏈路連接，所述的總線接收鏈路與多個(gè)采集數(shù)據(jù)端口單元連接；所述的各個(gè)播出數(shù)據(jù) 端口單元、總線發(fā)送鏈路、緩沖Buffer、中央處理裝置、各個(gè)視音頻制式編碼與音頻嵌入單
元、各個(gè)信號(hào)發(fā)送單元、各個(gè)信號(hào)輸出端口單元、各個(gè)信號(hào)輸入端口單元、各個(gè)信號(hào)接收單 元、各個(gè)視頻音頻分離單元、各個(gè)視頻制式識(shí)別單元、總線接收鏈路、采集數(shù)據(jù)端口單元與 控制邏輯解析單元連接。 本實(shí)施例所述系統(tǒng)在邏輯結(jié)構(gòu)上包括了下面的這些功能模塊 控制邏輯解析單元負(fù)責(zé)與上層應(yīng)用軟件進(jìn)行控制命令交互。接收應(yīng)用軟件的控
制命令并傳送到板卡硬件電路，使用電路對(duì)控制命令解析，對(duì)板卡硬件的工作模式和芯片
功能進(jìn)行配置。收集板卡硬件電路中各部分的狀態(tài)信息并傳送到應(yīng)用軟件。 播出數(shù)據(jù)端口單元、采集數(shù)據(jù)端口單元這兩種類型的端口單元負(fù)責(zé)與上層應(yīng)用
軟件實(shí)現(xiàn)視音頻數(shù)據(jù)的軟件交互，統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)端口單元。應(yīng)用程序要采集/播出視音頻數(shù)
據(jù)，都需要通過數(shù)據(jù)端口來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。在本實(shí)施例中每個(gè)數(shù)據(jù)端口單元是包含2路數(shù)
據(jù)流的，一個(gè)是圖文(Graphics)數(shù)據(jù)流，另外一個(gè)是鍵(Key)數(shù)據(jù)流。需要注意的是，只有
圖文(Graphics)數(shù)據(jù)流包含音頻數(shù)據(jù)才有意義，鍵(Key)數(shù)據(jù)流沒有音頻數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)端口
在實(shí)現(xiàn)上是一組函數(shù)，可以被使用視音頻IO板卡的應(yīng)用軟件調(diào)用。 隊(duì)列考慮上層應(yīng)用軟件是通過數(shù)據(jù)端口單元與板卡硬件間進(jìn)行數(shù)據(jù)交互時(shí)，數(shù) 據(jù)的實(shí)時(shí)性受到操作系統(tǒng)以及總線傳輸影響，還需要在數(shù)據(jù)端口單元的入口和出口處有一 個(gè)Buffer隊(duì)列作緩存用。隊(duì)列在實(shí)現(xiàn)上是由驅(qū)動(dòng)軟件控制的一組計(jì)算機(jī)內(nèi)存區(qū)域。
計(jì)算機(jī)總線發(fā)送鏈路、計(jì)算機(jī)總線接收鏈路簡(jiǎn)稱為總線發(fā)送鏈路、總線接收鏈路 是板卡硬件與驅(qū)動(dòng)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的通道。播出數(shù)據(jù)端口單元發(fā)送到播出隊(duì)列的數(shù)據(jù)最 終通過總線發(fā)送鏈路傳輸?shù)桨蹇ㄓ布?；板卡硬件的?shù)據(jù)通過總線接收鏈路傳輸?shù)讲杉?duì)列 中，最終進(jìn)入采集數(shù)據(jù)端口單元。 信號(hào)輸出端口單元、信號(hào)輸入端口單元統(tǒng)稱信號(hào)端口單元，用于發(fā)送或接收電氣 信號(hào)，遵循廣播電視行業(yè)視音頻信號(hào)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。每個(gè)信號(hào)端口都由SDI視音頻信號(hào)端口、 H匿I視音頻信號(hào)端口、模擬視頻信號(hào)端口、 AES/EBU音頻信號(hào)端口、模擬音頻信號(hào)端口組 成，在某些應(yīng)用中可能只包括其中的部分信號(hào)端口類型。信號(hào)端口只能和外部物理設(shè)備做 信號(hào)交互，應(yīng)用軟件不能與這類端口直接作數(shù)據(jù)交互，可以設(shè)置相關(guān)參數(shù)，控制端口輸出的 信號(hào)類型、信號(hào)特征等。 信號(hào)接收單元用于將外界輸入的物理電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)流。在電路實(shí)現(xiàn)上，外界 輸入的SDI信號(hào)首先流入EQ芯片，輸入的HDMI視音頻信號(hào)首先流入HDMI Receiver芯片， 輸入的模擬視頻信號(hào)首先流入Video Decoder芯片，輸入的AES/EBU信號(hào)首先流入AES/EBU 接收發(fā)送芯片，輸入的模擬音頻信號(hào)首先流入Audio D/A芯片。上述這些芯片將輸入的物 理電信號(hào)初步轉(zhuǎn)換后送入FPGA芯片，在FPGA中生成并行數(shù)據(jù)流。 視頻制式識(shí)別單元分析信號(hào)接收電路傳過來的數(shù)據(jù)流，自動(dòng)識(shí)別其視頻制式，并 將識(shí)別到的視頻制式傳遞到控制邏輯解析單元中。 視音頻分離單元對(duì)于SDI信號(hào)端口數(shù)據(jù)流或者HDMI數(shù)據(jù)流，音頻數(shù)據(jù)是嵌入在 視頻數(shù)據(jù)中的，需要在此部分通過音頻解嵌技術(shù)將二者分離。對(duì)于其他類型的視頻數(shù)據(jù)流
