一種全高清視頻處理裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明屬于嵌入式計(jì)算機(jī)視頻處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種全高清視頻處理裝置。
【背景技術(shù)】
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[0002]全高清數(shù)字視頻因?yàn)槠浞直媛矢摺矢叩葍?yōu)點(diǎn)，近年來被廣泛使用于視頻監(jiān)控、視頻跟蹤等領(lǐng)域。全高清數(shù)字視頻克服了傳統(tǒng)標(biāo)清視頻覆蓋范圍小，圖像清晰度不高，視頻圖像利用率低下等一系列的問題。但是全高清數(shù)字視頻的高分辨率和高幀率帶來了極高的數(shù)據(jù)速率，給視頻處理工作造成了一定的困難。其對數(shù)字視頻處理裝置的帶寬、處理能力提出了更高的要求。
[0003]傳統(tǒng)的高清視頻處理裝置主要有兩種:1.基于DM648或者DM8168視頻處理器的平臺(tái)；2.基于FPGA的視頻處理平臺(tái)。第I種裝置由于其處理能力有限，已經(jīng)不適合全高清數(shù)字視頻的處理;第2種裝置優(yōu)勢在于其接口資源豐富，可以適配各種格式的視頻，但是其研發(fā)周期過長，調(diào)試難度大，因此限制了其大規(guī)模的應(yīng)用。
[0004]因此，需要一種新的全高清視頻處理裝置，可以在不大幅度提高應(yīng)用難度的前提下提供全高清視頻處理所需要的處理能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0005]本發(fā)明提出一種全新的全高清視頻處理裝置，解決全高清視頻處理存在的帶寬大、數(shù)據(jù)速率高、運(yùn)算量大等問題。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]一種全高清視頻處理裝置，包括:
[0008]視頻接收器，用于將輸入的DVI視頻信號轉(zhuǎn)換為RGB格式的全高清數(shù)字視頻數(shù)據(jù)；
[0009]RGB-YUV視頻格式轉(zhuǎn)換器，用于將RGB格式的全高清數(shù)字視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為4: 2:0的YUV格式的全高清數(shù)字視頻數(shù)據(jù)；
[0010]視頻緩沖器，用于緩存來自RGB-YUV視頻格式轉(zhuǎn)換器的視頻數(shù)據(jù)，將其分配發(fā)送至視頻處理器，同時(shí)接收視頻處理器已處理過的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，再發(fā)送至YUV-RGB視頻格式轉(zhuǎn)換器；
[0011 ]視頻處理器，用于對視頻緩沖器分配發(fā)送來的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；
[0012]YUV-RGB視頻格式轉(zhuǎn)換器，用于將來自視頻緩沖器的YUV格式的全高清數(shù)字視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為RGB格式的全高清數(shù)字視頻數(shù)據(jù)；
[0013]視頻發(fā)送器，用于將RGB格式的全高清數(shù)字視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為DVI視頻信號輸出，輸出的DVI視頻信號與視頻接收器轉(zhuǎn)換的RGB格式的全高清數(shù)字視頻數(shù)據(jù)保持同樣的分辨率和幀頻。
[0014]在以上方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還進(jìn)一步作如下優(yōu)化:
[0015]視頻緩沖器包括多個(gè)視頻緩沖區(qū)，建立在DDR3存儲(chǔ)器中，每個(gè)視頻緩沖區(qū)的大小為一幀YUV格式的全高清數(shù)字視頻數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量。
[0016]視頻緩沖器還包括視頻輸入分配器、視頻處理選擇器和視頻輸出選擇器;視頻輸入分配器逐幀向多個(gè)視頻緩沖區(qū)中存儲(chǔ)視頻數(shù)據(jù)的同時(shí)，視頻處理選擇器逐幀從所述多個(gè)視頻緩沖區(qū)中取出視頻數(shù)據(jù)并且對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)處理，同時(shí)視頻輸出選擇器逐幀取出已經(jīng)處理完畢的視頻并將其輸出至YUV-RGB視頻格式轉(zhuǎn)換器。
[0017]視頻處理器為8核DSP。
[0018]視頻處理器采用硬件信號量進(jìn)行八個(gè)內(nèi)核之間的同步。
[0019]YUV-RGB視頻格式轉(zhuǎn)換器和RGB-YUV視頻格式轉(zhuǎn)換器均建立在FPGA中。
[0020]本發(fā)明具有以下技術(shù)效果:
[0021]可對一路全高清視頻進(jìn)行接收、處理和發(fā)送，能夠克服全高清視頻處理存在的帶寬大、數(shù)據(jù)速率高、運(yùn)算量大等問題。
【附圖說明】
