CN116132615B - 一种超高清8K HDMI2.1到4x12G-SDI的转换方法及装置 - Google Patents
一种超高清8K HDMI2.1到4x12G-SDI的转换方法及装置 Download PDFInfo
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Abstract
本申请涉及一种超高清8K HDMI2.1到4x12G‑SDI的转换方法及装置，属于广播电视技术领域，所述转换方法包括：接收8K HDMI2.1音视频信号；将8K HDMI2.1音视频信号中的8K图像数据根据预设色域和预设色度采样率进行格式转换；将数据格式转换后的8K图像数据进行视频帧缓存；读取缓存后的8K图像数据并转换为16路2K子图像数据；提取8K HDMI2.1音视频信号中的HDMI音频数据，并将HDMI音频数据进行音频重采并同步到SDI音频时钟；将时钟同步后的音频数据嵌入至16路2K子图像数据中的第一路2K子图像数据中；将嵌入音频数据后的音视频信号通过4组12G‑SDI接口输出。本申请能够将超高清8K HDMI2.1信号转换为4x12G‑SDI信号。
Description
技术领域
本申请涉及广播电视技术领域，尤其是涉及一种超高清8K HDMI2.1到4x12G-SDI的转换方法及装置。
背景技术
随着近两年8K超高清视频标准AVS3和H.266的定稿和发布，8K超高清视频也将迎来快速发展，超高清产业链不断完善和发展壮大，市场规模和应用也将快速增长。各大视频接口协会也推出了新的技术标准，支持8K超清视频的接口也应运而生，HDMI协会推出了支持8K的HDMI2.1接口标准，SMPTE协会也在SMPTE2082-11/12标准里定义了8K SDI的接口标准。
目前，由于SDI和HDMI应用领域不同，通常需要用转换器对不同接口进行转换，但常见的HDMI和SDI转换器最高支持4K视频转换，在进行8K接口转换时则需要使用多台4K视频转换设备才能完成。
在实际应用过程中，由于8K技术标准较新，8K接口需要更高的数据带宽，HDMI2.1在8K分辨率下常常需要32-48Gbps的带宽，8K SDI则需要四组12G-SDI来传输，接口转换也需要更高的技术要求，但目前并没有能够完成8K HDMI2.1到4x12G-SDI的转换器，因此，如何完成超高清8K HDMI2.1到4x12G-SDI的信号转换成为了目前亟待解决的问题。
发明内容
为了便于将超高清8K HDMI2.1信号转换为4x12G-SDI信号，本申请提供了一种超高清8K HDMI2.1到4x12G-SDI的转换方法及装置。
第一方面，本申请提供一种超高清8K HDMI2.1到4x12G-SDI的转换方法，采用如下的技术方案：
一种超高清8K HDMI2.1到4x12G-SDI的转换方法，所述转换方法包括：
接收8K HDMI2.1音视频信号；
将所述8K HDMI2.1音视频信号中的8K图像数据根据预设色域和预设色度采样率进行格式转换；
将数据格式转换后的所述8K图像数据进行视频帧缓存；
读取缓存后的8K图像数据并转换为16路2K子图像数据；
提取所述8K HDMI2.1音视频信号中的HDMI音频数据，并将所述HDMI音频数据进行音频重采并同步到SDI音频时钟；
将时钟同步后的音频数据嵌入至所述16路2K子图像数据中的第一路2K子图像数据中；
将嵌入音频数据后的音视频信号通过4组12G-SDI接口输出。
通过采用上述技术方案，将8K HDMI2.1音视频信号中的8K图像数据进行色域转换和色度重采处理变为SDI要求的数据格式并存入缓存，再将缓存后的8K图像数据转换为16路2K子图像数据，根据接收的8K HDMI2.1音视频信号提取HDMI音频数据，并进行音频重采和时钟同步处理，通过将处理后的音频数据嵌入至16路2K子图像数据中的第一路2K子图像数据，再将得到的16路子视频信号分为4路并通过4组12G-SDI接口分别输出，即可完成8KHDMI2.1到4x12G-SDI的转换输出。