10和音頻數(shù)據(jù)流，二者自然是獨(dú)立的。隨后根據(jù)控制邏輯解析單元所確定選擇的視頻信號(hào)端 口類型和音頻信號(hào)端口類型選擇相應(yīng)的并行數(shù)據(jù)流并傳送到緩沖Buffer中。 視音頻制式編碼與音頻嵌入單元此單元將緩沖Buffer需要播出的視頻數(shù)據(jù)和 音頻數(shù)據(jù)取出，編碼成為需要的視頻制式標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)流和音頻制式標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)流，同時(shí)還將音 頻數(shù)據(jù)流嵌入到視頻數(shù)據(jù)流中。 信號(hào)發(fā)送單元在電路實(shí)現(xiàn)上，首先在FPGA內(nèi)部將視音頻制式編碼和音頻嵌入 后形成的視頻數(shù)據(jù)流和音頻數(shù)據(jù)流進(jìn)行預(yù)處理，然后輸出到FPGA芯片外部的DRV芯片、 HDMITransmitter芯片、Video Encoder芯片、AES/EBU芯片、Audio D/A芯片，形成符合廣 播電視標(biāo)準(zhǔn)的電氣信號(hào)，發(fā)送到外部設(shè)備。 緩沖Buffer :由板卡硬件上的電路實(shí)現(xiàn)。在緩沖Buffer內(nèi)對(duì)應(yīng)于每個(gè)數(shù)據(jù)端口和 每個(gè)信號(hào)端口，都建立了相應(yīng)的緩沖隊(duì)列。從各信號(hào)輸入端口傳送來的視音頻數(shù)據(jù)流可以 是不同步的，由在緩沖Buffer中的緩沖隊(duì)列機(jī)制對(duì)所有的信號(hào)輸入視音頻流進(jìn)行幀同步。 而板卡硬件與驅(qū)動(dòng)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交互是通過計(jì)算機(jī)總線鏈路進(jìn)行的，數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性受 到操作系統(tǒng)以及總線傳輸效率波動(dòng)的影響，緩沖Buffer中的緩沖隊(duì)列機(jī)制可以保證在操 作系統(tǒng)和總線傳輸效率波動(dòng)時(shí)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸。在中央處理單元的控制下，緩沖Buffer中 的緩沖隊(duì)列機(jī)制對(duì)于視頻縮放處理是必須的，而一部分的切換處理操作也是基于緩沖隊(duì)列 機(jī)制進(jìn)行。 中央處理裝置負(fù)責(zé)從緩沖Buffer的相應(yīng)隊(duì)列中取出各播出數(shù)據(jù)端口傳送來的 數(shù)據(jù)和各信號(hào)輸入端口傳送來的數(shù)據(jù)，根據(jù)控制邏輯解析單元所確定選擇的運(yùn)行模式，對(duì) 這些數(shù)據(jù)流進(jìn)行視頻縮放、視頻混疊、視頻切換等處理，并將處理結(jié)果傳送回緩沖Buffer 的相應(yīng)隊(duì)列中。這是整個(gè)系統(tǒng)的核心功能模塊，本發(fā)明中所涉及的所有視頻處理操作都是 通過對(duì)此裝置的運(yùn)行模式進(jìn)行不同配置而實(shí)現(xiàn)。
實(shí)施例三 本實(shí)施例是實(shí)施例二的改進(jìn)，是實(shí)施例二關(guān)于中央處理裝置的細(xì)化，如圖3所示。 本實(shí)施例所述的中央處理裝置中設(shè)置了多個(gè)視頻縮放器、混疊器交換矩陣、多個(gè)混疊器、主 交換矩陣。 本實(shí)施例所述中央處理裝置從邏輯上可以理解為內(nèi)置視頻縮放器和視頻混疊器 功能模塊的視音頻信號(hào)交換機(jī)，該中央處理裝置與外部的接口只有輸入/輸出數(shù)據(jù)流端 口 。內(nèi)部則是視頻縮放器、視頻混疊器、視頻切換器的功能模塊組合成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
板卡硬件上實(shí)現(xiàn)中央處理裝置的功能可以有三種方法嵌入式處理軟件；純硬件 電路；二者混合的模式。 第一種方法即在板卡上設(shè)計(jì)嵌入式處理器電路，將需要處理的數(shù)據(jù)流傳送到嵌入 式處理器內(nèi)，同時(shí)在嵌入式處理器內(nèi)運(yùn)行具備中央處理單元各種視音頻處理功能的軟件， 使用純軟件完成所有處理任務(wù)。 第二種方法是在板卡上設(shè)計(jì)各功能模塊的硬件電路，使用純硬件電路的形式完成 所有處理任務(wù)。硬件電路可以用具有不同專用功能的芯片組合而成，也可以使用可編程邏 輯芯片如FPGA或CPLD，通過設(shè)計(jì)可編程邏輯芯片的內(nèi)部電路實(shí)現(xiàn)。 第三種方法是兩種方式的混合體，即用嵌入式處理器軟件和用硬件電路各實(shí)現(xiàn)部 分功能。本發(fā)明采用的即是這種方法。
下面對(duì)于中央處理裝置的各功能模塊進(jìn)行了說明。 播出數(shù)據(jù)流將存儲(chǔ)在緩沖Buffer相應(yīng)隊(duì)列中的來源于播出數(shù)據(jù)端口的數(shù)據(jù)流 取出，傳送入中央處理單元。是一種數(shù)據(jù)流輸入端口。 采集數(shù)據(jù)流將中央處理單元處理完的數(shù)據(jù)流傳送到緩沖Buffer的相應(yīng)隊(duì)列中， 最終傳送到采集數(shù)據(jù)端口。是一種數(shù)據(jù)流輸出端口。 輸入信號(hào)數(shù)據(jù)流將存儲(chǔ)在緩沖Buffer相應(yīng)隊(duì)列中的來源于信號(hào)輸入端口的數(shù) 據(jù)流取出，傳送入中央處理單元。是一種數(shù)據(jù)流輸入端口。 輸出信號(hào)數(shù)據(jù)流將中央處理單元處理完的數(shù)據(jù)流傳送到緩沖Buffer的相應(yīng)隊(duì) 列中，最終傳送到信號(hào)輸出端口 。是一種數(shù)據(jù)流輸出端口 。 需要注意的是，本實(shí)施例的采集數(shù)據(jù)流和播出數(shù)據(jù)流都是包含2路數(shù)據(jù)流的，一 個(gè)是圖文(Graphics)數(shù)據(jù)流，另外一個(gè)是鍵(Key)數(shù)據(jù)流，當(dāng)然在板卡的某些運(yùn)行模式下， 可能其中有一路數(shù)據(jù)流是無效的；輸入信號(hào)數(shù)據(jù)流和輸出信號(hào)數(shù)據(jù)流都只包含一路數(shù)據(jù) 流，這路數(shù)據(jù)流既可以做圖文(Graphics)數(shù)據(jù)流用，也可以做鍵(Key)數(shù)據(jù)流，根據(jù)其實(shí)際 運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)內(nèi)容確定。需要注意的是，只有圖文(Graphics)數(shù)據(jù)流包含音頻數(shù)據(jù)才有意 義，鍵(Key)數(shù)據(jù)流沒有音頻數(shù)據(jù)。 視頻縮放器用于對(duì)輸入的數(shù)據(jù)流中的視頻信號(hào)做縮放處理，或者用于輸出的數(shù)
