一种音视频采集设备的制作方法

本公开涉及信号采集和传输技术领域，尤其涉及一种音视频采集设备。

背景技术：

目前，现有的音视频采集设备通常是将采集到的音频信号和视频信号分别通过网络传输到设备主机进行存储。然而，受到网络带宽和传输速度的限制，在采集的音频信号量和视频信号量较大时，如果将音频信号和视频信号分别进行传输，则会导致传输速度较低，并且会影响音频质量和视频质量。此外，由于传输速度较低，则音视频采集设备需要较大的存储空间对未传输的音频信号和视频信号进行缓存，从而导致资源浪费。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种音视频采集设备。

本公开提供了一种音视频采集设备，包括：

音频输入接口，用于输入采集的音频信号；

视频输入接口，用于输入采集的视频信号；

信号处理单元，与视频输入接口电连接，用于对视频信号进行处理，得到处理后的视频信号；

信号压缩单元，分别与信号处理单元和音频输入接口电连接，用于将处理后的视频信号，以及音频信号进行压缩编码，得到压缩信号；

信号传输接口，与信号压缩单元电连接，用于将压缩信号输出。

在一些实施例中，处理后的视频信号包括待压缩视频信号和视频环回信号；

信号压缩单元具体用于将待压缩视频信号，以及音频信号进行压缩编码，得到压缩信号。

在一些实施例中，音视频采集设备还包括：

视频信号环回接口，与信号处理单元电连接，用于输出视频环回信号。

在一些实施例中，音视频采集设备还包括：

信号存储单元，与信号处理单元电连接，用于存储音频信号、视频信号，以及处理后的视频信号。

在一些实施例中，音视频采集设备还包括：

配置单元，与信号处理单元电连接，用于对信号处理单元进行配置和调试。

在一些实施例中，音视频采集设备还包括：

电源模块，与信号处理单元电连接，用于对音视频采集设备供电。

在一些实施例中，信号处理单元为fpga芯片；信号压缩单元包括hi3519av100芯片、hi3519v101芯片和h.265高清视频编码器中的至少一种。

在一些实施例中，视频输入接口和视频信号环回接口包括rgbhv接口、vga接口和dvi接口中的至少一种。

在一些实施例中，信号存储单元包括sdram、ddr和flash中的至少一种。

在一些实施例中，配置单元为jtag加载电路，jtag加载电路包括依次电连接的接口电路、总线收发电路和总线开关电路；其中，接口电路为302-2s芯片，总线收发电路为sn74lvc245a芯片，总线开关电路为nc7sz66芯片。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

通过将采集的音频信号和视频信号进行压缩编码后，再进行传输，相比于现有技术中将音频信号和视频信号分别进行传输，有效地减小了待传输的数据量，提高了数据传输速度。此外，由于提高了数据传输速度，因此减小了需要缓存的数据量，从而节省了音视频采集设备的存储空间。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例提供的一种音视频采集设备结构框图；

图2为本公开实施例提供的再一种音视频采集设备结构框图；

图3为本公开实施例提供的jtag加载电路的电路图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

针对现有的音视频采集设备通常是将采集到的音频信号和视频信号分别通过网络传输到设备主机进行存储，由于受到网络带宽和传输速度的限制，在采集的音频信号量和视频信号量较大时，如果将音频信号和视频信号分别进行传输，则会导致传输速度较低，并且会影响音频质量和视频质量。此外，由于传输速度较低，则音视频采集设备需要较大的存储空间对未传输的音频信号和视频信号进行缓存，从而导致资源浪费的问题，本公开实施例提供的音视频采集设备，由于将采集的音频信号和视频信号进行压缩编码后，再进行传输，相比于现有技术中将音频信号和视频信号分别进行传输，有效地减小了待传输的数据量，提高了数据传输速度。此外，由于提高了数据传输速度，因此减小了需要缓存的数据量，从而节省了音视频采集设备的存储空间。

具体的，图1为本公开实施例提供的一种音视频采集设备结构框图，如图1所示，包括：

音频输入接口100，用于输入采集的音频信号；

视频输入接口200，用于输入采集的视频信号；

信号处理单元300，与视频输入接口200电连接，用于对视频信号进行处理，得到处理后的视频信号；

信号压缩单元400，分别与信号处理单元300和音频输入接口100电连接，用于将处理后的视频信号，以及音频信号进行压缩编码，得到压缩信号；

信号传输接口500，与信号压缩单元400电连接，用于将压缩信号输出。

在本公开实施例中，音频设备和视频设备分别通过连接音频输入接口和视频输入接口，将各自的音频信号和视频信号输入音视频采集设备。其中，音频设备可以是音视频采集设备中内置的拾音器，也可以是外部设备，视频设备可以是监控摄像头，也可以是显控台的设备等，本公开实施例不做具体限制。