可选的，所述预设色域为YCbCr，所述预设色度采样率为4:2:2；
将所述8K HDMI2.1音视频信号中的8K图像数据根据预设色域和预设色度采样率进行格式转换的步骤包括：
判断所述8K图像数据的色域格式是否为RGB，若是，则将所述8K图像数据进行色域转换为YCbCr4:4:4，再进行色度重采转换为YCbCr4:2:2；
若否，则判断所述8K图像数据的数据格式是否为YCbCr4:2:0或YCbCr4:4:4；若为YCbCr4:2:0，则进行色度重采转换为YCbCr4:2:2；若为YCbCr4:4:4，则进行色度重采转换为YCbCr4:2:2。
通过采用上述技术方案，在根据YCbCr4:2:2格式标准进行格式转换时，仅需配置三个功能模块即可对应实现，分别为RGB到YCbCr的色域转换功能、YCbCr4:2:0转换为YCbCr4:2:2的升采功能，以及YCbCr4:4:4转换至YCbCr4:2:2的降采功能，从而使得接口统一，方便模块化。
可选的，将数据格式转换后的所述8K图像数据进行视频帧缓存的步骤包括：
将所述8K图像数据的输入帧率按照预设输出帧率进行同步转换，并按照预设时钟进行时钟同步。
通过采用上述技术方案，按照预设输出帧率，对当前输入帧进行重复或丢弃，即可完成输入输出帧率的同步转换，从而实现帧率的适配。
可选的，读取缓存后的8K图像数据并转换为16路2K子图像数据的步骤包括：
将所述缓存后的8K图像数据按照SQD方式分割为4路4K图像数据；
将4路中的每路4K图像数据均按照2SI方式分割为4路2K子图像数据，得到16路2K子图像数据。
通过采用上述技术方案，将8K图像先按照SQD方式分割为4份四分之一的4K图像，每份4K图像再按照2SI方式分割为4份2K子图像，从而即可得到16份2K子图像，这种8K图像切割方式所得到的图像数据可利用Blackmagic的8K SDI-HDMI转换器进行转换，再通过4个HDMI接口与夏普8K电视连接进行输出显示，从而便于满足8K电视的四分割画面显示需求。
可选的，读取缓存后的8K图像数据并转换为16路2K子图像数据的步骤包括：
将所述缓存后的8K图像数据按照SQD方式分割为4路4K图像数据；
将4路中的每路4K图像数据均按照SQD方式分割为4路2K子图像数据，得到16路2K子图像数据。
通过采用上述技术方案，将8K图像可通过SQD方式等分为4份四分之一的4K图像，每份再等分为4份十六分之一的2K子图像，从而即可得到16个十六分之一的2K子图像，该8K图像分割方式可用于满足LED拼接屏数量为16个时的多画面显示需求。
可选的，读取缓存后的8K图像数据并转换为16路2K子图像的步骤还包括：
将8K图像数据按照2SI方式分割为4路4K图像；
将每路4K图像按照2SI方式分割为4路2K子图像，得到16路2K子图像。
通过采用上述技术方案，将8K图像按照2SI方式分割为4份4K图像，再将每份4K图像按照2SI方式分割为4份2K子图像，即可得到16份图像相似的2K子图像，该8K图像分割方式所得到的图像数据可利用Blackmagic的8K SDI-HDMI转换器转换为其他格式信号进行输出，从而便于满足8K图像数据的传输需求。
第二方面，本申请提供一种超高清8K HDMI2.1到4x12G-SDI的转换装置，采用如下的技术方案：
一种超高清8K HDMI2.1到4x12G-SDI的转换装置，所述转换装置包括：
HDMI输入模块，用于接收8K HDMI2.1音视频信号；
图像格式转换模块，用于将所述8K HDMI2.1音视频信号中的8K图像数据根据预设色域和预设色度采样率进行格式转换；
视频帧缓存模块，用于将数据格式转换后的所述8K图像数据进行视频帧缓存；
图像数据转换模块，用于读取缓存的图像数据并转换为16路2K子图像；
HDMI音频解嵌模块，用于提取所述8K HDMI2.1音视频信号中的HDMI音频数据；
音频重采模块，用于将所述HDMI音频数据进行音频重采并同步到SDI音频时钟；
