视频消隐区自定义数据的传输系统、方法和设备

技术领域

本发明属于数据处理领域，具体涉及了一种视频消隐区自定义数据的传输系统、方法和设备。

背景技术

在专业视听领域，随着系统的复杂度提高，节点之间需要传输的不仅仅是视频和音频数据，还需要传输键鼠、U盘、串口和红外等自定义数据信息。现有的技术方案采用不同的线缆传输不同的数据，比如视频用比如视频用视频线缆、音频用音频线缆等等，线缆数量随着数据类型增加而增加从而导致成本高，施工复杂，且普通的线缆传输距离有限，容易受到环境干扰导致误码率高。现有技术还采用使用一根光纤传输多种数据，在视频消隐区传输自定义数据，消隐区时隙分配固定，视频分辨率大的消隐区时间短，视频分辨率小的消隐区时间长，要同时满足最大和最小分辨率，都以最大分辨率的消隐区时间传输自定义数据，导致在小分辨率时消隐区利用率低。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即现有的视频传输技术，可拓展性差、消隐区利用率低的问题，本发明提出一种视频消隐区自定义数据的传输系统，包括：视频数据获取单元、视频数据缓存单元、数据量记录单元、第一行消隐区时间获取单元、第二行消隐区时间获取单元、行消隐区时间修正单元、占用时隙计算单元和数据发送单元；

所述视频数据获取单元，配置为获取视频数据；

所述视频数据缓存单元，配置为通过数据处理模块将所述视频数据采集到缓存区；

所述数据量记录单元，配置为通过数据处理模块记录缓存区的当前数据量大小，并将所述当前数据量大小传输至时隙计算模块；

所述第一行消隐区时间获取单元，配置为通过行消隐区时间预测模块根据视频信号预测第一行消隐区时间Thblank1；

所述第二行消隐区时间获取单元，配置为通过自学习模块根据系统时钟和视频信号学习第二行消隐区时间Thblank2；

所述行消隐区时间修正单元，配置为将所述第二行消隐区时间Thblank2对第一行消隐区时间Thblank1进行修正，获得第三行消隐区时间Thblank3，并将所述第三行消隐区时间Thblank3传输至时隙计算模块；

所述占用时隙计算单元，配置为时隙计算模块根据第三行消隐区时间Thblank3、当前数据量大小和视频数据的有效时隙Tvideo计算每种数据在当前行消隐区所占用的时隙time_slot，消隐区并传输至对应的数据发送模块；

所述数据发送单元，配置为通过数据发送模块收到有效视频信号后根据所述在当前消隐区所占用的时隙time_slot动态控制发送数据的大小进行数据发送。

在一些优选的实施方式中，所述第一行消隐区时间获取单元，具体为，行消隐区时间预测模块根据视频的视频像素时钟信号pix_clk、场同步信号vsync、第一行同步信号hsync和视频数据有效信号de预测行消隐区时间Thblank1。在一些优选的实施方式中，所述第二行消隐区时间获取单元，具体为，所述自学习模块根据系统时钟sys_clk和视频的场同步信号vsync、第一行同步信号hsync和视频数据有效信号de，在2帧内完成对第二行消隐区时间Thblank2的学习。

在一些优选的实施方式中，所述数据发送单元，具体为，当数据发送模块确认收到的第二行同步信号hsync有效时发送一个完整的数据帧；所述完整的数据帧包括视频数据的有效时隙Tvideo长度的视频数据和n个第三行消隐区时间Thblank3长度的自定义数据。

在一些优选的实施方式中，所述当数据发送模块确认收到的第二行同步信号hsync有效时发送一个完整的数据帧，具体为，当视频数据的分辨率确定后，视频行时隙Trow、视频有效时隙Tvideo和第三行消隐区时间Thblank3为定值，通过调整每种数据在第三行消隐区时间Thblank3内所占用的时隙来动态调整数据传输速率。

在一些优选的实施方式中，所述通过调整每种数据在第三行消隐区时间Thblank3内所占用的时隙来动态调整数据传输速率，具体为，视频数据最小分辨率时加大在行消隐区发送自定义数据的数据量。