據(jù)流之前。傳統(tǒng)的視音頻io板卡，有些內(nèi)部也包含有一個(gè)高清視頻下變換模塊，功能類似
于此視頻縮放器，但只能實(shí)現(xiàn)將高清視頻圖像轉(zhuǎn)換為標(biāo)清視頻圖像。本實(shí)施例中的視頻縮 放器可以在垂直方向和水平方向提供精確的任意比例的圖像尺度變換，實(shí)現(xiàn)高清視頻圖像 轉(zhuǎn)換為標(biāo)清視頻圖像、標(biāo)清視頻圖像轉(zhuǎn)換為高清視頻圖像、不同制式的高清視頻圖像之間 的轉(zhuǎn)換、以及將高清或標(biāo)清視頻圖像轉(zhuǎn)換為任意尺寸的非標(biāo)準(zhǔn)視頻圖像、將任意尺寸的非 標(biāo)準(zhǔn)視頻圖像轉(zhuǎn)換為高清或標(biāo)清視頻圖像、任意尺寸的非標(biāo)準(zhǔn)圖像視頻的放大縮小等。縮 放器的參數(shù)和功能都可以動(dòng)態(tài)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)幀精度的運(yùn)行模式改變。 每個(gè)輸入的數(shù)據(jù)流都可以使用視頻縮放器模塊對(duì)視頻信號(hào)作縮放處理，但在實(shí)際 板卡硬件中，縮放器的數(shù)量是有限的，在實(shí)際運(yùn)行時(shí)由應(yīng)用軟件設(shè)置動(dòng)態(tài)將視頻縮放器模 塊連到需要使用的數(shù)據(jù)流路徑上，每塊板卡可同時(shí)激活的視頻縮放器數(shù)量不能超過中央處 理單元中所包含的視頻縮放器數(shù)目。 混疊器交換矩陣進(jìn)入到中央處理單元的視音頻數(shù)據(jù)流在進(jìn)入主交換矩陣的同 時(shí)，都會(huì)進(jìn)入混疊器交換矩陣，根據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行混疊處理的要求狀況，首先對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行 切換，并傳送到混疊器模塊。 混疊器每個(gè)混疊器模塊有兩組輸入，每組輸入都包含一個(gè)圖文數(shù)據(jù)流和一個(gè)鍵 (Key)數(shù)據(jù)流?；殳B器的輸出為一個(gè)圖文(Graphics)數(shù)據(jù)流及一個(gè)鍵(Key)數(shù)據(jù)流，這兩 個(gè)數(shù)據(jù)流最后連接到主交換矩陣上。通過配置混疊器交換矩陣來選擇輸入數(shù)據(jù)流的來源， 及配置混疊器模塊的混疊模式，就可以對(duì)選定的兩組視頻信號(hào)作混疊。附圖4描述了混疊 器的邏輯結(jié)構(gòu)圖。 主交換矩陣該矩陣將所有輸入的數(shù)據(jù)流以及混疊器的輸出數(shù)據(jù)流都連接在一 起，并且可以做切換。主交換矩陣輸入端連接的數(shù)據(jù)流包括輸入信號(hào)數(shù)據(jù)流，播出數(shù)據(jù)流 中的圖文數(shù)據(jù)流和Key數(shù)據(jù)流，還有混疊器輸出的圖文數(shù)據(jù)流和Key數(shù)據(jù)流。主交換矩陣 輸出端連接的數(shù)據(jù)流包括輸出信號(hào)數(shù)據(jù)流，采集數(shù)據(jù)流中的圖文數(shù)據(jù)流和Key數(shù)據(jù)流。配置主交換矩陣的連接方式，只需要設(shè)置各輸出端數(shù)據(jù)流的內(nèi)容源來即可。
通過配置主交換矩陣的連接方式，創(chuàng)建了若干條傳輸路徑，使得視音頻信號(hào)從指 定數(shù)據(jù)流輸入端口到達(dá)指定數(shù)據(jù)流輸出端口。主切換矩陣的配置模式有很多種，比如從輸 入信號(hào)數(shù)據(jù)流中的3路分別到達(dá)對(duì)應(yīng)的3路采集數(shù)據(jù)流、從輸入信號(hào)數(shù)據(jù)流中的1路同時(shí) 流向到達(dá)3路采集數(shù)據(jù)流、從播出數(shù)據(jù)流中的3路分別到達(dá)對(duì)應(yīng)的3路輸出信號(hào)數(shù)據(jù)流、從 播出數(shù)據(jù)流中的l路同時(shí)流向到達(dá)3路輸出信號(hào)數(shù)據(jù)流、從混疊器輸出的3路數(shù)據(jù)流(包 含3路圖文和3路鍵)分別流向到達(dá)6路輸出信號(hào)數(shù)據(jù)流等等，從而實(shí)現(xiàn)視音頻10卡的多
種工作模式。 實(shí)施例四 本實(shí)施例是一種使用上述各實(shí)施例所述10卡的高標(biāo)清視頻的切換方法，過程框 圖如圖5所示。本實(shí)施例所述方法的步驟如下 控制邏輯解析的步驟用于接收應(yīng)用軟件傳送來的控制命令并解析，對(duì)信號(hào)輸入 輸出端口進(jìn)行配置，對(duì)視音頻制式編碼與音頻嵌入電路進(jìn)行配置，對(duì)緩沖器的隊(duì)列機(jī)制進(jìn) 行控制，對(duì)中央處理單元的運(yùn)行模式進(jìn)行設(shè)置；接收信號(hào)接收單元、視頻制式識(shí)別單元、信 號(hào)發(fā)送單元的狀態(tài)信息，接收緩沖器的隊(duì)列狀態(tài)信息，接收中央處理裝置的狀態(tài)信息，接 收總線發(fā)送鏈路與總線接收鏈路的狀態(tài)信息，傳送回應(yīng)用軟件，本步驟完成后"進(jìn)入緩沖 Buffer的步驟"。這一步驟完成與上層應(yīng)用軟件的控制命令交互，對(duì)驅(qū)動(dòng)軟件與板卡硬件工 作運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行總協(xié)調(diào)。 以下三個(gè)步驟與"控制邏輯解析的步驟"平行進(jìn)行。 接收外部視音頻信號(hào)的步驟用于接收外部設(shè)備連接到視音頻10卡上的物理電 信號(hào)，類型包括SDI信號(hào)、H匿I信號(hào)、模擬視頻信號(hào)、AES/EBU數(shù)字音頻信號(hào)、模擬音頻信號(hào)， 并將這些物理電信號(hào)轉(zhuǎn)換為視音頻數(shù)據(jù)流。