一種視頻數(shù)據(jù)和usb數(shù)據(jù)的混合傳輸系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)領(lǐng)域，具體的涉及一種視頻數(shù)據(jù)和USB數(shù)據(jù)的混合傳輸系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，各類視頻應(yīng)用越來越多，在攝像頭、DVD等視頻源與顯示器、DVR等視頻接收終端之間需要傳輸大量視頻數(shù)據(jù)。在傳輸視頻數(shù)據(jù)的同時，有時還需要傳輸其他類型的數(shù)據(jù)。通用串行總線是一種應(yīng)用廣泛的用以傳輸數(shù)據(jù)的接口技術(shù)，英文為Universal SerialBus，縮寫為USB，USB接口具有傳輸速度快、支持熱插拔、可同時連接多個設(shè)備的特點，目前計算機主機和鼠標(biāo)、鍵盤、打印機等設(shè)備之間多采用USB接口進行連接。若需要同時傳輸視頻數(shù)據(jù)和USB數(shù)據(jù)，現(xiàn)有技術(shù)需要分別傳輸，這種傳輸方式會增加系統(tǒng)的功耗和傳輸介質(zhì)的成本，若采用光纖進行傳輸，還會增加光電收發(fā)器件的數(shù)量，進一步提高系統(tǒng)成本。進一步地，隨著顯示分辨率的提高，傳輸視頻所需的帶寬增加很快。如要傳輸日漸普及的4K2K視頻信號，所需帶寬達到了 12到18Gbps。如此高的速率既增加傳輸成本，又降低傳輸距離。目前缺乏一種可以在兩個USB數(shù)據(jù)終端之間傳輸USB數(shù)據(jù)，同時又可以將視頻數(shù)據(jù)特別是高分辨率視頻數(shù)據(jù)由視頻源發(fā)送至視頻接收終端的高效、低成本解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，對視頻源發(fā)送給視頻接收終端的視頻數(shù)據(jù)，以及在兩個USB數(shù)據(jù)終端之間傳輸?shù)腢SB數(shù)據(jù)如何復(fù)用傳輸通道，高效傳輸?shù)膯栴}。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0005]作為本發(fā)明的一種視頻數(shù)據(jù)和USB數(shù)據(jù)的混合傳輸系統(tǒng)，包括第一混合傳輸裝置、第二混合傳輸裝置、傳輸通道;第一混合傳輸裝置連接視頻源與第一 USB數(shù)據(jù)終端;第二混合傳輸裝置連接視頻接收終端與第二 USB數(shù)據(jù)終端;第一混合傳輸裝置通過傳輸通道連接第二混合傳輸裝置；
[0006]所述傳輸通道包括下行傳輸通道和上行傳輸通道;所述第一混合傳輸裝置包括:第一USB接口單元、視頻與USB數(shù)據(jù)混合單元、信號驅(qū)動單元、上行USB數(shù)據(jù)接收單元;第一USB接口單元通過USB接口與第一USB數(shù)據(jù)終端進行USB數(shù)據(jù)的收發(fā)，將下行USB數(shù)據(jù)發(fā)送給視頻與USB數(shù)據(jù)混合單元，將上行USB數(shù)據(jù)發(fā)送給第一 USB數(shù)據(jù)終端;視頻與USB數(shù)據(jù)混合單元將來自視頻源的視頻數(shù)據(jù)和來自USB接口單元的下行USB數(shù)據(jù)進行混合，形成混合數(shù)據(jù)并發(fā)送給信號驅(qū)動單元，信號驅(qū)動單元對混合數(shù)據(jù)進行驅(qū)動后通過下行傳輸通道發(fā)送給第二混合傳輸裝置，上行USB數(shù)據(jù)接收單元接收第二混合傳輸裝置通過上行傳輸通道發(fā)送的上行USB數(shù)據(jù)，并發(fā)送給第一 USB接口單元。
