[发明专利]多数据流的互连机制

说明书

本申请是2005年4月15日由Eric Wogsberg申请的、题为“Audiovisual Signal Routing and Distribution System”的美国专利序号11/111,182的部分继续申请，通过引用将其全部内容组合于此。 

技术领域

本发明涉及视听显示系统，尤其涉及来自多个源的多个音频和/或视频数据流向多个目的地的有效移动。 

背景技术

在单一显示器中显示更多内容的需求日益增加导致显示墙生产和销售的增加。显示墙通常包括以拼接方式相互邻接安置的多个显示监视器以呈现单一大图象。使用相当大的平板显示监视器和/或后投影监视器并将它们拼接成2×2、3×3、3×4或其它网格大小，综合显示的图象可占据房间的整面墙。显示墙通常在大系统指挥和控制中心使用，如作战室、公用事业管理中心、及交通监控中心。 

通常，在显示墙中显示的内容包括来自多个源如高速公路安装的交通监视摄像机的动态视频。为灵活查看这些视频源，可能希望在“窗口”中看每一视频源，所述窗口可被使得为任何大小(不管所述源的原生分辨率如何)及可被定位在显示墙内的任何位置，不管各个组成显示设备的边界在哪里。窗口是已知及常规的图形显示单元，在此将不进行进一步的描述。高数据率数字视频流从多个源传到拼接显示墙的多个显示器存在特别困难的问题。由于拼接显示监视器表示集成显示器，通常有用于多个显示监视器的中央控制器。多个视频流通常通过中央控制器发送。中央控制器通常包括接收并将视频流编码为数字数据流的多个视频捕获器件及驱动显示墙的相应拼接显示监视器的 各个象素的多个视频控制器件。所述中央控制器在总线处通常遭受削弱的数据瓶颈，各个视频数据流通过所述总线在中央控制器内传播。 

所述总线存在瓶颈，因为处理所有输入信号并将这些信号以高更新率分配给任何组合的显示设备所需要的总带宽远远超出单一总线的容量。在具有5-10个输入和输出设备的小系统中面向总线的体系结构可满足需要，但面向总线的体系结构不能有效地向上调整以处理更大的系统。换言之，视频源及目的地的数量加倍要求总线的数量翻更多倍以处理因视频源及目的地数量加倍引起的必要数据传送带宽的增加。可使用多根总线，每一总线将部分输入设备连接到部分输出设备，但这将损失每一输入视频信号可显示在哪里的灵活性。具体地，来自特定输入设备的视频流将仅可显示在所选的几个输出显示设备上。由此，终端用户在确定将特定视频流显示在显示墙的何处时不能自由支配。 

因此，在捕获设备和显示设备之间需要更有效的互连机制。 

发明内容

根据本发明，视频数据流在通过高带宽网络交换机相互连接并由连接到所述交换机的流管理器控制的捕获节点和显示节点之间传送。流管理器选择互换格式，视频信号可按所选互换格式通过交换机进行传输并将该互换格式传给有关节点。互换格式是有关捕获节点可提出且有关显示节点可显示的格式，及优化互换格式而在无不必要地耗用或超出可用带宽的情况下提供所希望的显示质量。简言之，优选的互换格式是传送源信号(由原生互换格式表示)提供或显示设备在不超出带宽限制的情况下能有效使用(由可显示互换格式表示)的最大保真度的格式。 

结果是许多高质量视频流可以或接近交换机提供的全部点对点带宽通过所述交换机进行传送。换言之，交换机可同时处理多个视频流，而总线是共享资源，其一次仅可处理单一视频流。 

流管理器控制捕获节点和显示节点之间的多个流及包括用户界面，通过用户界面用户可指定多个视频信号中的哪一信号将显示在显示墙内的什么位置。为管理多个视频流通过交换机的传输，流管理器识别所涉及的捕获节点和显示节点、确定将在捕获节点和显示节点之间传送的视频流的互换格式、及指示捕获节点以所述互换格式将视频流传给显示节点。流管理器指示捕获节点和显示节点按所述互换格式分别发送和接收受支配视频流。其后，捕获节点和显示节点协作从而通过交换机传输视频流。 

捕获节点和显示节点可以是相当简单的设备，其接收并服务于来自流管理器的请求、及分别发送和接收可有流管理器选择的多种格式的视频信号。因此，捕获节点和显示节点可被实施为相当小的电子装置。此外，使用网络交换机作为捕获节点和显示节点之间的互连以低成本提供高带宽，还提供显示墙应用中需要的灵活发送。