專利名稱：一種多制式高清輸入數(shù)字硬盤錄像機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及高清輸入數(shù)字錄像機(jī)視頻服務(wù)器系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多制式高清輸入數(shù)字硬盤錄像機(jī)。
技術(shù)背景傳統(tǒng)嵌入式DVR系統(tǒng)為模擬前端，監(jiān)控點(diǎn)與中心DVR之間采用模擬方式互聯(lián)，因受到傳輸距離以及模擬信號(hào)損失的影響，監(jiān)控點(diǎn)的位置也存在很大的局限性，無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程部署，而且DVR采用模擬前端，中心到每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)都需要布設(shè)視頻線、音頻線、報(bào)警線、控制線等諸多線路，如果哪條線出現(xiàn)斷路，就得必須仔細(xì)繁瑣的人工排查，因此布線的工作量相當(dāng)繁瑣，并且，工程規(guī)模越大則工作量越大，布線成本也越高，再就是它擁有強(qiáng)大的錄像、存儲(chǔ)功能，但是這一性能的發(fā)揮仍舊受制于其模擬前端，即DVR無法實(shí)現(xiàn)前端存儲(chǔ)，一旦中心設(shè)備或線路出現(xiàn)故障，錄像資料就無從獲取了，另外盡管NVR也開始大規(guī)模應(yīng)用，但是大部分的PC式NVR在穩(wěn)定性、功能性、擴(kuò)展與集成和成本上的因素也一直未能成功的大規(guī)模部·署，在存儲(chǔ)架構(gòu)上，后期擴(kuò)容的成本一般較高，硬盤在線插拔更換不是很方便，各個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備相對(duì)獨(dú)立，一般缺少共享支持，對(duì)前期系統(tǒng)規(guī)劃要求比較高，后期的設(shè)備更新和系統(tǒng)升級(jí)相對(duì)成本也較高。目前大部分的視頻監(jiān)控仍然是從模擬前端攝像頭獲得視頻流數(shù)據(jù)，存放在存儲(chǔ)服務(wù)器上，所存儲(chǔ)的視頻格式也只是單一的數(shù)據(jù)格式，無法滿足特殊情況下的需要，特別是在重要安防事件和重要安防場(chǎng)所上，在網(wǎng)絡(luò)中斷或失效的情況下，由于前端存儲(chǔ)會(huì)受網(wǎng)絡(luò)的影響，會(huì)影響即時(shí)錄像功能
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種多制式高清輸入數(shù)字硬盤錄像機(jī)，它利用高性能音視頻輸出處理芯片實(shí)現(xiàn)高清視頻輸出，具有音視頻同步傳輸，無損轉(zhuǎn)換，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)大實(shí)用的特點(diǎn)。為了解決背景技術(shù)所存在的問題，本實(shí)用新型是采用以下技術(shù)方案它是由存儲(chǔ)模塊I、音頻流處理模塊2、視頻流處理模塊3、時(shí)鐘同步模塊4、音視頻輸出處理芯片5組成；存儲(chǔ)模塊I分別與音頻流處理模塊2和視頻流處理模塊3相互連接，音頻流處理模塊2和視頻流處理模塊3之間通過時(shí)鐘同步模塊4連接，音頻流處理模塊2和視頻流處理模塊3均與音視頻輸出處理芯片5連接。所述的音頻流處理模塊2包括音頻采集設(shè)備、音頻處理芯片、時(shí)鐘鎖相電路和輸入輸出電路。所述的視頻流處理模塊3包括高清視頻采集設(shè)備、視頻處理芯片、外部同步時(shí)鐘接口和輸入輸出電路。本實(shí)用新型采用NVR+FC SAN作為全網(wǎng)絡(luò)化架構(gòu)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控點(diǎn)設(shè)備與NVR之間通過IP網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，可以位于網(wǎng)絡(luò)的任意位置，不會(huì)受到地域的限制，利用NVR監(jiān)控系統(tǒng)的全網(wǎng)管理能實(shí)現(xiàn)傳輸線路、傳輸網(wǎng)絡(luò)以及所有IP前端的全程監(jiān)測(cè)和集中管理，此架構(gòu)功能強(qiáng)大，可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)NVR主機(jī)共享磁盤陣列，通過光纖實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，由于陣列共享集中，擴(kuò)展比較容易，而且FC