音频加嵌模块，用于将时钟同步后的音频数据嵌入至所述16路2K子图像数据中的第一路2K子图像数据中；
SDI输出模块，用于将嵌入音频数据后的音视频信号通过4组12G-SDI接口输出。
通过采用上述技术方案，将8K HDMI2.1音视频信号中的8K图像数据进行色域转换和色度重采处理变为SDI要求的数据格式并存入缓存，再将缓存后的8K图像数据转换为16路2K子图像数据，根据接收的8K HDMI2.1音视频信号提取HDMI音频数据，并进行音频重采和时钟同步处理，通过将处理后的音频数据嵌入至16路2K子图像数据中的第一路2K子图像数据，再将得到的16路子视频信号分为4路并通过4组12G-SDI接口分别输出，即可完成8KHDMI2.1到4x12G-SDI的转换输出。
可选的，所述图像格式转换模块包括：
判断单元，用于判断所述8K图像数据的色域格式是否为RGB，并输出第一判断结果；
判断单元，还用于判断所述8K图像数据的数据格式是否为YCbCr4:2:0或YCbCr4:4:4，并输出第二判断结果；
色域转换单元，用于将色域格式为RGB的8K图像数据转换为YCbCr4:4:4格式；
升采单元，用于将数据格式为YCbCr4:2:0的8K图像数据转换为YCbCr4:2:2；
降采单元，用于将数据格式为YCbCr4:4:4的8K图像数据转换为YCbCr4:2:2。
通过采用上述技术方案，在根据YCbCr4:2:2格式标准进行格式转换时，仅需配置三个功能模块即可对应实现，分别为RGB到YCbCr的色域转换功能、YCbCr4:2:0转换为YCbCr4:2:2的升采功能，以及YCbCr4:4:4转换至YCbCr4:2:2的降采功能，从而使得接口统一，方便模块化。
可选的，所述图像数据转换模块包括：
SQD分割单元，用于对图像数据按照SQD方式进行图像分割；
2SI分割单元，用于对图像数据按照2SI方式进行图像分割；
控制处理单元，用于控制所述SQD分割单元和2SI分割单元的切换。
通过采用上述技术方案，在需要将8K图像数据并转换为16路2K子图像数据时，可根据实际需求通过控制处理单元控制SQD分割单元和2SI分割单元的切换使用，进而便于满足不同的用户实际需求，提高了转换装置的适应性。
第三方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，采用如下的技术方案：
一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行如第一方面中任一种方法的计算机程序。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：将8K HDMI2.1音视频信号中的8K图像数据进行色域转换和色度重采处理变为SDI要求的数据格式并存入缓存，再将缓存后的8K图像数据转换为16路2K子图像数据，根据接收的8K HDMI2.1音视频信号提取HDMI音频数据，并进行音频重采和时钟同步处理，通过将处理后的音频数据嵌入至16路2K子图像数据中的第一路2K子图像数据，再将得到的16路子视频信号分为4路并通过4组12G-SDI接口分别输出，即可完成8K HDMI2.1到4x12G-SDI的转换输出。
附图说明
图1是本申请其中一个实施例的转换方法的流程示意图。
图2是本申请其中一个实施例的转换方法的流程示意图。
图3是本申请其中一个实施例的转换装置的结构框图。
图4是本申请其中一个实施例的转换装置的结构框图。
图5是本申请其中一个实施例的转换装置的结构框图。
附图标记说明：101、HDMI输入模块；102、图像格式转换模块；1021、判断单元；1022、色域转换单元；1023、升采单元；1024、降采单元；103、视频帧缓存模块；104、图像数据转换模块；1041、控制处理单元；1042、SQD分割单元；1043、2SI分割单元；105、HDMI音频解嵌模块；106、音频重采模块；107、音频加嵌模块；108、SDI输出模块。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1-5及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请实施例公开一种超高清8K HDMI2.1到4x12G-SDI的转换方法。