視音頻IO板卡系統(tǒng)只在這個(gè)步驟中與外界設(shè) 備打交道。 信號(hào)制式識(shí)別的步驟對(duì)接收外部視音頻信號(hào)步驟中選擇的視頻數(shù)據(jù)流進(jìn)行解 析，識(shí)別該視頻數(shù)據(jù)流所描述的廣播電視行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的視頻制式。自動(dòng)識(shí)別輸入視音頻 信號(hào)制式后，控制邏輯解析單元會(huì)將此狀態(tài)信息傳送到應(yīng)用軟件，判斷輸入視音頻信號(hào)制 式是否符合系統(tǒng)要求，并判斷是否需要發(fā)出報(bào)警信息。不符合要求制式的輸入視音頻信號(hào) 會(huì)被丟棄，不進(jìn)入后續(xù)處理流程。 視頻和音頻信號(hào)分離的步驟用于SDI或HDMI信號(hào)輸入端口的視頻數(shù)據(jù)流中分離 出音頻數(shù)據(jù)，本步驟完成后"進(jìn)入緩沖Buffer的步驟"。對(duì)于來源是SDI信號(hào)輸入端口或 者HDMI信號(hào)輸入端口的視頻數(shù)據(jù)流，音頻數(shù)據(jù)是嵌入在視頻數(shù)據(jù)中的，需要在此步驟中通 過音頻解嵌技術(shù)將二者分離。對(duì)于其他類型的視頻數(shù)據(jù)流和音頻數(shù)據(jù)流，二者自然是獨(dú)立 的。在此步驟中隨后根據(jù)控制邏輯解析模塊所確定選擇的視頻信號(hào)端口類型和音頻信號(hào)端 口類型選擇相應(yīng)的并行數(shù)據(jù)流并傳送到緩沖Buffer中。
以下兩個(gè)步驟與"控制邏輯解析的步驟"平行進(jìn)行。 接收應(yīng)用軟件播出視音頻的步驟用于通過播出數(shù)據(jù)端口接收應(yīng)用軟件播出的視 音頻數(shù)據(jù)流，并存儲(chǔ)在驅(qū)動(dòng)軟件中的對(duì)應(yīng)端口隊(duì)列中。這是應(yīng)用軟件使用視音頻io板卡播 出視音頻信號(hào)的唯一數(shù)據(jù)接口。
視音頻數(shù)據(jù)通過總線發(fā)送鏈路傳輸?shù)牟襟E用于存儲(chǔ)在驅(qū)動(dòng)軟件的端口隊(duì)列中的
13視音頻數(shù)據(jù)流通過總線發(fā)送鏈路傳送到板卡硬件中的緩沖Buf f er，本步驟完成后"進(jìn)入緩 沖Buffer的步驟"。 進(jìn)入緩沖Buffer的步驟用于在緩沖Buffer內(nèi)對(duì)應(yīng)于每個(gè)數(shù)據(jù)端口和每個(gè)信號(hào) 端口 ，都建立相應(yīng)的緩沖隊(duì)列，將來源于信號(hào)輸入端口的視音頻數(shù)據(jù)流與來源于播出數(shù)據(jù) 端口的視音頻數(shù)據(jù)流存儲(chǔ)在各自對(duì)應(yīng)的緩沖隊(duì)列中。通過緩沖Buffer中的緩沖隊(duì)列機(jī)制 對(duì)所有的信號(hào)輸入視音頻流實(shí)現(xiàn)幀同步。通過緩沖Buffer中的緩沖隊(duì)列機(jī)制可以保證在 操作系統(tǒng)和總線傳輸效率波動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)軟件與板卡硬件間的數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性。緩沖Buffer 機(jī)制對(duì)于視頻縮放處理和一部分的切換處理操作也是必須的。 中央處理裝置進(jìn)行處理的步驟用于中央處理裝置從緩沖Buffer的信號(hào)輸入數(shù) 據(jù)隊(duì)列和播出數(shù)據(jù)隊(duì)列中取出相應(yīng)的視音頻數(shù)據(jù)流，在中央處理裝置中對(duì)各數(shù)據(jù)流進(jìn)行單 獨(dú)的視頻縮放處理、視頻混疊處理、視頻切換處理，以及用幾種處理模塊進(jìn)行的混合處理； 并將處理結(jié)果傳送回緩沖Buffer中對(duì)應(yīng)于信號(hào)輸出端口的隊(duì)列或者對(duì)應(yīng)于采集數(shù)據(jù)端口 的隊(duì)列。這是整個(gè)系統(tǒng)的核心處理步驟。中央處理裝置的功能和處理效果決定了整個(gè)視音 頻IO卡的功能的質(zhì)量。 視音頻制式編碼與音頻嵌入到視頻數(shù)據(jù)流中的步驟用于從緩沖Buffer對(duì)應(yīng)于
信號(hào)輸出端口的隊(duì)列中取出經(jīng)中央處理裝置處理過的視音頻數(shù)據(jù)流，編碼生成廣播電視視
頻標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的視音頻數(shù)據(jù)流，同時(shí)使用音頻嵌入技術(shù)將音頻數(shù)據(jù)流合并到視頻數(shù)據(jù)流中。 發(fā)送視音頻信號(hào)的步驟用于將編碼后的視音頻數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為符合設(shè)備間交互標(biāo)
準(zhǔn)的物理電信號(hào)，包括SDI信號(hào)、H匿I信號(hào)、模擬視頻信號(hào)、AES/EBU音頻信號(hào)、模擬音頻信
號(hào)，傳送到信號(hào)輸出端口。 以下兩步驟與"視音頻數(shù)據(jù)編碼與音頻嵌入到視頻數(shù)據(jù)流中的步驟""發(fā)送視音頻 信號(hào)的步驟"平行運(yùn)行。 視音頻數(shù)據(jù)通過總線接收鏈路傳輸?shù)牟襟E用于從緩沖Buffer對(duì)應(yīng)于采集數(shù)據(jù) 端口的隊(duì)列中取出經(jīng)中央處理單元處理過的視音頻數(shù)據(jù)流，通過總線接收鏈路傳送到驅(qū)動(dòng) 軟件的對(duì)應(yīng)采集數(shù)據(jù)端口隊(duì)列中。 應(yīng)用軟件接收采集視音頻數(shù)據(jù)的步驟用于應(yīng)用軟件通過采集數(shù)據(jù)端口取出存儲(chǔ) 在驅(qū)動(dòng)軟件的對(duì)應(yīng)端口隊(duì)列中的視音頻數(shù)據(jù)流。這是應(yīng)用軟件使用視音頻IO板卡采集視 音頻信號(hào)的唯一數(shù)據(jù)接口。 