本发明的另一方面，提出了一种视频行消隐区自定义数据的传输方法，包括：

步骤S100，获取视频数据；

步骤S200，将所述视频数据采集到缓存区；

步骤S300，记录缓存区当前的数据量大小；

步骤S400，通过视频信号预测第一行消隐区时间Thblank1；

步骤S500，通过系统时钟和视频信号学习第二行消隐区时间Thblank2；

步骤S600，将所述第二行消隐区时间Thblank2对第一行消隐区时间Thblank1进行修正，获得第三行消隐区时间Thblank3；

步骤S700，根据第三行消隐区时间Thblank3、当前数据量大小和视频数据的有效时隙Tvideo计算每种数据在当前行消隐区所占用的时隙time_slot；

步骤S800，收到有效视频信号后根据所述在当前消隐区所占用的时隙time_slot动态控制发送数据的大小进行数据发送。

在一些优选的实施方式中，所述步骤S800具体为：当确认收到的第二行同步信号hsync有效时发送一个完整的数据帧；所述完整的数据帧包括视频数据的有效时隙Tvideo长度的视频数据和n个第三行消隐区时间Thblank3长度的自定义数据。

本发明的第三方面，提出了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令用于被所述处理器执行以实现上述的视频消隐区自定义数据的传输方法。

本发明的第四方面，提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于被所述计算机执行以实现上述的视频消隐区自定义数据的传输方法。

本发明的有益效果：

（1）本发明在一根光纤上链路上实现节点之间长距离、低延时传输音视频和自定义数据，并通过对不同视频分辨率进行自学习和预测，动态调节自定义数据传输速率，在保证视频正常传输的同时，利用消隐区高效传输自定义数据，从成本上减少了线缆数量，降低了施工难度，增加了传输距离。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明实施例中视频消隐区自定义数据的传输系统的结构框图；

图2是现有技术中采用不同的线缆传输不同的数据的原理示意图；

图3是现有技术中采用使用一根光纤传输多种数据，在视频消隐区传输自定义数据，消隐区时隙分配固定的原理示意图；

图4是本发明视频消隐区自定义数据的传输系统实施例的原理框图；

图5是本发明视频消隐区自定义数据的传输系统实施例中执行过程算法图；

图6是本发明实施例中前视频行总时隙的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

本发明提供一种视频消隐区自定义数据的传输系统，本系统在一根光纤上链路上实现节点之间长距离、低延时传输音视频和自定义数据，并通过对不同视频分辨率进行自学习和预测，动态调节自定义数据传输速率，在保证视频正常传输的同时，利用消隐区高效传输自定义数据，从成本上减少了线缆数量，降低了施工难度，增加了传输距离。

本系统包括：视频数据获取单元、视频数据缓存单元、数据量记录单元、第一消隐区时间获取单元、第二消隐区时间获取单元、行消隐区时间修正单元、占用时隙计算单元和数据发送单元；

所述视频数据获取单元，配置为获取视频数据；

所述视频数据缓存单元，配置为通过数据处理模块将所述视频数据采集到缓存区；

所述数据量记录单元，配置为通过数据处理模块记录缓存区的当前数据量大小，并将所述当前数据量大小传输至时隙计算模块；

所述第一行消隐区时间获取单元，配置为通过行消隐区时间预测模块根据视频信号预测第一行消隐区时间Thblank1；

所述第二行消隐区时间获取单元，配置为通过自学习模块根据系统时钟和视频信号学习第二行消隐区时间Thblank2；

所述行消隐区时间修正单元，配置为将所述第二行消隐区时间Thblank2对第一行消隐区时间Thblank1进行修正，获得第三行消隐区时间Thblank3，并将所述第三行消隐区时间Thblank3传输至时隙计算模块；

所述占用时隙计算单元，配置为时隙计算模块根据第三行消隐区时间Thblank3、当前数据量大小和视频数据的有效时隙Tvideo计算每种数据在当前行消隐区所占用的时隙time_slot，消隐区并传输至对应的数据发送模块；