参照图1，一种超高清8K HDMI2.1到4x12G-SDI的转换方法，转换方法包括：
步骤S101，接收8K HDMI2.1音视频信号；
步骤S102，将8K HDMI2.1音视频信号中的8K图像数据根据预设色域和预设色度采样率进行格式转换；
步骤S103，将数据格式转换后的8K图像数据进行视频帧缓存；
步骤S104，读取缓存后的8K图像数据并转换为16路2K子图像数据；
步骤S105，提取8K HDMI2.1音视频信号中的HDMI音频数据；
步骤S106，将HDMI音频数据进行音频重采并同步到SDI音频时钟；
其中，上述的音频重采是指将音频数据重采至预设采样率，同步到SDI音频时钟是指将参考时钟设置为SDI音频时钟；
步骤S107，将时钟同步后的音频数据嵌入至16路2K子图像数据中的第一路2K子图像数据中；
其中，在将音频数据嵌入后，即得到16路子视频信号；
步骤S108，将嵌入音频数据后的音视频信号通过4组12G-SDI接口输出；
其中，在进行信号输出时，16路子视频信号中的每4路子视频会合成1路信号并通过12G-SDI接口输出，即16路子视频信号会分为4路并通过4组12G-SDI接口分别输出。
上述实施方式中，将8K HDMI2.1音视频信号中的8K图像数据进行色域转换和色度重采处理变为SDI要求的数据格式并存入缓存，再将缓存后的8K图像数据转换为16路2K子图像数据，根据接收的8K HDMI2.1音视频信号提取HDMI音频数据，并进行音频重采和时钟同步处理，通过将处理后的音频数据嵌入至16路2K子图像数据中的第一路2K子图像数据，再将得到的16路子视频信号分为4路并通过4组12G-SDI接口分别输出，即可完成8KHDMI2.1到4x12G-SDI的转换输出。
需要说明的是，步骤S102-步骤S104是对图像数据进行处理的步骤，步骤S105-步骤S106是对音频数据进行处理的步骤，在实际转换过程中，图像数据和音频数据可同时进行处理，即步骤S102-步骤S104与步骤S105-步骤S106可以为同步执行，在音频数据和图像数据均处理完成后，再将音频数据嵌入即可。
参照图2，作为步骤S102的一种实施方式，预设色域为YCbCr，预设色度采样率为4:2:2；将8K HDMI2.1音视频信号中的8K图像数据根据预设色域和预设色度采样率进行格式转换的步骤包括：
步骤S1021，判断8K图像数据的色域格式是否为RGB；若是，则跳转至步骤S1022；若否，则跳转至步骤S110；
步骤S1022，将8K图像数据进行色域转换为YCbCr4:4:4；
步骤S1023，将YCbCr4:4:4进行色度重采转换为YCbCr4:2:2；
其中，由于SDI要求YCbCr4:2:2格式，因此预设色域和预设色度采样率即配置为YCbCr4:2:2；
步骤S110，判断8K图像数据的数据格式是否为YCbCr4:2:0；若是，则跳转至步骤S1023；若否，则跳转至步骤S120；
步骤S120，判断8K图像数据的数据格式是否为YCbCr4:4:4；若是，则跳转至步骤S1023。
其中，YCbCr中常见的数据格式有YCbCr4:2:0、YCbCr4:2:2和YCbCr4:4:4，因此可以理解的是，当数据格式不为YCbCr4:2:0或YCbCr4:4:4时，则进入步骤S130：判断是否为YCbCr4:2:2；若是，则无需进行处理，直接结束并传输至下一模块即可。
上述实施方式中，在根据YCbCr4:2:2格式标准进行格式转换时，仅需配置三个功能模块即可对应实现，分别为RGB到YCbCr的色域转换功能、YCbCr4:2:0转换为YCbCr4:2:2的升采功能，以及YCbCr4:4:4转换至YCbCr4:2:2的降采功能，从而使得接口统一，方便模块化。