本實(shí)施例通過內(nèi)部的中央處理裝置，可以實(shí)現(xiàn)單路或多路數(shù)據(jù)流的任意比例視頻 縮放、兩路或多路數(shù)據(jù)流的視頻混疊、多路數(shù)據(jù)流間的任意切換功能，以及上述功能的組 合。對(duì)于從任意播出數(shù)據(jù)端口播出的視音頻數(shù)據(jù)，以及從任意信號(hào)輸入端口輸入的視音頻 數(shù)據(jù)，可以在中央處理裝置中單獨(dú)進(jìn)行視頻縮放、視頻混疊、視頻切換或其中任意幾種組合 功能處理，傳送到任意需要的采集數(shù)據(jù)端口或者任意信號(hào)輸出端口 。根據(jù)以上描述，在使用 本實(shí)施例所述的視音頻10板卡時(shí)，可以理解為是在一個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)中，創(chuàng)建了若干條傳輸路 徑，使得視音頻信號(hào)從指定輸入端口經(jīng)過視頻處理后到達(dá)指定的輸出端口 。
本實(shí)施例具有4種主要工作模式。
模式一 輸入信號(hào)為6路3個(gè)播出數(shù)據(jù)端口接收應(yīng)用軟件的視音頻數(shù)據(jù)并傳送，3個(gè)信號(hào) 輸入端口接收外部設(shè)備物理電信號(hào)并轉(zhuǎn)換為視音頻數(shù)據(jù)傳送。6路視音頻數(shù)據(jù)流輸入到緩沖Buffer的隊(duì)列，之后中央處理裝置對(duì)6路視音頻數(shù)據(jù)流進(jìn)行切換處理。處理后的6路視 頻數(shù)據(jù)流傳送回緩沖Buffer的隊(duì)列。3個(gè)采集數(shù)據(jù)端口從緩沖Buffer的相應(yīng)隊(duì)列取走數(shù) 據(jù)并傳送到應(yīng)用軟件。3個(gè)信號(hào)輸出端口從緩沖Buffer的相應(yīng)隊(duì)列取走數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)變?yōu)槲锢?電信號(hào)傳送到外部設(shè)備。
模式二 模式二與模式一的工作流程基本相似，但在模式二中，中央處理裝置中對(duì)于6路 視音頻數(shù)據(jù)流進(jìn)行的是視頻縮放處理和切換處理。中央處理裝置包含4個(gè)視頻縮放器，可 以動(dòng)態(tài)配置用在6路數(shù)據(jù)流中，對(duì)其中4路數(shù)據(jù)流中的每一路進(jìn)行任意比例的視頻縮放處 理，實(shí)現(xiàn)從高清視頻圖像向標(biāo)清視頻圖像的轉(zhuǎn)換、標(biāo)清視頻圖像向高清視頻圖像的轉(zhuǎn)換、不 同制式的高清視頻圖像之間的轉(zhuǎn)換、高清或標(biāo)清視頻圖像按任意比例縮放為非標(biāo)準(zhǔn)視頻圖 像、非標(biāo)準(zhǔn)視頻圖像縮放為一定制式的高清或標(biāo)清視頻圖像、非標(biāo)準(zhǔn)視頻圖像任意比例縮 放。經(jīng)過視頻縮放處理的數(shù)據(jù)流與未做處理的2路數(shù)據(jù)流隨后通過中央處理單元的主切換 器進(jìn)行切換，再傳送回緩沖Buffer的相應(yīng)隊(duì)列中。 在模式二中有兩個(gè)具體工作狀態(tài)，在目前的高清標(biāo)清制式混合的廣播電視制作播
出流程中尤其有重要意義。 模式三 模式二與模式一的工作流程基本相似，但在模式三中，中央處理單元中對(duì)于6路 視音頻數(shù)據(jù)流首先是進(jìn)行的視頻混疊處理。6路視音頻數(shù)據(jù)流混疊形成的3路數(shù)據(jù)流與此 6路數(shù)據(jù)流共同進(jìn)入主切換器，選擇對(duì)應(yīng)于輸出信號(hào)數(shù)據(jù)流的6路數(shù)據(jù)流(只包括圖文數(shù)據(jù) 流或鍵數(shù)據(jù)流之一)與對(duì)應(yīng)于采集數(shù)據(jù)流的3路數(shù)據(jù)流(每路都包括圖文數(shù)據(jù)流和鍵數(shù)據(jù) 流兩種數(shù)據(jù))進(jìn)入緩沖Buffer的相應(yīng)隊(duì)列。
模式四 模式四與模式一的工作流程基本相似，但在模式四中，中央處理單元中對(duì)于6路 視音頻數(shù)據(jù)流進(jìn)行的是視頻縮放、視頻混疊、切換處理的任意組合處理功能。6路數(shù)據(jù)流可 以選擇首先進(jìn)行視頻縮放處理，然后視頻混疊和切換處理；或者6路數(shù)據(jù)流直接進(jìn)行視頻 混疊處理、切換處理，然后進(jìn)行視頻縮放處理；或者6路數(shù)據(jù)流中的部分首先進(jìn)行視頻縮放 處理，然后進(jìn)入視頻混疊模塊、再進(jìn)行切換處理、最后選擇部分?jǐn)?shù)據(jù)流再進(jìn)行縮放處理后進(jìn) 入緩沖Buffer隊(duì)列，部分?jǐn)?shù)據(jù)流在切換處理后直接進(jìn)入Buffer隊(duì)列。
應(yīng)當(dāng)指出的是，本實(shí)施例給出的是本發(fā)明的幾種典型的應(yīng)用模式，本發(fā)明通過適 當(dāng)?shù)呐渲茫瑢?duì)輸入、輸出的數(shù)據(jù)流的個(gè)數(shù)進(jìn)行改變，也可方便的實(shí)現(xiàn)其他更多的應(yīng)用模式。
實(shí)施例五 本實(shí)施例是實(shí)施例四的細(xì)化，是對(duì)實(shí)施例四中幾個(gè)步驟的細(xì)化，如圖7所示。以將 1路信號(hào)切換或分離成2路、3路4路或更多信號(hào)為例，本實(shí)施例步驟細(xì)化的步驟如下
接收外部1路視音頻信號(hào)的步驟用于接收1路外部設(shè)備連接到視音頻IO卡上的 物理電信號(hào)，并將這1路物理電信號(hào)轉(zhuǎn)換為視音頻數(shù)據(jù)流； 中央處理裝置進(jìn)行1路切換為2路、3路、4路、5路等多路信號(hào)的處理步驟用于 中央處理裝置從緩沖Buffer的信號(hào)輸入數(shù)據(jù)隊(duì)列中取出相應(yīng)的視音頻數(shù)據(jù)流，在中央處 理裝置中對(duì)1路數(shù)據(jù)流進(jìn)行單獨(dú)的視頻縮放處理、視頻切換處理為2路、3路、4路或更多路 不同分辨率信號(hào)；并將處理結(jié)果傳送回緩沖Buffer中對(duì)應(yīng)于采集數(shù)據(jù)端口的隊(duì)列；
