[发明专利]一种4K视频编码、存储和传输系统

说明书

技术领域

本发明属于视频编解码设备技术领域，具体涉及一种4K视频编码、存储和传输系统。

背景技术

在现代社会，随着信息化程度的加深，高清晰度的视频图像逐渐应用于越来越多的领域和场合，比如安防监控、视频会议和医院手术示教等。随之而来的是越来越大的存储压力以及网络带宽压力。

目前市场上大多数视频编解码设备具有以下缺点：

1、多数仍基于H.264标准进行压缩编码，4K视频压缩后的数据量仍然很大，对存储以及网络系统造成了较大压力；

2、4K视频接口多以HDMI或者DP接口为主，难以支持DVI双链路视频信号的应用需求，尤其是相对消费电子比较保守的医疗影像领域。

3、小型便携式的视频编码设备多数将前端视频采集与视频编码集成在一个设备里，灵活性差，不易扩展到其他领域；

4、大多数模块化的编码设备需要配备外部独立电源，在一些特殊场合安装起来比较麻烦。有些采用USB供电，但因为功率有限逐渐不适用于当今高分辨率的视频编码设备。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种4K视频编码、存储和传输系统，能够支持以H.265标准对4K视频进行压缩编码、存储和传输，支持以太网供电，易于携带和安装，具有良好的扩展性。

为解决现有技术问题，本发明公开了一种4K视频编码、存储和传输系统，包括双链路DVI接口、视频输入模块、视频处理模块、视频编码模块、网络模块和电源模块；双链路DVI接口用于接收视频源发出的视频信号，视频输入模块用于将视频信号转换为视频数据，视频处理模块用于将视频数据进行处理，视频编码模块用于将视频处理模块处理后的数据进行处理，网络模块用于将视频编码模块处理后的数据传输至外部设备，电源模块用于连接外部电源为系统供电。

作为优选方案，视频输入模块包括两个Splitter芯片，Splitter芯片用于将输入的DVI双链路信号进行1:2的复制操作形成两组完整的DVI双链路数据，其中一组DVI双链路数据形成环形输出，另一组DVI双链路数据传输至后级模块进行处理。

作为优选方案，视频输入模块还包括两个HDMI/DVI 接收器芯片，每个HDMI/DVI 接收器芯片能够将一路TMDS Link数据转换为TTL接口信号以便视频处理模块进行处理。

作为优选方案，视频输入模块能够同时支持DVI1.0标准的4K@30Hz视频输入和HDMI1.4标准的4K@30Hz视频输入；

当输入信号为双链路DVI信号时，两个HDMI/DVI 接收器芯片工作于双链路DVI模式，并分别输出24bit的奇偶像素数据以及行、场同步信号至视频处理模块；

当输入信号为HDMI1.4标准的4K@30Hz信号时，一个HDMI/DVI 接收器芯片工作在HDMI模式并输出24bit*2的奇偶像素数据以及行、场同步信号至视频处理模块，另一个HDMI/DVI 接收器芯片进入休眠状态不输出任何信号。

作为优选方案，视频处理模块包括一个FPGA器件，FPGA器件能够对输入其中的RGB像素数据进行抽值处理以便完成RGB域至Bayer域的变换，并将生成的Bayer数据以LVDS接口发送至视频编码模块；FPGA器件还能够对输入其中的YUV域视频数据进行色彩空间变换以完成YUV 域至RGB域转换。

作为优选方案，视频编码模块包括一个视频处理SOC芯片，视频处理SOC芯片用于将LVDS接口接收到的Bayer数据进行Demosaic、校正、压缩编码等处理，再将视频数据打包成符合TCP/IP协议标准的数据格式，以便通过网络模块传输到外部设备。

作为优选方案，网络模块包括一个高集成度的以太网收发器芯片、一个网络变压器和一个RJ45连接器。

作为优选方案，电源模块包括以太网供电电路，以太网供电电路包括一个符合IEEE802.3af标准的隔离式以太网供电模组；隔离式以太网供电模组从网络变压器的中心抽头获取直流电，经过隔离式以太网供电模组内部的隔离式开关电路转换成后级电路需要的电压。

作为优选方案，电源模块还包括保护电路、滤波电路和开关稳压电路，保护电路、滤波电路和开关稳压电路用于将隔离式以太网供电模组输出的直流电进行滤波、稳压以及转换成若干不同幅值的电源。

作为优选方案，还包括DDR存储器、Flash存储器和TF Card存储器；DDR存储器用作系统运行内存，Flash存储器用于存放系统程序代码，TF Card存储器用于存放录制的视频数据文件。