信号处理单元用于对视频信号进行处理，例如对输入的视频信号进行格式转换和降噪，然后信号压缩单元将处理后的视频信号和音频信号进行压缩编码，从而减小需要传输的数据量，最后通过信号传输接口将压缩信号传输至设备主机进行存储。由于压缩编码处理减小了传输的数据量，因此提高了数据传输速度。信号传输接口可以采用千兆网传输接口，从而进一步提高数据传输速度。

此外，音频输入接口、视频输入接口、信号处理单元、信号压缩单元和信号传输接口被集成在一个采集板卡上，从而减小了音视频采集设备的体积。

需要说明的是，还可以根据实际需求将其它种类的信号进行压缩编码后进行传输，而不限于音频信号和视频信号，本公开实施例不做具体限制。

本公开实施例提供的音视频采集设备，由于将采集的音频信号和视频信号进行压缩编码后，再进行传输，相比于现有技术中将音频信号和视频信号分别进行传输，有效地减小了待传输的数据量，提高了数据传输速度。此外，由于提高了数据传输速度，因此减小了需要缓存的数据量，从而节省了音视频采集设备的存储空间。

在一些实施例中，处理后的视频信号包括待压缩视频信号和视频环回信号；

信号压缩单元400具体用于将待压缩视频信号，以及音频信号进行压缩编码，得到压缩信号。

在本公开实施例中，信号处理单元还可以对视频信号进行信号环回处理，将视频信号分为待压缩视频信号和视频环回信号，然后信号压缩单元将待压缩视频信号和音频信号进行压缩编码，得到压缩信号。

在一些实施例中，在图1所示的音视频采集设备的基础上，如图2所示，音视频采集设备还包括：

视频信号环回接口600，与信号处理单元电连接，用于输出视频环回信号。

在本公开实施例中，采用两种方式对视频信号进行传输，在传输前需要对视频信号进行处理，得到待压缩视频信号和视频环回信号。其中一种传输方式是将待压缩视频信号和音频信号进行压缩编码，再传输到设备主机进行存储；另一种传输方式是将视频环回信号通过视频信号环回接口输出至显控台。

在一些实施例中，在图1所示的音视频采集设备的基础上，如图2所示，音视频采集设备还包括：

信号存储单元700，与信号处理单元300电连接，用于存储音频信号、视频信号，以及处理后的视频信号。

在本公开实施例中，音视频采集设备设置有信号存储单元，用于在网络带宽较小，传输速度较慢时临时存储音频信号、视频信号和处理后的视频信号，防止数据丢失。

在一些实施例中，在图1所示的音视频采集设备的基础上，如图2所示，音视频采集设备还包括：

配置单元800，与信号处理单元300电连接，用于对信号处理单元300进行配置和调试。

在本公开实施例中，音视频采集设备设置有配置单元，配置单元可以对信号处理单元进行参数配置和功能调试，使信号处理单元可以满足不同场景下的使用要求。

在一些实施例中，在图1所示的音视频采集设备的基础上，如图2所示，音视频采集设备还包括：

电源模块900，与信号处理单元300电连接，用于对音视频采集设备供电。

需要说明的是，由于内置拾音器采集的音频信号包含有模拟信号，为了防止电源对信号的干扰，因此若音视频采集设备设置有内置拾音器，则需要采用线性电源对内置拾音器和信号处理单元供电。

在一些实施例中，信号处理单元300为fpga芯片；信号压缩单元400包括hi3519av100芯片、hi3519v101芯片和h.265高清视频编码器中的至少一种。

在本公开实施例中，信号处理单元例如可以选用fpga芯片，fpga芯片可以反复地进行编程，使得可以满足不同场景下的使用要求，因此有效地降低了设计成本，并完成复杂的数据处理和逻辑控制。

信号压缩单元采用视频压缩算法h.264或者h.265对待压缩视频信号进行压缩，例如可以采用hi3519av100芯片、hi3519v101芯片和h.265高清视频编码器。此外，为了避免接口转换，可以选用h.265高清视频编码器，h.265高清数字视频压缩技术具有压缩速度稳定、压缩视频清晰度高、码率较低和传输延时较低等优点。并且h.265高清视频编码器体积小，便于安装，通常情况下其功耗小于5w，因此可有效地节省电能，并提高了设备的安全性。