作为步骤S103的一种实施方式，将数据格式转换后的8K图像数据进行视频帧缓存的步骤包括：
将8K图像数据的输入帧率按照预设输出帧率进行同步转换，并按照预设时钟进行时钟同步。
其中，预先配置预设输出帧率和预设时钟，当输入帧率大于预设视频输出帧率时，则丢弃当前输入帧，当输入帧率小于预设视频输出帧率时，则重复当前输出帧，进而即可实现输入输出视频帧率的同步转换。
上述实施方式中，按照预设输出帧率，对当前输入帧进行重复或丢弃，即可完成输入输出帧率的同步转换，从而实现帧率的适配。
作为步骤S104的其中一种实施方式，读取缓存后的8K图像数据并转换为16路2K子图像数据的步骤包括：
将缓存后的8K图像数据按照SQD方式分割为4路4K图像数据；
将4路中的每路4K图像数据均按照2SI方式分割为4路2K子图像数据，得到16路2K子图像数据。
其中，2SI（2 sample interleave）即二取样交织，采用均匀抽点的方式对原始图像进行分割，进而分割成4个子图像，每个子图像都是缩小版的原始图像，且每个子图像相同位置处的像素点之间的颜色差异较小。
上述实施方式中，将8K图像先按照SQD方式分割为4份四分之一的4K图像，每份4K图像再按照2SI方式分割为4份2K子图像，从而即可得到16份2K子图像，这种8K图像切割方式所得到的图像数据可利用Blackmagic的8K SDI-HDMI转换器进行转换，再通过4个HDMI接口与夏普8K电视连接进行输出显示，从而便于满足8K电视的四分割画面显示需求。
作为步骤S104的又一种实施方式，读取缓存后的8K图像数据并转换为16路2K子图像数据的步骤包括：
将缓存后的8K图像数据按照SQD方式分割为4路4K图像数据；
将4路中的每路4K图像数据均按照SQD方式分割为4路2K子图像数据，得到16路2K子图像数据。
其中，SQD（Square Division）即四等分正方形分割，即对原始图像进行四等分分割，分割后的图像为原始图像的四分之一，因此，将四份分割后的图像进行拼接即可得到原始图像。
上述实施方式中，将8K图像可通过SQD方式等分为4份四分之一的4K图像，每份再等分为4份十六分之一的2K子图像，从而即可得到16个十六分之一的2K子图像，该8K图像分割方式可用于满足LED拼接屏数量为16个时的多画面显示需求。
作为步骤S104的另一种实施方式，读取缓存后的8K图像数据并转换为16路2K子图像的步骤包括：
将8K图像数据按照2SI方式分割为4路4K图像；
将每路4K图像按照2SI方式分割为4路2K子图像，得到16路2K子图像。
上述实施方式中，将8K图像按照2SI方式分割为4份4K图像，再将每份4K图像按照2SI方式分割为4份2K子图像，即可得到16份图像相似的2K子图像，该8K图像分割方式所得到的图像数据可利用Blackmagic的8K SDI-HDMI转换器转换为其他格式信号进行输出，从而便于满足8K图像数据的传输需求。
作为步骤S106的一种实施方式，将HDMI音频数据进行音频重采的步骤包括：
将HDMI音频数据进行音频重采至预设采样率；其中，预设采样率为48KHz。
其中，音频采样率是指录音设备每秒钟甚至更短的时间单位内对声音的采样次数，一般采样率越高所录制的声音越真实越接近原音。
上述实施方案中，由于SDI要求采样率为48KHz，因此在本申请实施例中，预设采样率配置为48KHz，通过进行音频重采至预设采样率，便于满足后级输出设备的音频输出需求。
本申请实施例还公开一种超高清8K HDMI2.1到4x12G-SDI的转换装置。
参照图3，一种超高清8K HDMI2.1到4x12G-SDI的转换装置，转换装置包括：
HDMI输入模块101，用于接收8K HDMI2.1音视频信号；
图像格式转换模块102，用于将8K HDMI2.1音视频信号中的8K图像数据根据预设色域和预设色度采样率进行格式转换；
视频帧缓存模块103，用于将数据格式转换后的8K图像数据进行视频帧缓存；
