基于Type-C和HDMI接口的音視頻信號輸入切換系統的制作方法

本發明涉及音視頻信號處理，特別涉及基于type-c和hdmi接口的音視頻信號輸入切換系統。

背景技術：

1、隨著電子技術的快速發展，音視頻設備的接口類型越來越多樣化，其中type-c和hdmi接口因其高速傳輸和高質量音視頻輸出特性，被廣泛應用于各種設備中。現關于音視頻輸入切換系統，公開號為：cn111491114a的專利申請公開了一種音視頻信號切換裝置及切換方法，包括：用于與音視頻信號源通信連接的編碼器，與編碼器通信連接的交換機，以及與交換機通信連接、用于與音視頻播放器通信連接的解碼器；編碼器用于接收音視頻信號源發出的音視頻信號，對音視頻信號進行編碼處理得到編碼信號，并將編碼信號發送至交換機；交換機用于接收編碼信號，并將編碼信號發送至解碼器；解碼器用于接收編碼信號，對編碼信號進行解碼處理得到解碼信號，并將解碼信號發送至音視頻播放器。

2、上述專利申請雖然可以連接更多的信號源和音視頻播放器，但在信號經過編碼器、交換機和解碼器的處理過程中，會產生一定的信號損失或延遲，在獲取到多格式的音視頻信號時，導致某些設備與上述音視頻信號切換裝置不兼容，從而限制了其應用范圍。

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供基于type-c和hdmi接口的音視頻信號輸入切換系統，將type-c接口和hdmi接口相結合，實現音視頻信號的直接傳輸和切換，打破了傳統音視頻信號傳輸的局限性，為用戶提供了更加靈活和便捷的選擇，滿足用戶對高兼容性、高質量傳輸的需求，以解決上述背景技術中提出的問題。

2、為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

3、基于type-c和hdmi接口的音視頻信號輸入切換系統，包括：

4、信號輸入單元，用于接收type-c和hdmi接口的音視頻數字信號，并將接收到的音視頻數字信號進行統一的格式轉換；

5、智能控制單元，用于根據用戶的操作指令以及預設規則對音視頻數字信號進行識別和處理，控制處理后的音視頻數字信號的切換、轉換和傳輸；

6、信號輸出單元，用于將處理后的音視頻數字信號輸出至數顯單元；

7、數顯單元，用于接收音視頻數字信號，將其轉換為可顯示的音視頻內容，并顯示用戶設置以及系統配置信息；

8、電源模塊，用于為信號輸入單元、智能控制單元、信號輸出單元和數顯單元提供穩定的電源供應。

9、進一步的，信號輸入單元，包括：

10、type-c接口模塊，用于接收通過type-c接口傳輸的音視頻數字信號；

11、hdmi接口模塊，用于接收通過hdmi接口傳輸的音視頻數字信號；

12、信號監測模塊，用于獲取從type-c和hdmi接口接收的音視頻數字信號，對獲取到的音視頻數字信號進行質量評估，監測音視頻數字信號的狀態。

13、進一步的，信號監測模塊，包括：

14、數據采集子模塊，用于實時獲取type-c接口和過hdmi接口傳輸的音視頻數字信號，并對音視頻數字信號進行預處理；

15、格式轉換子模塊，用于將數據采集子模塊預處理后的數字信號視頻格式轉換、音頻格式轉換、分辨率調整和色彩空間轉換；

16、信號分類子模塊，用于基于數字信號的數據類別進行特征提取，基于數字信號特征進行識別分類，并將分類后的數字信號進行存儲。

17、進一步的，信號監測模塊監測音視頻數字信號的狀態，還包括：

18、檢測type-c和hdmi接口是否接入音視頻信號源，對接入的音視頻信號源進行數據格式檢測，判斷其數據格式是否符合預設的音視頻編碼標準，若不符合音視頻編碼標準，則判斷為無效信號源；

19、對有效信號源基于視頻幀和音頻流進行數據類型分類，基于分類結果進行視頻幀的完整性和音頻流的連續性檢測，若數據完整，確定驗證完成，若數據不完整，則判斷為無效信號。

20、進一步的，數據采集子模塊并對音視頻數字信號進行預處理，具體為：

21、提取單位時間的取值范圍的上限時間值和下限時間值，獲取每個單位時間采集的音視頻數字信號的數據量，根據音視頻數字信號的數據量確定數據傳輸時的最大允許冗余數據量；

22、在數據傳輸過程中，實時監測傳輸信道中的冗余數據量，當傳輸信道中的傳輸冗余數據達到所述最大允許冗余數據量時進行傳輸信道的數據清理。

23、進一步的，根據音視頻數字信號的數據量確定數據傳輸時的最大允許冗余數據量，包括：

24、提取單位時間的取值范圍的上限時間值；

25、提取數據傳輸的歷史記錄數據中的音視頻數字信號的數據量；

26、按照所述單位時間的取值范圍的上限時間值對所述歷史記錄數據進行時間分割，獲取多個第一單位時間對應的音視頻數字信號的數據量，其中，所述第一單位時間與所述單位時間的取值范圍的上限時間值相同；

27、根據所述第一單位時間對應的音視頻數字信號的數據量獲取每個第一單位時間對應的冗余數據；

28、根據所述第一單位時間對應的冗余數據獲取第一冗余數據系數；其中，所述第一冗余數據系數通過如下公式獲取：

29、，

30、其中，r01表示第一冗余數據系數；n表示第一單位時間的個數；cri表示第i個第一單位時間對應的冗余數據的數據量；cni表示第i個第一單位時間對應的音視頻數字信號的數據量；cnrd表示冗余數據的數據量最大值對應的第一單位時間的音視頻數字信號的數據量；cnrx表示冗余數據的數據量最小值對應的第一單位時間的音視頻數字信號的數據量；