視音頻數(shù)據(jù)通過總線接收鏈路傳輸2路、3路、4路或更多路不同制式視音頻數(shù)據(jù) 流的步驟用于從緩沖Buffer對(duì)應(yīng)于采集數(shù)據(jù)端口的隊(duì)列中取出經(jīng)中央處理單元處理分 離出的2路、3路、4路或更多路不同制式的視音頻數(shù)據(jù)流，通過總線接收鏈路傳送到驅(qū)動(dòng)軟 件的對(duì)應(yīng)采集數(shù)據(jù)端口隊(duì)列中； 應(yīng)用軟件接收采集視音頻數(shù)據(jù)的步驟用于應(yīng)用軟件通過3個(gè)采集數(shù)據(jù)端口取出 存儲(chǔ)在驅(qū)動(dòng)軟件的對(duì)應(yīng)端口隊(duì)列中的2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)或更多個(gè)不同制式的視音頻數(shù)據(jù)流。
本實(shí)施例是實(shí)施例四的第二種工作模式的第一種工作狀態(tài)，其工作流程如圖7所 描述。 在這種工作狀態(tài)下，系統(tǒng)從信號(hào)輸入端口接收1路視音頻信號(hào)，經(jīng)過中央處理裝 置中的視頻縮放器和視頻切換器處理，形成三路不同制式的視音頻數(shù)據(jù)流，傳送到3個(gè)采 集數(shù)據(jù)端口。這種工作狀態(tài)從宏觀上看，就是將外部設(shè)備的傳送來的l路視音頻信號(hào)，轉(zhuǎn)換 為3路不同制式的視音頻數(shù)據(jù)流，被應(yīng)用軟件采集。 應(yīng)當(dāng)指出的是，本實(shí)施例給出的是本發(fā)明的幾種典型的應(yīng)用模式，本發(fā)明通過適
當(dāng)?shù)呐渲?，可以?duì)采集數(shù)據(jù)流和播出端口的個(gè)數(shù)進(jìn)行改變，也可方便的實(shí)現(xiàn)其他更多的應(yīng)
用模式，例如將1路信號(hào)切換為2路或4路，或?qū)?路數(shù)據(jù)分離成2種或4種不同制式的視
音頻數(shù)據(jù)流。 實(shí)施例六 本實(shí)施例是實(shí)施例四的細(xì)化，是對(duì)實(shí)施例四中幾個(gè)步驟的細(xì)化，如圖8所示。本實(shí) 施例細(xì)化的步驟如下 接收應(yīng)用軟件播出1路視音頻的步驟用于通過播出數(shù)據(jù)端口接收應(yīng)用軟件播出 的1路視音頻數(shù)據(jù)流，并存儲(chǔ)在驅(qū)動(dòng)軟件中的對(duì)應(yīng)端口隊(duì)列中； 中央處理裝置進(jìn)行1路切換為2路、3路、4路或更多路信號(hào)的處理步驟用于中央 處理裝置從緩沖Buffer的播出數(shù)據(jù)隊(duì)列中取出相應(yīng)的視音頻數(shù)據(jù)流，在中央處理裝置中 對(duì)1路數(shù)據(jù)流進(jìn)行單獨(dú)的視頻縮放處理、視頻切換處理為2路、3路、4路或更多路信號(hào)；并 將處理結(jié)果傳送回緩沖Buffer中對(duì)應(yīng)于信號(hào)輸出端口的隊(duì)列； 發(fā)送2路、3路、4路或更多路不同制式的視音頻信號(hào)的步驟用于將編碼后的視音 頻數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為2路、3路、4路或更多路不同制式符合設(shè)備間交互標(biāo)準(zhǔn)的物理電信號(hào)并傳 送到信號(hào)輸出端口。 狀態(tài)2的工作流程如圖8所描述。 在這種工作狀態(tài)下，系統(tǒng)從播出數(shù)據(jù)端口接收1路應(yīng)用軟件的視音頻數(shù)據(jù)，經(jīng)過 中央處理單元中的視頻縮放模塊和視頻切換模塊處理，形成三路不同制式的視音頻數(shù)據(jù) 流，傳送到2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)或更多個(gè)信號(hào)輸出端口 。這種工作狀態(tài)從宏觀上看，就是將應(yīng)用軟 件播出的1路視音頻數(shù)據(jù)流，轉(zhuǎn)換為2路、3路、4路或更多路不同制式的視音頻信號(hào)播出。
最后應(yīng)說明的是，以上僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳布 置方案對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù) 方案(比如各芯片的類型，各個(gè)單元的設(shè)置和布局安排，輸入輸出的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)，輸入輸出 端口數(shù)等)進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
一種具有內(nèi)部切換功能的高標(biāo)清視音頻IO卡，其特征在于，包括多個(gè)視音頻輸入端口和多個(gè)視音頻輸出端口，每個(gè)輸入端口或輸出端口都包括SDI、HDMI、模擬視頻、AES/EBU音頻和模擬音頻的信號(hào)類型端口，所述的多個(gè)視音頻輸入端口中的每個(gè)SDI輸入端口與各自的SDI輸入信號(hào)接口轉(zhuǎn)換芯片連接、每個(gè)HDMI輸入端口與各自的HDMI視音頻信號(hào)接收芯片連接、每個(gè)模擬視頻輸入端口與各自的模擬視頻信號(hào)接收芯片連接，所述的多個(gè)視音頻輸出端口中的每個(gè)SDI輸出端口與各自的SDI輸出驅(qū)動(dòng)芯片連接、每個(gè)HDMI輸出端口與各自的HDMI視音頻信號(hào)發(fā)生芯片連接、每個(gè)模擬視頻輸出端口與各自的模擬視頻信號(hào)發(fā)生芯片連接，所述的多個(gè)視音頻輸入端口和多個(gè)視音頻輸出端口中的所有AES/EBU音頻端口都與AES/EBU音頻信號(hào)接收發(fā)送芯片連接，所述的多個(gè)視音頻輸入端口的所有模擬音頻輸入端口都與多路模擬音頻信號(hào)接收芯片連接、所述的多個(gè)視音頻輸出端口的所有模擬音頻輸出端口都與多路模擬音頻信號(hào)發(fā)生芯片連接，所述的各個(gè)SDI輸入信號(hào)接口轉(zhuǎn)換芯片、HDMI視音頻