此外，本公开实施例中的信号压缩单元还支持1920×1080@60hz视频信号输入和千兆网口输出，以满足对高清晰度视频信号的压缩，并提高更高的数据传输速度。

待压缩视频信号被压缩后，以标准的ts网络流形式输出。相比于现有的采用硬编码的压缩方式导致音视频采集设备系统工作不稳定，本公开实施例提供的音视频采集设备系统稳定，可广泛应用于各种需要对高清视频信号及高分辨率高帧率进行采集、并基于ip网络传送的场合。此外，本公开实施例提供的音视频采集设备由于具有较强的扩展性，因此可满足不同行业的需求，例如编码压缩的低延时性可以使本公开实施例提供的音视频采集设备用于视频直播。

在一些实施例中，视频输入接口200和视频信号环回接口600包括rgbhv接口、vga接口和dvi接口中的至少一种。

本公开实施例提供的音视频采集设备设置有多种视频输入接口和视频信号环回接口，具有较好的通用性，可满足不同类型的视频采集设备接入。

具体的，rgbhv接口和vga接口可选用现有的y11系列圆形密封电连接器，该系列的电连接器具有连接速度快、分离速度快、体积小和重量轻等优点。电连接器的连接方式例如可采用内卡口式锁紧方式，电连接器的接触件端接为焊接式。此外，电连接器的壳体有屏蔽式和非屏蔽式，可根据实际需求进行选择。

dvi接口可选用现有的ymg型差分电连接器，ymg型差分电连接器可用于传输dvi高清数字视频信号的转接板和显示屏接口。此外，ymg型差分电连接器具有差分数字传输速度高、功耗低、误码率低、辐射低、串扰小、五键定位识别、接触电阻小、插拔柔和、耐腐蚀、耐湿热、抗振动冲击、抗电磁干扰屏蔽和可靠性高等特点，因此适用于千兆网和高清图像的数据传输。

此外，由于音频信号通常为低频模拟信号，因此音频输入接口可选用现有的y11系列圆形密封电连接器即可满足大部分场景下的采集需求。

需要说明的是，视频输入接口、视频信号环回接口和音频输入接口还可根据实际需求采用其它类型的接口，本公开实施例不做具体限制。

在一些实施例中，信号存储单元700包括sdram、ddr和flash中的至少一种。

本公开实施例中的信号存储单元可采用现有的sdram、ddr和flash(例如nandflash和norflash)存储单元。在不同的场景下，可分别选用其中的一种。

具体的，flash的存储能力稳定，在设备电量较低的情况下，存储的数据不易丢失，然而使用成本flash比sdram和ddr高，因此在通常的应用场景下，优先采用sdram和ddr。

sdram的特点是在每个时钟的上升沿读取数据，数据预读取宽度为1bit；而ddr采用了dll(delaylockedloop)技术，这样使其能在时钟的上升沿和下降沿都可以读取数据，数据预读取宽度为2bit，因此在不提高时钟的情况下，ddr的读写速度比sdram提高了一倍。

此外，相比于ddr，ddr2功耗降低，数据预读取宽度增加到4bit，因此数据读写速度比ddr又提高了一倍。同理ddr3的数据读写速度比ddr2速度也提高了一倍，并且功耗继续降低。

因此，在实际设计信号存储单元时，可综合考虑存储稳定性、设计成本、数据读写速度和可扩展性选用上述信号存储单元中的一种或者几种的组合，本公开实施例不做具体限制。

在一些实施例中，如图3所示，配置单元800为jtag加载电路，jtag加载电路包括依次电连接的接口电路、总线收发电路和总线开关电路；其中，接口电路为302-2s芯片，总线收发电路为sn74lvc245a芯片，总线开关电路为nc7sz66芯片。

具体的，当信号处理单元选用fpga芯片时，由于fpga芯片的程序加载具有主动加载、被动加载和jtag加载三种方式，因此可根据实际需求选用相应的加载方式。

作为一个较佳的实施例，由于jtag加载在三种加载方式中最简便，因此在通常的应用场景下可选用jtag加载电路对fpga芯片进行配置和调试。其中，总线收发电路可采用八进制总线收发器sn74lvc245a芯片来完成比特流的烧写，并由总线开关电路来控制总线的传输方向，例如可采用单spst总线开关nc7sz66芯片。其具体的电路连接方式如图3所示。

需要说明的是，接口电路、总线收发电路和总线开关电路还可根据实际需求选用其它芯片，本公开实施例不做具体限制。

在一些实施例中，为了防止音视频采集设备在工作时过热，导致故障，可在音视频采集设备中设置散热模块对音视频采集设备进行降温。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意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、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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