其中，本申请实施例的8K视频帧缓存模块基于DDR4，数据位宽为64位，工作频率1066MHz，可提供136Gbps带宽。
图像数据转换模块104，用于读取缓存的图像数据并转换为16路2K子图像；
HDMI音频解嵌模块105，用于提取8K HDMI2.1音视频信号中的HDMI音频数据；
音频重采模块106，用于将HDMI音频数据进行音频重采并同步到SDI音频时钟；
音频加嵌模块107，用于将时钟同步后的音频数据嵌入至16路2K子图像数据中的第一路2K子图像数据中；
SDI输出模块108，用于将嵌入音频数据后的音视频信号通过4组12G-SDI接口输出。
其中，SDI输出模块108采用4个12G-Sdi接口，并符合SMPTE ST 2082-12标准。
上述实施方式中，将8K HDMI2.1音视频信号中的8K图像数据进行色域转换和色度重采处理变为SDI要求的数据格式并存入缓存，再将缓存后的8K图像数据转换为16路2K子图像数据，根据接收的8K HDMI2.1音视频信号提取HDMI音频数据，并进行音频重采和时钟同步处理，通过将处理后的音频数据嵌入至16路2K子图像数据中的第一路2K子图像数据，再将得到的16路子视频信号分为4路并通过4组12G-SDI接口分别输出，即可完成8KHDMI2.1到4x12G-SDI的转换输出。
上述的转换装置主要实现了8K HDMI2.1到4x12G-SDI的转换，基于Intel A10系列FPGA平台开发，HDMI2.1和12G-SDI接口使用IP核完成，HDMI支持TMDS和FRL模式，支持的最大HDMI视频格式为8KP60。
参照图4，作为图像格式转换模块102的一种实施方式，图像格式转换模块102包括：
判断单元1021，用于判断8K图像数据的色域格式是否为RGB，并输出第一判断结果；
其中，第一判断结果即包括色域格式为RGB或色域格式不为RGB；
判断单元1021，还用于判断8K图像数据的数据格式是否为YCbCr4:2:0或YCbCr4:4:4，并输出第二判断结果；
其中，第二判断结果即为YCbCr4:2:0或YCbCr4:4:4；
色域转换单元1022，用于将色域格式为RGB的8K图像数据转换为YCbCr4:4:4格式；
升采单元1023，用于将数据格式为YCbCr4:2:0的8K图像数据转换为YCbCr4:2:2；
降采单元1024，用于将数据格式为YCbCr4:4:4的8K图像数据转换为YCbCr4:2:2。
上述实施方式中，在根据YCbCr4:2:2格式标准进行格式转换时，仅需配置三个功能模块即可对应实现，分别为RGB到YCbCr的色域转换功能、YCbCr4:2:0转换为YCbCr4:2:2的升采功能，以及YCbCr4:4:4转换至YCbCr4:2:2的降采功能，从而使得接口统一，方便模块化。
作为视频帧缓存模块103的一种实施方式，视频帧缓存模块103被配置为：将8K图像数据的输入帧率按照预设输出帧率进行同步转换，并按照预设时钟进行时钟同步。
上述实施方式中，按照预设输出帧率，对当前输入帧进行重复或丢弃，即可完成输入输出帧率的同步转换，从而实现帧率的适配。
参照图5，作为图像数据转换模块104的一种实施方式，图像数据转换模块104包括：
SQD分割单元1042，用于对图像数据按照SQD方式进行图像分割；
2SI分割单元1043，用于对图像数据按照2SI方式进行图像分割；
控制处理单元1041，用于控制SQD分割单元1042和2SI分割单元1043的切换。
上述实施方式中，在需要将8K图像数据并转换为16路2K子图像数据时，可根据实际需求通过控制处理单元1041控制SQD分割单元1042和2SI分割单元1043的切换使用，进而便于满足不同的用户实际需求，提高了转换装置的适应性。
作为控制处理单元1041的其中一种实施方式，控制处理单元1041被配置为：控制SQD分割单元1042将缓存后的8K图像数据按照SQD方式分割为4路4K图像数据，控制2SI分割单元1043将4路中的每路4K图像数据均按照2SI方式分割为4路2K子图像数据，得到16路2K子图像数据。