信號(hào)接收芯片、模擬視頻信號(hào)接收芯片和SDI輸出驅(qū)動(dòng)芯片、HDMI視音頻信號(hào)發(fā)生芯片、模擬視頻信號(hào)發(fā)生芯片以及AES/EBU音頻信號(hào)接收發(fā)送芯片、多路模擬音頻信號(hào)接收芯片、多路模擬音頻信號(hào)發(fā)生芯片與現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯芯片連接，所述的現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯芯片與內(nèi)存芯片、時(shí)鐘芯片、外鎖相芯片、板卡信息存儲(chǔ)芯片、板卡供電芯片、計(jì)算機(jī)總線接口連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的IO卡，其特征在于，所述的IO卡各芯片與驅(qū)動(dòng)軟件共同組成的系統(tǒng)中包括多個(gè)播出數(shù)據(jù)端口單元，所述的多個(gè)播出數(shù)據(jù)端口單元與總線發(fā)送鏈路連接，所述的總線發(fā)送鏈路與緩沖Buffer連接，所述的緩沖Buffer與中央處理裝置連接；所述的緩沖Buffer與多個(gè)視音頻制式編碼與音頻嵌入單元連接，所述的各個(gè)視音頻制式編碼與音頻嵌入單元與各自的信號(hào)發(fā)送單元連接，所述的多個(gè)信號(hào)發(fā)送單元與多個(gè)信號(hào)輸出端口單元連接；多個(gè)信號(hào)輸入端口單元，所述的多個(gè)信號(hào)輸入端口單元與各自的信號(hào)接收單元連接，各個(gè)信號(hào)接收單元與各自的視頻音頻分離單元和視頻制式識(shí)別單元連接，所述視頻制式識(shí)別單元與視頻音頻分離單元連接，所述視頻音頻分離單元與所述的緩沖Buffer連接，所述的緩沖Buffer與總線接收鏈路連接，所述的總線接收鏈路與多個(gè)采集數(shù)據(jù)端口單元連接；所述的各個(gè)播出數(shù)據(jù)端口單元、總線發(fā)送鏈路、緩沖Buffer、中央處理裝置、各個(gè)視音頻制式編碼與音頻嵌入單元、各個(gè)信號(hào)發(fā)送單元、各個(gè)信號(hào)輸出端口單元、各個(gè)信號(hào)輸入端口單元、各個(gè)信號(hào)接收單元、各個(gè)視頻音頻分離單元、各個(gè)視頻制式識(shí)別單元、總線接收鏈路、采集數(shù)據(jù)端口單元與控制邏輯解析單元連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的IO卡，其特征在于，所述的中央處理裝置中設(shè)置了多個(gè)視頻縮放器、混疊器交換矩陣、多個(gè)混疊器、主交換矩陣。
4. 一種使用權(quán)利要求1所述IO卡的高標(biāo)清視頻的切換方法，其特征在于所述方法的步驟如下控制邏輯解析的步驟用于接收應(yīng)用軟件傳送來的控制命令并解析，對(duì)信號(hào)輸入輸出端口進(jìn)行配置，對(duì)視音頻制式編碼與音頻嵌入電路進(jìn)行配置，對(duì)緩沖器的隊(duì)列機(jī)制進(jìn)行控制，對(duì)中央處理單元的運(yùn)行模式進(jìn)行設(shè)置；接收信號(hào)接收單元、視頻制式識(shí)別單元、信號(hào)發(fā)送單元的狀態(tài)信息，接收緩沖器的隊(duì)列狀態(tài)信息，接收中央處理裝置的狀態(tài)信息，接收總線發(fā)送鏈路與總線接收鏈路的狀態(tài)信息，傳送回應(yīng)用軟件，本步驟完成后"進(jìn)入緩沖Buffer的步驟"；以下三個(gè)步驟與"控制邏輯解析的步驟"平行進(jìn)行；接收外部視音頻信號(hào)的步驟用于接收外部設(shè)備連接到視音頻10卡上的物理電信號(hào)， 并將這些物理電信號(hào)轉(zhuǎn)換為視音頻數(shù)據(jù)流；信號(hào)制式識(shí)別的步驟對(duì)接收外部視音頻信號(hào)步驟中接收的視頻數(shù)據(jù)流進(jìn)行解析，識(shí) 別該視頻數(shù)據(jù)流所描述的廣播電視行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的視頻制式；視頻和音頻信號(hào)分離的步驟用于SDI或HDMI信號(hào)輸入端口的視頻數(shù)據(jù)流中分離出音 頻數(shù)據(jù)，在此步驟中隨后根據(jù)控制邏輯解析模塊所確定選擇的視頻信號(hào)端口類型和音頻信 號(hào)端口類型選擇需要處理的并行數(shù)據(jù)流，本步驟完成后"進(jìn)入緩沖Buffer的步驟"；以下兩個(gè)步驟與"控制邏輯解析的步驟"平行進(jìn)行；接收應(yīng)用軟件播出視音頻的步驟用于通過播出數(shù)據(jù)端口接收應(yīng)用軟件播出的視音頻 數(shù)據(jù)流，并存儲(chǔ)在驅(qū)動(dòng)軟件中的對(duì)應(yīng)端口隊(duì)列中；視音頻數(shù)據(jù)通過總線發(fā)送鏈路傳輸?shù)牟襟E用于存儲(chǔ)在驅(qū)動(dòng)軟件的端口隊(duì)列中的視音 頻數(shù)據(jù)流通過總線的發(fā)送鏈路傳送到板卡硬件中的緩沖Buf f er，本步驟完成后"進(jìn)入緩沖 Buffer的步驟"；進(jìn)入緩沖Buffer的步驟用于在緩沖Buffer內(nèi)對(duì)應(yīng)于每個(gè)數(shù)據(jù)端口和每個(gè)信號(hào)端口 ， 都建立相應(yīng)的緩沖隊(duì)列，將來源于信號(hào)輸入端口的視音頻數(shù)據(jù)流與來源于播出數(shù)據(jù)端口的 視音頻數(shù)據(jù)流存儲(chǔ)在各自對(duì)應(yīng)的緩沖隊(duì)列中；中央處理裝置進(jìn)行處理的步驟用于中央處理裝置從緩沖Buffer的信號(hào)輸入數(shù)據(jù)隊(duì) 列和播出數(shù)據(jù)隊(duì)列中取出相應(yīng)的視音頻數(shù)據(jù)流，在中央處理裝置中對(duì)各數(shù)據(jù)流進(jìn)行單獨(dú)的 視頻縮放處理、視頻混疊處理、視頻切換處理，以及用幾種處理模塊進(jìn)行的混合處理；并將 處理結(jié)果傳送回緩沖Buffer中對(duì)應(yīng)于信號(hào)輸出端口的隊(duì)列或者對(duì)應(yīng)于采集數(shù)據(jù)端口的隊(duì) 