[0007]所述第二混合傳輸裝置包括:第二USB接口單元、視頻與USB數(shù)據(jù)分離單元、信號接收單元、上行USB數(shù)據(jù)發(fā)送單元;信號接收單元接收由第一混合傳輸裝置通過下行傳輸通道發(fā)送的混合數(shù)據(jù)，將混合數(shù)據(jù)發(fā)送給視頻與USB數(shù)據(jù)分離單元進行分離，分離后得到視頻數(shù)據(jù)和下行USB數(shù)據(jù)，將視頻數(shù)據(jù)發(fā)送給視頻接收終端，并將下行USB數(shù)據(jù)發(fā)送給第二 USB接口單元，第二 USB接口單元通過USB接口與第二 USB數(shù)據(jù)終端進行USB數(shù)據(jù)的收發(fā)，將下行USB數(shù)據(jù)發(fā)送給第二 USB數(shù)據(jù)終端，并將上行USB數(shù)據(jù)發(fā)送給上行USB數(shù)據(jù)發(fā)送單元，上行USB數(shù)據(jù)發(fā)送單元將上行USB數(shù)據(jù)通過上行傳輸通道發(fā)送給第一混合傳輸裝置。
[0008]優(yōu)選地，所述第一混合傳輸裝置還包括視頻壓縮單元，連接所述視頻源和所述視頻與USB數(shù)據(jù)混合單元，用于對視頻數(shù)據(jù)進行壓縮，視頻壓縮單元采用幀內(nèi)或幀間壓縮算法對視頻數(shù)據(jù)進行壓縮;所述第二混合傳輸裝置還包括視頻解壓縮單元，連接所述視頻與USB數(shù)據(jù)分離單元和所述視頻接收終端，用于對視頻數(shù)據(jù)進行解壓縮，視頻解壓縮單元采用對應(yīng)的幀內(nèi)或幀間解壓縮算法對壓縮后的視頻數(shù)據(jù)進行解壓縮。
[0009]優(yōu)選地，所述第一混合傳輸裝置還包括下行數(shù)據(jù)編碼單元，連接所述視頻與USB數(shù)據(jù)混合單元和所述信號驅(qū)動單元，用于對視頻數(shù)據(jù)和下行USB數(shù)據(jù)的混合數(shù)據(jù)進行編碼，編碼方式為擾碼或直流平衡編碼;所述第二混合傳輸裝置還包括下行數(shù)據(jù)解碼單元，連接所述信號接收單元和所述視頻與USB數(shù)據(jù)分離單元，用于對編碼后的視頻數(shù)據(jù)和下行USB數(shù)據(jù)的混合數(shù)據(jù)進行解碼，解碼方式為解擾碼或直流平衡解碼。
[0010]優(yōu)選地，所述第二混合傳輸裝置還包括上行數(shù)據(jù)編碼單元，連接所述第二USB接口單元和所述上行USB數(shù)據(jù)發(fā)送單元，用于對上行USB數(shù)據(jù)進行編碼，編碼方式為擾碼或直流平衡編碼;所述第一混合傳輸裝置還包括上行數(shù)據(jù)解碼單元，連接所述上行USB數(shù)據(jù)接收單元和所述第一USB接口單元，用于對編碼后的上行USB數(shù)據(jù)進行解碼，解碼方式為解擾碼或直流平衡解碼。
[0011]優(yōu)選地，所述視頻與USB數(shù)據(jù)混合單元以時分復(fù)用方式按預(yù)設(shè)時間段交替發(fā)送視頻數(shù)據(jù)和下行USB數(shù)據(jù);或在視頻數(shù)據(jù)的消隱周期內(nèi)發(fā)送下行USB數(shù)據(jù);或添加標(biāo)識字段，將視頻數(shù)據(jù)與下行USB數(shù)據(jù)以不同的標(biāo)識字段相區(qū)別。
[0012]優(yōu)選地，所述信號驅(qū)動單元輸出光信號或電信號:若信號驅(qū)動單元輸出光信號，其將電信號轉(zhuǎn)換為光信號，并將光信號發(fā)射到下行傳輸通道，下行傳輸通道為光纖，信號接收單元接收相應(yīng)的光信號，其將從下行傳輸通道接收到的光信號轉(zhuǎn)換為電信號;若信號驅(qū)動單元輸出電信號，其將電信號驅(qū)動到下行傳輸通道，下行傳輸通道為電纜，信號接收單元從下行傳輸通道接收電信號。
[0013]優(yōu)選地，所述上行USB數(shù)據(jù)發(fā)送單元輸出光信號或電信號:若上行USB數(shù)據(jù)發(fā)送單元輸出光信號，其將電信號轉(zhuǎn)換為光信號，并將光信號發(fā)射到上行傳輸通道，上行傳輸通道為光纖，上行USB數(shù)據(jù)接收單元接收光信號，其將從上行傳輸通道接收到的光信號轉(zhuǎn)換為電信號;若上行USB數(shù)據(jù)發(fā)送單元輸出電信號，其將電信號驅(qū)動到上行傳輸通道，上行傳輸通道為電纜，上行USB數(shù)據(jù)接收單元從上行傳輸通道接收電信號。
[0014]進一步地，若上行傳輸通道和下行傳輸通道均為光纖，上行傳輸通道與下行傳輸通道可以使用各自獨立的光纖傳輸?；蛘呱闲袀鬏斖ǖ篮拖滦袀鬏斖ǖ酪部梢怨灿霉饫w傳輸，在共用的光纖上傳輸時，上行傳輸通道與下行傳輸通道的光信號以不同的波長進行傳輸；