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[0022]圖1為全高清視頻處理裝置原理示意圖。
[0023]圖2為視頻緩沖器原理示意圖。
[0024]圖3為視頻緩沖器工作流程示意圖。
[0025]圖4為視頻處理器原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
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[0026]圖1為全高清視頻處理裝置原理示意圖。Vl為處理前全高清視頻，該視頻來源于外部設(shè)備，其特點(diǎn)為分辨率為1920 X 1080，幀率為60Hz 輸入至視頻接收器Rl，視頻接收器Rl建立在FPGA中，視頻接收器Rl的輸出是復(fù)合VESA時(shí)序的RGB數(shù)字視頻。視頻接收器Rl的輸出信號成為RGB-YUV視頻格式轉(zhuǎn)換器Cl的輸入，該輸入信號是復(fù)合VESA時(shí)序的RGB數(shù)字視頻，RGB-YUV視頻格式轉(zhuǎn)換器Cl的輸出是4:2:0的YUV數(shù)字視頻碼流。視頻緩沖器BI用于整個(gè)裝置中視頻資源的緩沖，RGB-YUV視頻格式轉(zhuǎn)換器Cl的輸出視頻進(jìn)入到視頻緩沖器BI中，視頻處理器Pl從視頻緩沖器BI中讀取視頻數(shù)據(jù)并且進(jìn)行相應(yīng)處理，處理后的視頻由YUV-RGB視頻格式轉(zhuǎn)換器C2取出并放入視頻發(fā)送器Tl中。放入視頻發(fā)送器Tl的視頻是復(fù)合VESA時(shí)序的RGB數(shù)字視頻，經(jīng)過視頻發(fā)送器Tl的轉(zhuǎn)換成為處理后全高清視頻V2。
[0027]圖2為圖1中所述視頻緩沖器BI的原理示意圖。視頻緩沖器BI包括視頻輸入分配器Sll，視頻輸出選擇器S12，視頻處理選擇器S13，視頻緩沖區(qū)Bll，視頻緩沖區(qū)B12，視頻緩沖區(qū)B13，視頻緩沖區(qū)B14。其中每個(gè)緩沖區(qū)的大小為4147200字節(jié)，恰好為一幀全高清視頻的數(shù)據(jù)量。數(shù)字視頻數(shù)據(jù)Vl I輸入視頻緩沖器BI中后，首先進(jìn)入視頻輸入分配器SI I中，視頻輸入分配器Sll將輸入的數(shù)字視頻按幀順序，逐幀按次序分別存入視頻緩沖區(qū)B11、B12、B13、B14中，當(dāng)存儲(chǔ)至視頻緩沖區(qū)B14后，繼續(xù)從視頻緩沖區(qū)Bll按上述順序繼續(xù)存儲(chǔ)。
[0028]如圖2所示，在視頻輸入分配器312逐幀向視頻緩沖區(qū)811、812、813、814中存儲(chǔ)視頻數(shù)據(jù)的同時(shí)，視頻處理選擇器S13逐幀從視頻緩沖區(qū)B11、B12、B13、B14中取出視頻數(shù)據(jù)并且對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)處理。同時(shí)，視頻輸出選擇器S12逐幀取出已經(jīng)處理完畢的視頻并且將其輸出。
[0029]視頻輸入分配器Sll、視頻輸出選擇器S12，視頻處理選擇器S13的工作流程如圖3所示。
[0030]圖4為視頻處理器原理示意圖。對于需要處理的視頻幀F(xiàn)l，其分辨率為1920 X1080，該幀視頻每行具有1920個(gè)像素，每列有1080個(gè)像素。視頻幀F(xiàn)l由圖1的視頻處理器Pl的八個(gè)內(nèi)核來進(jìn)行處理，具體分配如下:內(nèi)核POO處理第I?135行(即視頻幀F(xiàn)10)，內(nèi)核POl處理第136?270行(即視頻幀F(xiàn)ll)，內(nèi)核P02處理第271?405行(即視頻幀F(xiàn)12)，內(nèi)核P03處理第406?540行(即視頻幀F(xiàn)13)，內(nèi)核P04處理第541?675行(即視頻幀F(xiàn)14)，內(nèi)核P05處理第676?810行(即視頻幀F(xiàn)15)，內(nèi)核P06處理第811?945行(即視頻幀F(xiàn)16)，內(nèi)核P07處理第946?1080行(即視頻幀F(xiàn)17)。視頻幀F(xiàn)lO經(jīng)內(nèi)核POO處理之后成為視頻幀F(xiàn)20，視頻幀F(xiàn)ll經(jīng)內(nèi)核POl處理之后成為視頻幀F(xiàn)21，視頻幀F(xiàn)12經(jīng)內(nèi)核P02處理之后成為視頻幀F(xiàn)22，視頻幀F(xiàn)13經(jīng)內(nèi)核P03處理之后成為視頻幀F(xiàn)23，視頻幀F(xiàn)14經(jīng)內(nèi)核P04處理之后成為視頻幀F(xiàn)24，視頻幀？15經(jīng)內(nèi)核？05處理之后成為視頻幀？25，視頻幀？16經(jīng)內(nèi)核？06處理之后成為視頻幀F(xiàn)26，視頻幀？17經(jīng)內(nèi)核?07處理之后成為視頻幀?27。視頻幀？