[發明專利]一種使用以太網的低時延CVBS視頻遠傳系統及方法、電子設備、存儲介質

在審

• 申請號: 202210448448.4
• 申請日: 2022-04-27
• 公開（公告）號: CN115037909A
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 石叢瑋;王曜瑄;鄧云
• 申請（專利權）人: 北京龍誠智航科技有限公司
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;H04N7/22;H04L67/104
• 代理公司: 北京中政聯科專利代理事務所(普通合伙) 11489
• 代理人: 陳劍杰

本發明公開了一種使用以太網的低時延CVBS視頻遠傳系統及方法，屬于網絡傳輸領域，所述的系統包括其一是接收CVBS信號并將其數字化轉換為以太網數據的CVBS接收端，其二是將包含有數字化CVBS信號的以太網數據轉換為可以被錄像機識別的PAL或NTSC制式的CVBS信號的CVBS發送端，該系統使用以太網作為傳輸媒介進行CVBS視頻信號的傳輸，同時還具有以下優點：數據包符合二層以太網協議，可以在交換機之間實現透傳。數據包符合網絡協議，可以轉成光纖接口，進行遠距離傳輸。發揮FPGA強大的數據處理能力的優勢，確保了視頻圖像的和控制數據的低時延。具有多個可自定義的串口接口，可以實時控制攝像頭云臺等設備。

技術領域

本發明屬于網絡傳輸領域，更具體的說涉及一種使用以太網的低時延CVBS視頻遠傳系統及方法。

背景技術

CVBS視頻在監控、圖傳、視訊等場合具有網絡攝像頭所不具有的低延時特性，在諸如遠程操作和實時監控等應用場合仍在大量使用，在一些使用場景中，接收端通常距離發送端比較遠，而且傳統CVBS接收機每個通道只能接入一臺攝像頭，在布線上只能通過額外的復用器或為每個攝像頭單獨鋪設線纜，大幅提升成本，并為后期改造造成不便。

本文在上述前提下，研發出一種使用以太網二層協議作為底層協議的CVBS圖像傳輸系統，在保證低時延的前提下，將攝像頭接入以太網路中，可在交換機之間實現轉發和匯聚，進而實現多臺攝像頭合成一條以太網鏈路進行傳輸，大大降低了鋪設和維護成本，并為后期改建提供便利。

相較網絡攝像頭需要進行編解碼和OVIF等協議適配所帶來的高時延和視頻壓縮，傳統CVBS圖像傳輸系統具有低時延，畫面清晰等優勢。在機器人實時操作和視頻監控中仍具有是非重要的地位，但傳統CVBS圖像在實際使用中有以下幾個技術難點：

CVBS視頻鏈路需要為每一個攝像頭拉一根同軸線纜，造成架設成本高昂、維護不便等問題。

如果攝像頭有云臺或者其他需要通信的設備，使用同軸線纜時需要搭配額外的編解碼器才能連接，并且此類編解碼器工作在半雙工模式，通信速率低下，無法滿足遠程操作機器人的速率需求。

市面上現有的CVBS轉以太網適配器只是借用了以太網線的差分對，無法接入使用交換機的網絡中，在實際使用時并未提供多少便捷，反而會由于非平衡轉換帶來更多圖像干擾。

發明內容

被發明設計使用FPGA作為核心，通過ADC或Decode芯片將CVBS視頻進行數字化處理，在FPGA內部將已數字化的視頻數據進行分包，并為每一包打上二層以太網包頭和FCS，最后通過RGMII接口接入GPHY，實現CVBS數據的以太網化。同時FPGA還可以將可自定義數量的串行接口數據打包發送或接收解包，每個串行接口都具有獨立的打包解包模塊，從而實現全雙工的數據通信接口。

為了實現上述目的，本發明是采用以下技術方案實現的：所述的系統包括接收CVBS信號并將其數字化轉換為以太網數據的CVBS接收端，包含有數字化CVBS信號的以太網數據轉換為可以被錄像機識別的PAL或NTSC制式的CVBS信號的CVBS發送端。

優選的，所述的CVBS接收端包括ADC轉換模塊、FPGA功能模塊，所述的ADC轉換模塊將接收到的CVBS輸入信號轉換為數字信號，在輸入FPGA功能模塊，通過FPGS功能模塊進行效驗處理后送入以太網。

優選的，所述的FPGA功能模塊包括接收分包模塊、封包效驗模塊、發送緩存模塊，以及異步串口模塊；所述的接收分包模塊接收ADC轉換模塊的數據，送入封包效驗模塊進行封包，在送入發送緩存模塊將數據發送至以太網。

優選的，所述的CVBS發送端包括DAC轉換模塊、FPGA功能模塊，以太網將數據傳送到FPGA功能模塊進行效驗處理后，FPGA功能模塊將數據送入DAC轉換模塊，DAC轉換模塊將數據轉換成模擬信號后通過CVBS輸出。