一種全高清視頻處理裝置的制造方法
【技術領域】
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[0001]本發明屬于嵌入式計算機視頻處理技術領域，特別涉及一種全高清視頻處理裝置。
【背景技術】
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[0002]全高清數字視頻因為其分辨率高、幀率高等優點，近年來被廣泛使用于視頻監控、視頻跟蹤等領域。全高清數字視頻克服了傳統標清視頻覆蓋范圍小，圖像清晰度不高，視頻圖像利用率低下等一系列的問題。但是全高清數字視頻的高分辨率和高幀率帶來了極高的數據速率，給視頻處理工作造成了一定的困難。其對數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；2.基于FPGA的視頻處理平臺。第I種裝置由于其處理能力有限，已經不適合全高清數字視頻的處理;第2種裝置優勢在于其接口資源豐富，可以適配各種格式的視頻，但是其研發周期過長，調試難度大，因此限制了其大規模的應用。
[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。
【發明內容】
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[0005]本發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、數據速率高、運算量大等問題。
[0006]本發明的技術方案如下:
[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視頻信號轉換為RGB格式的全高清數字視頻數據；
[0009]RGB-YUV視頻格式轉換器，用于將RGB格式的全高清數字視頻數據轉換為4: 2:0的YUV格式的全高清數字視頻數據；
[0010]視頻緩沖器，用于緩存來自RGB-YUV視頻格式轉換器的視頻數據，將其分配發送至視頻處理器，同時接收視頻處理器已處理過的視頻數據進行緩存，再發送至YUV-RGB視頻格式轉換器；
[0011 ]視頻處理器，用于對視頻緩沖器分配發送來的視頻數據進行處理；
[0012]YUV-RGB視頻格式轉換器，用于將來自視頻緩沖器的YUV格式的全高清數字視頻數據轉換為RGB格式的全高清數字視頻數據；
[0013]視頻發送器，用于將RGB格式的全高清數字視頻數據轉換為DVI視頻信號輸出，輸出的DVI視頻信號與視頻接收器轉換的RGB格式的全高清數字視頻數據保持同樣的分辨率和幀頻。
[0014]在以上方案的基礎上，本發明還進一步作如下優化:
[0015]視頻緩沖器包括多個視頻緩沖區，建立在DDR3存儲器中，每個視頻緩沖區的大小為一幀YUV格式的全高清數字視頻數據的數據量。
[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視頻緩沖區中存儲視頻數據的同時，視頻處理選擇器逐幀從所述多個視頻緩沖區中取出視頻數據并且對視頻數據進行相應處理，同時視頻輸出選擇器逐幀取出已經處理完畢的視頻并將其輸出至YUV-RGB視頻格式轉換器。
[0017]視頻處理器為8核DSP。
[0018]視頻處理器采用硬件信號量進行八個內核之間的同步。
[0019]YUV-RGB視頻格式轉換器和RGB-YUV視頻格式轉換器均建立在FPGA中。
[0020]本發明具有以下技術效果:
[0021]可對一路全高清視頻進行接收、處理和發送，能夠克服全高清視頻處理存在的帶寬大、數據速率高、運算量大等問題。
【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備，其特點為分辨率為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的輸出是復合VESA時序的RGB數字視頻。視頻接收器Rl的輸出信號成為RGB-YUV視頻格式轉換器Cl的輸入，該輸入信號是復合VESA時序的RGB數字視頻，RGB-YUV視頻格式轉換器Cl的輸出是4:2:0的YUV數字視頻碼流。視頻緩沖器BI用于整個裝置中視頻資源的緩沖，RGB-YUV視頻格式轉換器Cl的輸出視頻進入到視頻緩沖器BI中，視頻處理器Pl從視頻緩沖器BI中讀取視頻數據并且進行相應處理，處理后的視頻由YUV-RGB視頻格式轉換器C2取出并放入視頻發送器Tl中。放入視頻發送器Tl的視頻是復合VESA時序的RGB數字視頻，經過視頻發送器Tl的轉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Bll，視頻緩沖區B12，視頻緩沖區B13，視頻緩沖區B14。其中每個緩沖區的大小為4147200字節，恰好為一幀全高清視頻的數據量。數字視頻數據Vl I輸入視頻緩沖器BI中后，首先進入視頻輸入分配器SI I中，視頻輸入分配器Sll將輸入的數字視頻按幀順序，逐幀按次序分別存入視頻緩沖區B11、B12、B13、B14中，當存儲至視頻緩沖區B14后，繼續從視頻緩沖區Bll按上述順序繼續存儲。