SAN設(shè)備具有RAID保護(hù)，支持硬盤在線插拔更換，對(duì)比DVR，一條網(wǎng)線就免去了上述包括視頻線、音頻線等在內(nèi)的所有繁瑣線路，降低了成本，同時(shí)此NVR是基于嵌入式的，對(duì)比PC式，無需windows操作系統(tǒng)，只保留了 NVR所需要功能，可靠性高，具有軟件代碼小、高度自動(dòng)化和相應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型采用高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)利用了小型flash卡或硬盤，即ANF技術(shù)，可以在網(wǎng)絡(luò)中斷或失效的情況下，由于前端存儲(chǔ)不受網(wǎng)絡(luò)的影響，可進(jìn)行緩沖性存儲(chǔ)，后端NVR就可以在網(wǎng)絡(luò)重新連接后，將網(wǎng)絡(luò)失效過程中存儲(chǔ)在前端緩存的視頻補(bǔ)充傳輸?shù)胶蠖?。本?shí)用新型所用視頻壓縮編碼采用最流行的H. 264壓縮算法，去掉更多的冗余信息，實(shí)現(xiàn)在較低的寬帶上實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的視頻編碼，H. 264的壓縮比是MPEG-2的2倍以上，是MPEG-4的I. 5 2倍，從而獲得更好的圖像質(zhì)量。本實(shí)用新型在實(shí)時(shí)監(jiān)控輸出時(shí)，通過高性能GS2972音視頻輸出芯片能夠?qū)崿F(xiàn) 3G-SDI高清圖像實(shí)時(shí)輸出，滿足特殊情況的高清需求，同時(shí)，由于此發(fā)送芯片集成了電纜驅(qū)動(dòng)器、壓控振蕩器以及完全的音視頻支持，相比于普通的解決方案大約節(jié)省30%的成本、功耗及電路板面積。本實(shí)用新型利用高性能音視頻輸出處理芯片實(shí)現(xiàn)高清視頻輸出，具有音視頻同步傳輸，無損轉(zhuǎn)換，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)大實(shí)用的特點(diǎn)。

圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的流程示意圖；圖3是本實(shí)用新型的音頻流處理流程圖；圖4是本實(shí)用新型的視頻流處理流程圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1，本具體實(shí)施方式
采用以下技術(shù)方案它是由存儲(chǔ)模塊I、音頻流處理模塊2、視頻流處理模塊3、時(shí)鐘同步模塊4、音視頻輸出處理芯片5組成；存儲(chǔ)模塊I分別與音頻流處理模塊2和視頻流處理模塊3相互連接，音頻流處理模塊2和視頻流處理模塊3之間通過時(shí)鐘同步模塊4連接，音頻流處理模塊2和視頻流處理模塊3均與音視頻輸出處理芯片5連接。所述的音頻流處理模塊2包括音頻采集設(shè)備、音頻處理芯片、時(shí)鐘鎖相電路和輸入輸出電路。所述的視頻流處理模塊3包括高清視頻采集設(shè)備、視頻處理芯片、外部同步時(shí)鐘接口和輸入輸出電路。本具體實(shí)施方式
采用NVR+FC SAN作為全網(wǎng)絡(luò)化架構(gòu)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控點(diǎn)設(shè)備與NVR之間通過IP網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，可以位于網(wǎng)絡(luò)的任意位置，不會(huì)受到地域的限制，利用NVR監(jiān)控系統(tǒng)的全網(wǎng)管理能實(shí)現(xiàn)傳輸線路、傳輸網(wǎng)絡(luò)以及所有IP前端的全程監(jiān)測(cè)和集中管理，此架構(gòu)功能強(qiáng)大，可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)NVR主機(jī)共享磁盤陣列，通過光纖實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，由于陣列共享集中，擴(kuò)展比較容易，而且FC SAN設(shè)備具有RAID保護(hù)，支持硬盤在線插拔更換，對(duì)比DVR，一條網(wǎng)線就免去了上述包括視頻線、音頻線等在內(nèi)的所有繁瑣線路，降低了成本，同時(shí)此NVR是基于嵌入式的，對(duì)比PC式，無需windows操作系統(tǒng)，只保留了 NVR所需要功能，可靠性高，具有軟件代碼小、高度自動(dòng)化和相應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。本具體實(shí)施方式
采用高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)利用了小型flash卡或硬盤，即ANF技術(shù)，可以在網(wǎng)絡(luò)中斷或失效的情況下，由于前端存儲(chǔ)不受網(wǎng)絡(luò)的影響，可進(jìn)行緩沖性存儲(chǔ)，后端NVR就可以在網(wǎng)絡(luò)重新連接后，將網(wǎng)絡(luò)失效過程中存儲(chǔ)在前端緩存的視頻補(bǔ)充傳輸?shù)胶蠖恕１?b>具體實(shí)施方式
