[发明专利]一种高速视频采集传输系统

摘要

本发明涉及一种高速视频采集传输系统，该系统包括数据发送端和接收端两部分，发送端和接收端均安装有SDI接口；发送端与接收端通过同轴电缆传输数据；发送端包括高速图像传感器以及集成在FPGA芯片上的视频采集模块以及数据映射模块；接收端包括集成在ARM芯片上的数据解映射模块、视频编码模块以及视频输出模块；非标准格式的高速图像通过发送端的数据映射模块和接收端的数据解映射模块的配合作用，实现了非标准格式高速图像的长距离无损的传输。

主权项

1.一种高速视频采集传输系统，其特征在于：包括数据发送端和接收端两部分，发送端和接收端均安装有SDI接口；发送端与接收端通过同轴电缆传输数据；其中，发送端包括高速图像传感器以及集成在FPGA芯片上的视频采集模块以及数据映射模块；接收端包括集成在ARM芯片上的数据解映射模块、视频编码模块以及视频输出模块；高速图像传感器用于输出非标准格式的高速图像；所述非标准格式的高速图像为640*480@K₁fps，高速图像格式为YCbCr；其中，K₁＝200或400；视频采集模块采集高速图像传感器输出的非标准格式的高速图像，然后发送给数据映射模块；数据映射模块负责将非标准格式的高速图像按设定的映射规则映射成标准格式的高清视频数据；所述映射规则是：A1、在数据映射模块中定义K₂帧符合BT.1120标准的高清视频图像的传输格式，每一帧标准的高清视频图像的传输格式中均设定有效图像区间，所述有效图像区间用于填充高速图像数据，该有效图像区间共计1920列和1080行，即2073600个字节；B1、在第1帧高清视频格式的有效图像区间中第一个字节插入序号字节0，然后连续的嵌入第1‑6帧高速图像，并分别编号为1～6，最后嵌入第7帧高速图像的前360行图像，并编号为7；C1、在第2帧高清视频格式的有效图像区间中第一个字节插入序号字节1，然后嵌入第7帧高速图像的后120行，再连续嵌入第8‑13帧高速图像，编号为8～13，最后嵌入第14帧高速图像的前240行，并编号为14；D1、在第3帧高清视频格式的有效图像区间中第一个字节插入序号字节2，然后嵌入第14帧高速图像的后240行，再连续嵌入第15‑20帧高速图像，编号为15～20，第3帧高清视频格式的有效图像区间容纳第20帧640*480格式图像后的多余字节统一填充为00；至此，就将连续的20帧高速图像装载入连续的3帧高清视频格式的有效图像区间中；E1、重复步骤B1～D1，直到将剩余的第21～K₁帧高速图像装载到第4～K₂列高清视频格式的有效图像区间中；所述标准格式的高清视频数据为1920*1080@K₂fps，图像格式为YCbCr；其中:K₂＝30或60；数据解映射模块按设定的解映射规则将标准格式的高清视频数据恢复成640*480@K₁fps视频；所述解映射规则是：A2、数据解映射模块获取第1帧高清视频格式的有效图像区间中的数据，判断第一个字节，如果第一个字节为0则执行步骤B2，若第一个字节为1则执行步骤C2，若第一个字节为2则执行步骤D2；B2、连续取出第1帧高清视频格式的有效图像区间中第1‑6帧高速图像直接发送给视频编码模块，编号分别为1～6，然后取出第7帧高速图像的前360行图像进行缓存，然后返回步骤A2；C2、先取出第2帧高清视频格式的有效图像区间中第7帧高速图像的后120行，将其与步骤B2中缓存的第7帧高速图像的前360行图像进行拼接后发送给视频编码模块，然后再连续取出第8‑13帧高速图像发送给视频编码模块，帧编号为8～13，最后取出第14帧高速图像的前240行进行缓存，最后返回步骤A2；D2、先取出第3帧高清视频格式的有效图像区间中第14帧高速图像的后240行，与步骤C2中缓存的第14帧高速图像的前240行图像进行拼接后发送给视频编码模块，然后连续取出第15～20帧高速图像发送给视频编码模块，帧编号15～20，将后面剩余的字节丢弃，最后返回步骤A2；E2、重复步骤A2～D2，直到将K₂帧高清视频格式的有效图像区间中的数据全部接收完毕；视频编码模块将恢复出来的640*480@K₁fps视频进行HEVC/H265压缩编码；视频输出模块用于输出640*480@K₁fps的压缩码流。