[0028]如圖2所示，在視頻輸入分配器312逐幀向視頻緩沖區811、812、813、814中存儲視頻數據的同時，視頻處理選擇器S13逐幀從視頻緩沖區B11、B12、B13、B14中取出視頻數據并且對視頻數據進行相應處理。同時，視頻輸出選擇器S12逐幀取出已經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Fl，其分辨率為1920 X1080，該幀視頻每行具有1920個像素，每列有1080個像素。視頻幀Fl由圖1的視頻處理器Pl的八個內核來進行處理，具體分配如下:內核POO處理第I?135行(即視頻幀F10)，內核POl處理第136?270行(即視頻幀Fll)，內核P02處理第271?405行(即視頻幀F12)，內核P03處理第406?540行(即視頻幀F13)，內核P04處理第541?675行(即視頻幀F14)，內核P05處理第676?810行(即視頻幀F15)，內核P06處理第811?945行(即視頻幀F16)，內核P07處理第946?1080行(即視頻幀F17)。視頻幀FlO經內核POO處理之后成為視頻幀F20，視頻幀Fll經內核POl處理之后成為視頻幀F21，視頻幀F12經內核P02處理之后成為視頻幀F22，視頻幀F13經內核P03處理之后成為視頻幀F23，視頻幀F14經內核P04處理之后成為視頻幀F24，視頻幀？15經內核？05處理之后成為視頻幀？25，視頻幀？16經內核？06處理之后成為視頻幀F26，視頻幀？17經內核?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F2就是視頻幀Fl經過視頻處理器Pl的結果。
【主權項】
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視頻信號轉換為RGB格式的全高清數字視頻數據； RGB-YUV視頻格式轉換器，用于將RGB格式的全高清數字視頻數據轉換為4:2:0的YUV格式的全高清數字視頻數據； 視頻緩沖器，用于緩存來自RGB-YUV視頻格式轉換器的視頻數據，將其分配發送至視頻處理器，同時接收視頻處理器已處理過的視頻數據進行緩存，再發送至YUV-RGB視頻格式轉換器； 視頻處理器，用于對視頻緩沖器分配發送來的視頻數據進行處理； YUV-RGB視頻格式轉換器，用于將來自視頻緩沖器的YUV格式的全高清數字視頻數據轉換為RGB格式的全高清數字視頻數據； 視頻發送器，用于將RGB格式的全高清數字視頻數據轉換為DVI視頻信號輸出，輸出的DVI視頻信號與視頻接收器轉換的RGB格式的全高清數字視頻數據保持同樣的分辨率和幀頻。2.根據權利要求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視頻緩沖區，建立在DDR3存儲器中，每個視頻緩沖區的大小為一幀YUV格式的全高清數字視頻數據的數據量。3.根據權利要求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視頻緩沖區中存儲視頻數據的同時，視頻處理選擇器逐幀從所述多個視頻緩沖區中取出視頻數據并且對視頻數據進行相應處理，同時視頻輸出選擇器逐幀取出已經處理完畢的視頻并將其輸出至YUV-RGB視頻格式轉換器。4.根據權利要求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.根據權利要求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行八個內核之間的同步。6.根據權利要求1中所述的全高清視頻處理裝置，其特征在于:所述YUV-RGB視頻格式轉換器和RGB-YUV視頻格式轉換器均建立在FPGA中。
【專利摘要】本發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、數據速率高、運算量大等問題。該裝置包括：視頻接收器，用于將DVI視頻信號轉換為RGB格式的數字視頻數據；RGB-YUV視頻格式轉換器，用于將RGB格式的數字視頻數據轉換為YUV格式的數字視頻數據；視頻緩沖器，用于存儲待處理和已經處理完畢的數字視頻數據；視頻處理器，用于處理視頻緩沖器中的數字視頻數據；YUV-RGB視頻格式轉換器，用于將YUV格式的數字視頻數據轉換為RGB格式的數字視頻數據；視頻發送器，用于將處理后的RGB格式的數字視頻數據轉換為DVI視頻信號。
【IPC分類】H04N7/015, H04N5/268, H04N7/01
【公開號】CN105516634
【申請號】CN201510902302
【發明人】樊超, 楊敬寶, 許逸飛, 楊立成, 詹思維, 李博
【申請人】中國航空工業集團公司西安航空計算技術研究所
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月8日