所用視頻壓縮編碼采用最流行的H. 264壓縮算法，去掉更多的冗余信息，實(shí)現(xiàn)在較低的寬帶上實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的視頻編碼，H. 264的壓縮比是MPEG-2的2倍以上，是MPEG-4的I. 5 2倍，從而獲得更好的圖像質(zhì)量。本具體實(shí)施方式
在實(shí)時(shí)監(jiān)控輸出時(shí)，通過高性能GS2972音視頻輸出芯片能夠?qū)崿F(xiàn)3G-SDI高清圖像實(shí)時(shí)輸出，滿足特殊情況的高清需求，同時(shí)，由于此發(fā)送芯片集成了電纜驅(qū)動(dòng)器、壓控振蕩器以及完全的音視頻支持，相比于普通的解決方案大約節(jié)省30%的成本、功耗及電路板面積。·參照?qǐng)D2，本具體實(shí)施方式
以音視頻輸出處理芯片5為輸入核心之一，在視頻流接收后，通過SP-12HD視頻處理器6為核心的視頻處理器的多格式轉(zhuǎn)換，并且自動(dòng)識(shí)別所輸入的視頻標(biāo)準(zhǔn)，可以轉(zhuǎn)換為復(fù)合視頻、分量視頻或SDI的480i/60、480p/60、576i/50和576p/50標(biāo)準(zhǔn)清晰度信號(hào)、以及分量視頻或HD-SDI的720p/50、720p/60、1080p/24、1080p/25、1080p/30、1080i/50、1080i/60、1080p/24、1080p/25 和 1080p/30 高清晰度信號(hào)，利用NVR網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)本地/遠(yuǎn)程監(jiān)控回放，存儲(chǔ)架構(gòu)采用NVR+FC SAN存儲(chǔ)，在此架構(gòu)下，NVR服務(wù)器直接將數(shù)據(jù)寫入到SAN的相應(yīng)的磁盤下，此架構(gòu)功能強(qiáng)大，可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)NVR主機(jī)共享磁盤陣列，通過光纖實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，由于陣列共享集中，擴(kuò)展比較容易，而且FC SAN設(shè)備具有RAID保護(hù)，支持硬盤在線插拔更換，具有電源冗余、專業(yè)散熱等可靠技術(shù)。參照?qǐng)D3，本具體實(shí)施方式
在視頻信號(hào)傳輸?shù)耐瑫r(shí)，音頻采集設(shè)備把同步音頻傳輸給音頻處理器，音頻信號(hào)處理通道由音頻信號(hào)檢測(cè)、音頻預(yù)處理、音頻處理以及音頻輸出電路構(gòu)成；音頻信號(hào)檢測(cè)對(duì)輸入的音頻信號(hào)進(jìn)行峰值檢測(cè)、平均值檢測(cè)、背景檢測(cè)；音頻預(yù)檢測(cè)是對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行平衡輸入處理和頻率均衡；音頻處理對(duì)音頻通道增益實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，使音頻輸出信號(hào)電平穩(wěn)定；音頻輸出電路對(duì)處理后的音頻信號(hào)限幅放大經(jīng)4路分配輸出；中心控制單元電路是整機(jī)管理控制核心，由中心控制電路對(duì)音頻輸入信號(hào)、音頻輸出信號(hào)進(jìn)行時(shí)實(shí)采樣，分折處理并得出各種下作狀態(tài)顯示信號(hào)和各部分電路的控制信號(hào)；然后傳輸給存儲(chǔ)服務(wù)器，同時(shí)通過8路音頻傳輸線路傳遞給GS2972芯片，和高清視頻實(shí)時(shí)同步輸出。參照?qǐng)D4，本具體實(shí)施方式
視頻處理器直接以20bit/s的速率傳輸給音視頻處理芯片GS2972，由于此發(fā)送芯片集成了電纜驅(qū)動(dòng)器、壓控振蕩器以及完全的音視頻支持，相比于普通的解決方案大約節(jié)省30%的成本、功耗及電路板面積，并且可以工作在四個(gè)基本的用戶可選擇的模式=SMPTE模式、DVB-ASI模式，通過數(shù)據(jù)的模式和待機(jī)模式；在SMPTE模式，GS2972綜合所有SMPTE處理功能，SMPTE425M等級(jí)A和等級(jí)B兩種格式都支持1080P50/60 4:2:2 10位的A級(jí)到B級(jí)的可選轉(zhuǎn)換；在DVB-ASI模式，器件將執(zhí)行8b/10b編碼優(yōu)先傳送；在數(shù)據(jù)通過模式，所有SMPTE和DVB-ASI處理被禁用。該設(shè)備可以作為一個(gè)簡(jiǎn)單的平行串口轉(zhuǎn)換器，還可以運(yùn)行在一個(gè)較低的功耗待機(jī)模式；在這種模式下，沒有任何信號(hào)，產(chǎn)生輸出；GS2972集成了一個(gè)完全符合SMPTE標(biāo)準(zhǔn)的SMPTE 259M-C, SMPTE292和SMPTE424M的驅(qū)動(dòng)程序接口，它具有自動(dòng)雙擺選擇,取決于3Gb/s或高清或標(biāo)清業(yè)務(wù)需求。本具體實(shí)施方式