列；視音頻制式編碼與音頻嵌入到視頻數(shù)據(jù)流中的步驟用于從緩沖Buffer對(duì)應(yīng)于信號(hào) 輸出端口的隊(duì)列中取出經(jīng)中央處理裝置處理過的視音頻數(shù)據(jù)流，編碼生成廣播電視視頻標(biāo) 準(zhǔn)規(guī)定的視音頻數(shù)據(jù)流，同時(shí)使用音頻嵌入技術(shù)將音頻數(shù)據(jù)流合并到視頻數(shù)據(jù)流中；發(fā)送視音頻信號(hào)的步驟用于將編碼后的視音頻數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為符合設(shè)備間交互標(biāo)準(zhǔn)的 物理電信號(hào)并傳送到信號(hào)輸出端口 ；以下兩步驟與"視音頻數(shù)據(jù)編碼與音頻嵌入到視頻數(shù)據(jù)流中的步驟""發(fā)送視音頻信號(hào) 的步驟"平行運(yùn)行；視音頻數(shù)據(jù)通過總線接收鏈路傳輸?shù)牟襟E用于從緩沖Buffer對(duì)應(yīng)于采集數(shù)據(jù)端口 的隊(duì)列中取出經(jīng)中央處理單元處理過的視音頻數(shù)據(jù)流，通過總線的接收鏈路傳送到驅(qū)動(dòng)軟 件的對(duì)應(yīng)采集數(shù)據(jù)端口隊(duì)列中；應(yīng)用軟件接收采集視音頻數(shù)據(jù)的步驟用于應(yīng)用軟件通過采集數(shù)據(jù)端口取出存儲(chǔ)在驅(qū) 動(dòng)軟件的對(duì)應(yīng)端口隊(duì)列中的視音頻數(shù)據(jù)流。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，如下步驟接收外部1路視音頻信號(hào)的步驟用于接收1路外部設(shè)備連接到視音頻IO卡上的物理 電信號(hào)，并將這1路物理電信號(hào)轉(zhuǎn)換為視音頻數(shù)據(jù)流；中央處理裝置進(jìn)行1路切換為2路或多路信號(hào)的處理步驟用于中央處理裝置從緩沖Buffer的信號(hào)輸入數(shù)據(jù)隊(duì)列中取出相應(yīng)的視音頻數(shù)據(jù)流，在中央處理裝置中對(duì)1路數(shù)據(jù)流進(jìn)行單獨(dú)的視頻縮放處理、視頻切換處理為2路或多路不同分辨率信號(hào)；并將處理結(jié)果傳 送回緩沖Buffer中對(duì)應(yīng)于采集數(shù)據(jù)端口的隊(duì)列；視音頻數(shù)據(jù)通過總線接收鏈路傳輸2路或多路不同制式視音頻數(shù)據(jù)流的步驟用于從 緩沖Buffer對(duì)應(yīng)于采集數(shù)據(jù)端口的隊(duì)列中取出經(jīng)中央處理單元處理分離出的2路或多路 不同制式的視音頻數(shù)據(jù)流，通過總線的接收鏈路傳送到驅(qū)動(dòng)軟件的對(duì)應(yīng)采集數(shù)據(jù)端口隊(duì)列 中；應(yīng)用軟件接收采集視音頻數(shù)據(jù)的步驟用于應(yīng)用軟件通過2個(gè)或多個(gè)采集數(shù)據(jù)端口取 出存儲(chǔ)在驅(qū)動(dòng)軟件的對(duì)應(yīng)端口隊(duì)列中的2個(gè)或多個(gè)不同制式的視音頻數(shù)據(jù)流。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，如下步驟接收應(yīng)用軟件播出1路視音頻的步驟用于通過播出數(shù)據(jù)端口接收應(yīng)用軟件播出的1 路視音頻數(shù)據(jù)流，并存儲(chǔ)在驅(qū)動(dòng)軟件中的對(duì)應(yīng)端口隊(duì)列中；中央處理裝置進(jìn)行1路切換為2路或多路信號(hào)的處理步驟用于中央處理裝置從緩沖 Buffer的播出數(shù)據(jù)隊(duì)列中取出相應(yīng)的視音頻數(shù)據(jù)流，在中央處理裝置中對(duì)1路數(shù)據(jù)流進(jìn)行 單獨(dú)的視頻縮放處理、視頻切換處理為2路或多路信號(hào)；并將處理結(jié)果傳送回緩沖Buffer 中對(duì)應(yīng)于信號(hào)輸出端口的隊(duì)列；發(fā)送2路或多路不同制式的視音頻信號(hào)的步驟用于將編碼后的視音頻數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為 2路或多路不同制式符合設(shè)備間交互標(biāo)準(zhǔn)的物理電信號(hào)并傳送到信號(hào)輸出端口。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有內(nèi)部切換功能的高標(biāo)清視音頻IO卡。本發(fā)明包括多個(gè)視音頻輸入端口和多個(gè)視音頻輸出端口，各個(gè)輸入端口與各自的SDI輸入信號(hào)的接口轉(zhuǎn)換芯片連接，多個(gè)視音頻輸出端口與各自的SDI輸出驅(qū)動(dòng)芯片連接，各個(gè)SDI輸入信號(hào)的接口轉(zhuǎn)換芯片和SDI輸出驅(qū)動(dòng)芯片與現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯芯片連接。本發(fā)明通過對(duì)于內(nèi)部切換模式的配置，可以對(duì)外部輸入的一種或多種制式視頻實(shí)現(xiàn)多種不同分辨率視頻的同時(shí)采集、對(duì)軟件輸出的一種或多種制式視頻實(shí)現(xiàn)多種不同分辨率視頻的同時(shí)播出、對(duì)外部輸入的多路視頻與軟件播出的多路視頻實(shí)現(xiàn)混疊、對(duì)外部輸入的視音頻與軟件輸出的視音頻進(jìn)行切換等功能?？蓮V泛用于廣播電視高標(biāo)清制播流程的各類型設(shè)備中。
文檔編號(hào)H04N5/00GK101706675SQ200910309849
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月17日
發(fā)明者劉強(qiáng), 劉昌鑫, 姚威, 孔鑫, 王雨, 許春鳳, 鄧偉, 金廷滿, 陳亞東, 齊曉軒 申請(qǐng)人:北京中科大洋科技發(fā)展股份有限公司