20??27組合成為視頻幀?2，視頻幀F(xiàn)2就是視頻幀F(xiàn)l經(jīng)過視頻處理器Pl的結(jié)果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種全高清視頻處理裝置，其特征在于，包括: 視頻接收器，用于將輸入的DVI視頻信號轉(zhuǎn)換為RGB格式的全高清數(shù)字視頻數(shù)據(jù)； RGB-YUV視頻格式轉(zhuǎn)換器，用于將RGB格式的全高清數(shù)字視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為4:2:0的YUV格式的全高清數(shù)字視頻數(shù)據(jù)； 視頻緩沖器，用于緩存來自RGB-YUV視頻格式轉(zhuǎn)換器的視頻數(shù)據(jù)，將其分配發(fā)送至視頻處理器，同時(shí)接收視頻處理器已處理過的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，再發(fā)送至YUV-RGB視頻格式轉(zhuǎn)換器； 視頻處理器，用于對視頻緩沖器分配發(fā)送來的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行處理； YUV-RGB視頻格式轉(zhuǎn)換器，用于將來自視頻緩沖器的YUV格式的全高清數(shù)字視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為RGB格式的全高清數(shù)字視頻數(shù)據(jù)； 視頻發(fā)送器，用于將RGB格式的全高清數(shù)字視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為DVI視頻信號輸出，輸出的DVI視頻信號與視頻接收器轉(zhuǎn)換的RGB格式的全高清數(shù)字視頻數(shù)據(jù)保持同樣的分辨率和幀頻。2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的全高清視頻處理裝置，其特征在于:視頻緩沖器包括多個(gè)視頻緩沖區(qū)，建立在DDR3存儲(chǔ)器中，每個(gè)視頻緩沖區(qū)的大小為一幀YUV格式的全高清數(shù)字視頻數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量。3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的全高清視頻處理裝置，其特征在于:視頻緩沖器還包括視頻輸入分配器、視頻處理選擇器和視頻輸出選擇器;視頻輸入分配器逐幀向多個(gè)視頻緩沖區(qū)中存儲(chǔ)視頻數(shù)據(jù)的同時(shí)，視頻處理選擇器逐幀從所述多個(gè)視頻緩沖區(qū)中取出視頻數(shù)據(jù)并且對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)處理，同時(shí)視頻輸出選擇器逐幀取出已經(jīng)處理完畢的視頻并將其輸出至YUV-RGB視頻格式轉(zhuǎn)換器。4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的全高清視頻處理裝置，其特征在于:視頻處理器為8核DSP。5.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的全高清視頻處理裝置，其特征在于:視頻處理器采用硬件信號量進(jìn)行八個(gè)內(nèi)核之間的同步。6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的全高清視頻處理裝置，其特征在于:所述YUV-RGB視頻格式轉(zhuǎn)換器和RGB-YUV視頻格式轉(zhuǎn)換器均建立在FPGA中。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種全高清視頻處理裝置，用于處理一路全高清視頻，能夠克服全高清視頻處理存在的帶寬大、數(shù)據(jù)速率高、運(yùn)算量大等問題。該裝置包括：視頻接收器，用于將DVI視頻信號轉(zhuǎn)換為RGB格式的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)；RGB-YUV視頻格式轉(zhuǎn)換器，用于將RGB格式的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為YUV格式的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)；視頻緩沖器，用于存儲(chǔ)待處理和已經(jīng)處理完畢的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)；視頻處理器，用于處理視頻緩沖器中的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)；YUV-RGB視頻格式轉(zhuǎn)換器，用于將YUV格式的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為RGB格式的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)；視頻發(fā)送器，用于將處理后的RGB格式的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為DVI視頻信號。
【IPC分類】H04N7/015, H04N5/268, H04N7/01
【公開號】CN105516634
【申請?zhí)枴緾N201510902302
【發(fā)明人】樊超, 楊敬寶, 許逸飛, 楊立成, 詹思維, 李博
【申請人】中國航空工業(yè)集團(tuán)公司西安航空計(jì)算技術(shù)研究所
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月8日