31、按照所述單位時間的取值范圍的下限時間值對所述歷史記錄數據進行時間分割，獲取多個第二單位時間對應的音視頻數字信號的數據量，其中，所述第二單位時間與所述單位時間的取值范圍的上限時間值相同；

32、根據所述第二單位時間對應的音視頻數字信號的數據量獲取每個第二單位時間對應的冗余數據；

33、根據所述第二單位時間對應的冗余數據獲取第二冗余數據系數；其中，所述第二冗余數據系數通過如下公式獲取：

34、，

35、其中，r02表示第二冗余數據系數；m表示第二單位時間的個數；crj表示第j個第二單位時間對應的冗余數據的數據量；cmj表示第j個第二單位時間對應的音視頻數字信號的數據量；cmrd表示冗余數據的數據量最大值對應的第二單位時間的音視頻數字信號的數據量；cmrx表示冗余數據的數據量最小值對應的第二單位時間的音視頻數字信號的數據量；

36、利用所述第一冗余數據系數和第二冗余數據系數獲取最大允許冗余數據量。

37、進一步的，利用所述第一冗余數據系數和第二冗余數據系數獲取最大允許冗余數據量，包括：

38、提取第一冗余數據系數和第二冗余數據系數；

39、提取當前數據傳輸對應的已確定的單位時間的音視頻數字信號的數據量在數據傳輸過程中的冗余數據的數據量最大值作為基準冗余數據量；

40、利用第一冗余數據系數和第二冗余數據系數和基準冗余數據量獲取最大允許冗余數據量，其中，所述最大允許冗余數據量通過如下公式獲取：

41、，

42、其中，cmax表示最大允許冗余數據量；c0表示基準冗余數據量；r01表示第一冗余數據系數；r02表示第二冗余數據系數；r03表示第三冗余數據系數，并且，所述第三冗余數據系數通過如下公式獲取：

43、，

44、其中，r03表示第三冗余數據系數；k表示當前數據傳輸對應的已確定的單位時間的個數；crt表示第t個已確定的單位時間對應的冗余數據的數據量；ckt表示第t個已確定的單位時間對應的音視頻數字信號的數據量；ckrd表示冗余數據的數據量最大值對應的已確定的單位時間的音視頻數字信號的數據量；ckrx表示冗余數據的數據量最小值對應的已確定的單位時間的音視頻數字信號的數據量。

45、進一步的，智能控制單元，包括：

46、音視頻源識別模塊，用于：

47、從type-c接口和hdmi接口接收到音視頻數字信號時，根據信號監測模塊輸出的當前音視頻數字信號的狀態、用戶的需求以及預設的優先級規則確定接入接口，獲取該接口接入的音視頻數字信號作為當前輸出的音視頻源；

48、音視頻信號處理模塊，用于：

49、對確定為type-c接口的音視頻源進行數字信號處理，將數字信號編碼成適合傳輸以及存儲的格式，并根據顯示設備的協議進行解析處理；

50、對確定為hdmi接口的音視頻源進行最小化傳輸差分信號解碼，同時，基于ddc通信獲取顯示設備的基本信息，并對解碼后的最小化傳輸差分信號進行音視頻解碼，恢復原始的音視頻數據。

51、進一步的，信號輸出單元，還包括：

52、構建type-c和hdmi接口與顯示設備的通信鏈路，實時監測通信鏈路的通信數據量，獲取預設的單位周期內的通信數據量；

53、根據所述通信數據量構建單位周期數量模型，計算單位周期內的通信鏈路的最大通信數據量，基于實時監測通信鏈路的通信數據量設置備用通信鏈路的設置數量；

54、按照所述備用通信鏈路的設置數量設置對應數量的備用通信鏈路，并對所述備用通信鏈路進行按序編號；

55、實時監控所述通信鏈路的鏈路運行質量，當所述鏈路運行質量低于預設的質量標準時，則進行通信鏈路切換。

56、進一步的，數顯單元，包括：

57、顯示模塊，用于基于顯示設備顯示的音視頻內容以及用戶設置進行解碼后的音視頻數字信息配置；

58、安全保護模塊，用于確定顯示設備的威脅風險指數和漏洞風險指數，對顯示設備進行安全性評估，根據顯示設備的安全性評估結果篩選出安全顯示設備。

59、與現有技術相比，本發明的有益效果是：

60、通過信號輸入單元接收type-c和hdmi兩種接口的音視頻數字信號，并進行統一的格式轉換，實現音視頻信號的直接傳輸和切換，打破了傳統音視頻信號傳輸的局限性，增強了系統的兼容性和通用性，使得用戶能夠方便地連接不同接口的設備，無需擔心接口不匹配的問題，智能控制單元能夠根據用戶的操作指令以及預設規則對音視頻數字信號進行智能識別和處理，實現信號的切換、轉換和傳輸，提高了操作便捷性，數顯單元能夠實時顯示音視頻內容以及用戶設置和系統配置信息，幫助用戶更好地了解數字信號的狀態并進行調整，對顯示設備進行安全性評估，有助于確保系統的安全性，避免因設備安全問題導致的音視頻泄露或系統崩潰等風險，電源模塊則為整個系統提供穩定的電源供應，確保系統在各種環境下都能正常運行，保證了音視頻信號的穩定傳輸和可靠性，為用戶提供了更加靈活和便捷的選擇，滿足用戶對高兼容性、高質量傳輸的需求。