為了實(shí)現(xiàn)音視頻同步的功能，加入了時(shí)鐘鎖相合成電路，其核心是GS4911芯片，GS4911是一個(gè)和時(shí)序發(fā)生器有著相同功能的高度靈活、數(shù)字控制的時(shí)鐘鎖相合成芯片，通過此芯片生成視頻和音頻時(shí)鐘和定時(shí)信號(hào)，并允許多個(gè)器件鎖相輸入?yún)⒖迹瑫r(shí)還能識(shí)別出輸入?yún)⒖夹盘?hào)符合36種不同的視頻標(biāo)準(zhǔn)和16種不同的圖形格式，并會(huì)同步鎖相輸出定時(shí)信息的輸入?yún)⒖?，由于還支持交叉鎖定，可使輸出鎖相到不同于已選輸出視頻標(biāo)準(zhǔn)的輸入?yún)⒖?，用戶可以選擇8種不同的視頻輸出采樣時(shí)鐘速率或者13個(gè)不同的圖形顯示時(shí)鐘率，還可進(jìn)一步劃分使用內(nèi)部分壓器，并可在兩個(gè)視頻時(shí)鐘輸出和一個(gè)LVDS視頻輸出對(duì)；通過提供的三個(gè)音頻采樣時(shí)鐘輸出，產(chǎn)生音頻時(shí)鐘，從6. 6khz到96khz，音頻視頻逐步實(shí)現(xiàn)由外部10FID輸入?yún)⒖?，一個(gè)10FID信號(hào)通過內(nèi)部寄存器指定或者一個(gè)用戶編程的音頻幀序列。本具體實(shí)施方式
利用高性能音視頻輸出處理芯片實(shí)現(xiàn)高清視頻輸出，具有音視頻同步傳輸，無損轉(zhuǎn)換，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)大實(shí)用的特點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種多制式高清輸入數(shù)字硬盤錄像機(jī)，其特征在于它是由存儲(chǔ)模塊(I)、音頻流處理模塊(2)、視頻流處理模塊(3)、時(shí)鐘同步模塊(4)、音視頻輸出處理芯片(5)組成；存儲(chǔ)模塊(I)分別與音頻流處理模塊(2)和視頻流處理模塊(3)相互連接，音頻流處理模塊(2)和視頻流處理模塊(3)之間通過時(shí)鐘同步模塊(4)連接，音頻流處理模塊(2)和視頻流處理模塊(3)均與音視頻輸出處理芯片(5)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種多制式高清輸入數(shù)字硬盤錄像機(jī)，其特征在于所述的音頻流處理模塊(2)包括音頻采集設(shè)備、音頻處理芯片、時(shí)鐘鎖相電路和輸入輸出電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種多制式高清輸入數(shù)字硬盤錄像機(jī)，其特征在于所述的視頻流處理模塊(3)包括高清視頻采集設(shè)備、視頻處理芯片、外部同步時(shí)鐘接口和輸入輸出電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種多制式高清輸入數(shù)字硬盤錄像機(jī)，其特征在于所述的存儲(chǔ)架構(gòu)采用NVR+FC SAN架構(gòu)。
專利摘要一種多制式高清輸入數(shù)字硬盤錄像機(jī)，它涉及高清輸入數(shù)字錄像機(jī)視頻服務(wù)器系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。它是由存儲(chǔ)模塊(1)、音頻流處理模塊(2)、視頻流處理模塊(3)、時(shí)鐘同步模塊(4)、音視頻輸出處理芯片(5)組成；存儲(chǔ)模塊(1)分別與音頻流處理模塊(2)和視頻流處理模塊(3)相互連接，音頻流處理模塊(2)和視頻流處理模塊(3)之間通過時(shí)鐘同步模塊(4)連接，音頻流處理模塊(2)和視頻流處理模塊(3)均與音視頻輸出處理芯片(5)連接。它利用高性能音視頻輸出處理芯片實(shí)現(xiàn)高清視頻輸出，具有音視頻同步傳輸，無損轉(zhuǎn)換，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)大實(shí)用的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04N5/907GK202696778SQ201220374639
公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月30日
發(fā)明者程德強(qiáng), 趙國, 范一武, 牛和珠 申請(qǐng)人:中國礦業(yè)大學(xué)