所述数据发送单元，配置为通过数据发送模块收到有效视频信号后根据所述在当前消隐区所占用的时隙time_slot动态控制发送数据的大小进行数据发送。

为了更清晰地对本发明视频消隐区自定义数据的传输系统进行说明，下面结合图1对本发明实施例中各功能模块展开详述。

现有的技术方案采用不同的线缆传输不同的数据，比如视频用比如视频用视频线缆、音频用音频线缆等等，线缆数量随着数据类型增加而增加从而导致成本高，施工复杂，且普通的线缆传输距离有限，容易受到环境干扰导致误码率高，如图2所示。现有技术还采用使用一根光纤传输多种数据，在视频消隐区传输自定义数据，消隐区时隙分配固定，视频分辨率大的消隐区时间短，视频分辨率小的消隐区时间长，要同时满足最大和最小分辨率，都以最大分辨率的消隐区时间传输自定义数据，导致在小分辨率时消隐区利用率低，如图3所示。

本发明第一实施例的视频消隐区自定义数据的传输系统，如图1所示，包括视频数据获取单元、视频数据缓存单元、数据量记录单元、第一消隐区时间获取单元、第二消隐区时间获取单元、消隐区时间修正单元、占用时隙计算单元和数据发送单元，各功能模块详细描述如下：

本申请用到的技术术语缩写有sys_clk：本地系统时钟；pix_clk：视频像素时钟信号；vsync：场同步信号；hsync：行同步信号；de：视频数据有效信号；Trow：视频行时隙；Tvideo：视频时隙；Thblank：视频消隐区时隙；time_slot：时隙值。

视频数据的每一行都有消隐区，在消隐区传输数据时必须在保证视频正常传输的前提下进行，现有的方法是设置了完全相同的时隙，但由于不同视频分辨率的消隐区时间不同，需要设计一种机制，以实现高效利用消隐区传输自定义数据，本实施例的原理如图4所示。图4中，视频处理模块就是采集视频数据并缓存，用以执行有格式化转换和去隔行等功能。

所述视频数据获取单元，配置为获取视频数据；

所述视频数据缓存单元，配置为通过数据处理模块将所述视频数据采集到缓存区；

所述数据量记录单元，配置为通过数据处理模块记录缓存区的当前数据量大小，并将所述当前数据量大小传输至时隙计算模块；

所述第一行消隐区时间获取单元，配置为通过行消隐区时间预测模块根据视频信号预测第一行消隐区时间Thblank1；

在本实施例中，所述第一行消隐区时间获取单元，具体为，行消隐区时间预测模块根据视频的视频像素时钟信号pix_clk、场同步信号vsync、第一行同步信号hsync和视频数据有效信号de预测行消隐区时间Thblank1。通过CEA861-E规范中的消隐区计算方法计算出Htotal（两个DE下降沿之间的总时间）、Hactive（DE有效时间），可得行消隐区Hblank=Htotal-Hactive。

所述第二行消隐区时间获取单元，配置为通过自学习模块根据系统时钟和视频信号学习第二行消隐区时间Thblank2；

在本实施例中，所述第二行消隐区时间获取单元，具体为，所述自学习模块根据系统时钟sys_clk和视频的场同步信号vsync、第一行同步信号hsync和视频数据有效信号de，在2帧内完成对第二行消隐区时间Thblank2的学习。在具体的应用场景中自学习模块是为防止因pix_clk抖动导致预测的行消隐区时间偏差过大，导致视频传输错误，以自学习模块学习的第二行消隐区时间Thblank2实时修正第一行消隐区时间Thblank1，形成闭环检测，增加系统的鲁棒性。

所述行消隐区时间修正单元，配置为将所述第二行消隐区时间Thblank2对第一行消隐区时间Thblank1进行修正，获得第三行消隐区时间Thblank3，并将所述第三行消隐区时间Thblank3传输至时隙计算模块；所述第二行消隐区时间Thblank2对第一行消隐区时间Thblank1进行修正，其方法为，根据实际调试经验，预设保护阈值Threshold_TH，当第一行消隐区时间Thblank1大于所述保护阈值Threshold_TH时将第二行消隐区时间Thblank2的对应数据替换第一行消隐区时间Thblank1的数据进行修正，当第一行消隐区时间Thblank1小于或等于所述保护阈值Threshold_TH时继续采用第一行消隐区时间Thblank1。即因信号细微抖动导致Thblank2和Thblank1不相同，频繁的调整Thblank3，可能导致视频显示抖动。也就是当Thblank2和Thblank1偏差比较小时，仍然使用第一行消隐区时间Thblank1。