[0015]進一步地，若上行傳輸通道和下行傳輸通道均為電纜，上行傳輸通道(32)與下行傳輸通道(31)可以使用各自獨立的電纜傳輸。或者上行傳輸通道和下行傳輸通道也可以共用電纜傳輸，在共用的電纜上傳輸時，上行傳輸通道與下行傳輸通道的電信號以不同的頻率范圍進行傳輸。
[0016]優(yōu)選地，所述第一USB接口單元和第二USB接口單元是符合USB3.0或USB3.1標(biāo)準(zhǔn)的接口，或是符合USB2.0標(biāo)準(zhǔn)的接口，或是符合USB1.1標(biāo)準(zhǔn)的接口。
[0017]優(yōu)選地，所述下行傳輸通道和上行傳輸通道的長度均大于USB2.0標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的主機與設(shè)備之間最大5米的限制。
[0018]優(yōu)選地，所述視頻源與所述第一USB數(shù)據(jù)終端為計算機主機的組成部分，所述視頻接收終端為顯示器，所述第二 USB數(shù)據(jù)終端為USB設(shè)備或USB集線器。
[0019]作為本發(fā)明的一種視頻數(shù)據(jù)和USB數(shù)據(jù)的混合傳輸方法，通過第一混合傳輸裝置、第二混合傳輸裝置和傳輸通道，在視頻源與視頻接收終端之間傳輸視頻數(shù)據(jù)，并在第一 USB數(shù)據(jù)終端與第二 USB數(shù)據(jù)終端之間傳輸USB數(shù)據(jù)，傳輸通道包括下行傳輸通道和上行傳輸通道。
[0020]所述第一混合傳輸裝置接收來自視頻源的視頻數(shù)據(jù)和來自第一USB數(shù)據(jù)終端的下行USB數(shù)據(jù)并進行混合，對混合數(shù)據(jù)進行第一類操作，并將處理后的信號通過下行傳輸通道發(fā)送給第二混合傳輸裝置，第二混合傳輸裝置接收來自下行傳輸通道的信號并進行第二類操作，處理后得到視頻數(shù)據(jù)和下行USB數(shù)據(jù)的混合數(shù)據(jù)并對其進行分離，分離后得到視頻數(shù)據(jù)和下行USB數(shù)據(jù)，將視頻數(shù)據(jù)發(fā)送給視頻接收終端，并將下行USB數(shù)據(jù)發(fā)送給第二 USB數(shù)據(jù)終端。
[0021 ]所述第二混合傳輸裝置對來自第二 USB數(shù)據(jù)終端的上行USB數(shù)據(jù)進行第三類操作，處理后的信號通過上行傳輸通道發(fā)送給第一混合傳輸裝置，第一混合傳輸裝置接收來自上行傳輸通道的信號并進行第四類操作，將處理后得到的上行USB數(shù)據(jù)發(fā)送給第一 USB數(shù)據(jù)終端。
[0022]所述第一類操作有兩種:第一種是將電信號轉(zhuǎn)換為光信號，并將光信號發(fā)射到下行傳輸通道，此時下行傳輸通道為光纖，第二類操作是將光信號轉(zhuǎn)換為電信號;第二種是將電信號以適于在電纜上長距離傳輸?shù)姆绞津?qū)動下行傳輸通道，此時下行傳輸通道為電纜，第二類操作是接收電信號以用于后續(xù)處理。
[0023]所述第三類操作有兩種:第一種是將電信號轉(zhuǎn)換為光信號，并將光信號發(fā)射到上行傳輸通道，此時上行傳輸通道為光纖，第四類操作是將光信號轉(zhuǎn)換為電信號;第二種是將電信號以適于在電纜上長距離傳輸?shù)姆绞津?qū)動上行傳輸通道，此時上行傳輸通道為電纜，第四類操作是接收電信號以用于后續(xù)處理。
[0024]進一步地，若上行傳輸通道和下行傳輸通道均為光纖，上行傳輸通道(32)與下行傳輸通道(31)可以使用各自獨立的光纖傳輸?；蛘呱闲袀鬏斖ǖ篮拖滦袀鬏斖ǖ酪部梢怨灿霉饫w傳輸，在共用的光纖上傳輸時，上行傳輸通道與下行傳輸通道的光信號以不同的波長進行傳輸；
[0025]進一步地，若上行傳輸通道和下行傳輸通道均為電纜，上行傳輸通道與下行傳輸通道可以使用各自獨立的電纜傳輸?；蛘呱闲袀鬏斖ǖ篮拖滦袀鬏斖ǖ酪部梢怨灿秒娎|傳輸，在共用的電纜上傳輸時，上行傳輸通道與下行傳輸通道的電信號以不同的頻率范圍進行傳輸。
[0026]優(yōu)選地，所述第一混合傳輸裝置接收由視頻源發(fā)送的視頻數(shù)據(jù)后，先對視頻數(shù)據(jù)進行壓縮，再將壓縮后的視頻數(shù)據(jù)和下行USB數(shù)據(jù)進行混合，壓縮算法采用幀內(nèi)或幀間壓縮算法;所述第二混合傳輸裝置對混合數(shù)據(jù)進行分離后，先對壓縮后的視頻數(shù)據(jù)進行解壓縮，再將解壓縮后的視頻數(shù)據(jù)發(fā)送給視