[發明專利]利用單SDI通道實現多路圖像/視頻編碼數據傳輸的裝置

有效

• 申請號: 201410405803.5
• 申請日: 2014-08-18
• 公開（公告）號: CN104144331B
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 王大偉;于樂;張堃;李超然
• 申請（專利權）人: 中國航空無線電電子研究所
• 主分類號: H04N19/42
• 分類號: H04N19/42;H04N7/10
• 代理公司: 上海和躍知識產權代理事務所(普通合伙)31239
• 代理人: 楊慧

技術領域

本發明涉及圖像處理系統的一部分，特別涉及一種利用單SDI通道實現多路圖像/視頻編碼數據傳輸的裝置。

背景技術

隨著電子技術的進步及高清顯示的需求，圖像/視頻的數據量越來越大，即使經過壓縮編碼，數據量仍然驚人，使得高清圖像/視頻的海量數據傳輸成為圖像處理系統中亟待解決的瓶頸之一。在很多應用場合中，壓縮編碼數據不能在本地系統存儲，需要傳輸到一定距離之外的系統處理或存儲，而且要求實時性高、可靠性好、誤碼率低。這種情況下，工程師不得不舍棄PCI-E，SATA，RapidI/O等高速率、高可靠性、但傳輸距離0-2米的內總線，轉而尋找可替代的遠距離通信傳輸總線。

在航空電子系統中現有的遠距離通信傳輸協議總線主要有1394總線、FC總線、Gigab Ethernet。1394總線成熟度高，常用的最高傳輸速率為800Mbps，從使用來分析，1394總線在數據傳輸時要增加許多協議附加信息，考慮總線運行負荷和應用軟件執行效率，實際只能傳輸30％的數據量，即240Mbps的數據量。FC總線技術成熟度高，目前在使用的最高傳輸速率達到2Gbps，但FC總線協議復雜，設計成本高，且在使用過程中質量成本比較高。Gigab Ethernet最高傳輸率達到1Gbps，理論上滿足使用要求，但是由于協議有附加信息開銷，考慮總線運行負載，只能傳輸60-80％的數據量，即600Mbps—800Mbps。

SDI(Serial Digital Input，串行數字接口)是ITU-R BT.656委員會及SMPTE(動圖像和電視工程師協會)共同推出的視頻數據串行鏈路傳輸標準，通過75歐姆同軸電纜來傳輸未經壓縮的數字視頻。經過十幾年的發展，SDI現在已經有SMPTE-259M(SD-SDI，270Mbps)、SMPTE-259M(HD-SDI，1.485Gbps)、SMPTE-424M(3G-SDI，2.97Gbps)等標準。目前，SDI接口采用BNC接口進行視頻線輸出或者直接使用光纖接口傳輸數據。

發明內容

為了解決圖像處理系統中大分辨率靜態圖像無損壓縮編碼后的海量數據需要長距離實時傳輸的問題，而現有的1394總線、FC總線、Gigab Ethernet等數據傳輸總線在數據吞吐量、協議復雜度、設計成本上存在種種不足之處，本發明的發明目的在于提供一種利用單SDI通道實現多路圖像/視頻編碼數據傳輸的裝置，通過一種帶子幀數據信息幀的數據子幀，實現多路的圖像/視頻編碼數據傳輸，自動對多路圖像/視頻編號發送，并自動在接收端接收管理數據。

本發明的發明目的通過以下技術方案實現：

一種利用單SDI通道實現多路圖像/視頻編碼數據傳輸的裝置，包含DDR SDRAM控制邏輯模塊、視頻/圖像壓縮編碼模塊、SDI速率模式選擇模塊、NRZI編碼插入模塊、CRC編碼插入模塊、數據子幀生成控制邏輯模塊、SDI編碼模塊：

所述DDR SDRAM控制邏輯模塊用于實現對DDR SDRAM的邏輯控制，實現系統高速原始圖像/視頻數據的緩存；

所述視頻/圖像壓縮編碼模塊用于對DDR SDRAM中緩存的多路原始視頻/圖像數據進行壓縮、編碼；

所述SDI速率模式選擇模塊用于根據對輸入數據的解串后的時鐘判斷SDI的傳輸速率，并選擇相應的誤碼校驗方式，SDI采用NRZ-NRZI編碼方式，HD-SDI和3G-SDI采用CRC編碼方式；

所述NRZI編碼插入模塊、CRC編碼插入模塊根據SDI速率模式選擇模塊選擇的誤碼校驗方式進行NRZ-NRZI編碼、CRC編碼；

所述數據子幀生成控制邏輯模塊用于將多路視頻的壓縮編碼數據拆分為多個固定長度的數據片，再加上子幀數據信息幀和校驗碼組成數據子幀，在不同的時間片上分發傳輸數據子幀；

所述SDI編碼模塊根據SDI速率模式選擇模塊確定的傳輸速率以及數據子幀生成控制邏輯模塊生成的數據子幀進行SDI編碼。

優選地，所述子幀數據信息幀為32字節，包括：

一個2字節的子幀數據信息幀頭，用于識別子幀數據信息幀；

一個2字節的速率模式，用于標記當前通道工作速率；

一個4字節的視頻通路編號，用于識別編碼數據屬于不同的原始視頻通道；

一個4字節的格式信息，用于識別編碼數據所采用的壓縮編碼方式；

一個4字節的子幀序號，用于識別子幀數據幀的序列號；

一個4字節的首尾幀標記，用于識別一個壓縮編碼數據包的起始子幀數據和結尾子幀數據；