当出现异常时，通常只有hsync、de有效，而pix_clk无效，此时视频是无效的，若仍然采用sys_clk、hsync和de信号计算消隐区时间则会导致视频数据错误，因此通过第二行消隐区时间Thblank2对第一行消隐区时间Thblank1进行修正能够正确、稳定地计算消隐区时间。

所述占用时隙计算单元，配置为时隙计算模块根据第三行消隐区时间Thblank3、当前数据量大小和视频数据的有效时隙Tvideo计算每种数据在当前行消隐区所占用的时隙time_slot，消隐区并传输至对应的数据发送模块；

所述数据发送单元，配置为通过数据发送模块收到有效视频信号后根据所述在当前消隐区所占用的时隙time_slot动态控制发送数据的大小进行数据发送。

在本实施例中，所述数据发送单元，具体为，当数据发送模块确认收到的第二行同步信号hsync有效时发送一个完整的数据帧；所述完整的数据帧包括视频数据的有效时隙Tvideo长度的视频数据和n个第三行时间Thblank3长度的自定义数据，如图6所示。

在本实施例中，所述当数据发送模块确认收到的第二行同步信号hsync有效时发送一个完整的数据帧，具体为，当视频数据的分辨率确定后，视频行时隙Trow、视频有效时隙Tvideo和第三行消隐区时间Thblank3为定值，通过调整每种数据在第三行消隐区时间Thblank3内所占用的时隙来动态调整数据传输速率。

在本实施例中，所述通过调整每种数据在第三行消隐区时间Thblank3内所占用的时隙来动态调整数据传输速率，具体为，视频数据最小分辨率时加大在消隐区发送自定义数据的数据量。视频最小分辨率和最大分辨率的消隐区时间相差很大，如果使用固定时隙，在满足两种极端分辨率时，最大分辨率的消隐区全部用上，最小分辨率时则有一部分消隐区是空闲状态，而动态调整可以避免这种情况，即最小分辨率时可以加大在消隐区发送自定义数据的数据量，充分利用消隐区时间。进一步地，给自定义数据分配权重，且所有自定义数据权重之和为1，假设自定义数据n的权重为An，则A1+A2+A3+……+An=1。自定义数据n所占Thblank3的时间Tn为：

所述权重在de信号下降沿时生效。当分辨率不同时刻通过调整权重进而调整数据发送所占用时间的，充分利用整个行消隐区的时间。本实施例的流程算法如图5所示。

需要说明的是，上述实施例提供的视频消隐区自定义数据的传输系统，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即将本发明实施例中的模块或者步骤再分解或者组合，例如，上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本发明实施例中涉及的模块、步骤的名称，仅仅是为了区分各个模块或者步骤，不视为对本发明的不当限定。

本发明第二实施例的视频消隐区自定义数据的传输方法，包括：

步骤S100，获取视频数据；

步骤S200，将所述视频数据采集到缓存区；

步骤S300，记录缓存区当前的数据量大小；

步骤S400，通过视频信号预测第一行消隐区时间Thblank1；

步骤S500，通过系统时钟和视频信号学习第二行消隐区时间Thblank2；

步骤S600，将所述第二行消隐区时间Thblank2对第一行消隐区时间Thblank1进行修正，获得第三行消隐区时间Thblank3；

步骤S700，根据第三行消隐区时间Thblank3、当前数据量大小和视频数据的有效时隙Tvideo计算每种数据在当前行消隐区所占用的时隙time_slot；

步骤S800，收到有效视频信号后根据所述在当前消隐区所占用的时隙time_slot动态控制发送数据的大小进行数据发送。

在本实施例中，步骤S800具体为：当确认收到的第二行同步信号hsync有效时发送一个完整的数据帧；所述完整的数据帧包括视频数据的有效时隙Tvideo长度的视频数据和n个第三行消隐区时间Thblank3长度的自定义数据

所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的方法的具体工作过程及有关说明，可以参考前述系统实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本发明第三实施例的一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令用于被所述处理器执行以实现上述的视频消隐区自定义数据的传输方法。

本发明第四实施例的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于被所述计算机执行以实现上述的视频消隐区自定义数据的传输方法。

所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的存储装置、处理装置的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

术语“第一”、 “第二”等是用于区别类似的对象，而不是用于描述或表示特定的顺序或先后次序。

术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。