作为控制处理单元1041的其中一种实施方式，控制处理单元1041被配置为：控制SQD分割单元1042将缓存后的8K图像数据按照SQD方式分割为4路4K图像数据，将4路中的每路4K图像数据均按照SQD方式分割为4路2K子图像数据，得到16路2K子图像数据。
作为控制处理单元1041的又一种实施方式，控制处理单元1041被配置为：控制2SI分割单元1043将8K图像数据按照2SI方式分割为4路4K图像，将每路4K图像按照2SI方式分割为4路2K子图像，得到16路2K子图像。
作为转换装置进一步的实施方式，转换装置还包括HDMI输出模块，HDMI输出模块连接于HDMI输入模块101，用于将8K HDMI2.1音视频信号输出；
其中，HDMI输入模块101和HDMI输出模块可采用HDMI2.1收发模块，支持TMDS和FRL模式，支持8K60视频，并通过HDMI环回提供一路HDMI输出。
上述实施方式中，通过设置HDMI输出模块，便于满足本申请的转换装置的8KHDMI2.1音视频信号的输出需求。
本申请的一种超高清8K HDMI2.1到4x12G-SDI的转换装置，实现了超高清8KHDMI2.1到4x12G-SDI的信号转换，不仅成本更低，并且采用FPGA硬件实现，转换效率高，延迟低，同时支持8K SQD和2SI两种模式转换，并且向下兼容4K、2K视频，实际应用简单，后续扩展和升级功能方便。
本申请实施例的转换装置能够实现上述转换方法的任一种方法，且转换装置中各个模块的具体工作过程可参考上述方法实施例中的对应过程。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所提供的方法和装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的；例如，某个模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块可以结合或者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。
本申请实施例还公开一种计算机可读存储介质。
计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行如上述的转换方法中任一种方法的计算机程序。
其中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用；计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
需要说明的是，在上述实施例中，对各个实施例的描述各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
Claims (8)
1.一种超高清8K HDMI2.1到4x12G-SDI的转换方法，其特征在于，所述转换方法包括：
接收8K HDMI2.1音视频信号；
将所述8K HDMI2.1音视频信号中的8K图像数据根据预设色域和预设色度采样率进行格式转换；
将数据格式转换后的所述8K图像数据进行视频帧缓存；
读取缓存后的8K图像数据并转换为16路2K子图像数据；
提取所述8K HDMI2.1音视频信号中的HDMI音频数据，并将所述HDMI音频数据进行音频重采并同步到SDI音频时钟；
将时钟同步后的音频数据嵌入至所述16路2K子图像数据中的第一路2K子图像数据中；
将嵌入音频数据后的音视频信号通过4组12G-SDI接口输出；其中，在进行信号输出时，16路子视频信号中的每4路子视频会合成1路信号并通过12G-SDI接口输出，即16路子视频信号会分为4路并通过4组12G-SDI接口分别输出；所述预设色域为YCbCr，所述预设色度采样率为4:2:2；
将所述8K HDMI2.1音视频信号中的8K图像数据根据预设色域和预设色度采样率进行格式转换的步骤包括：
判断所述8K图像数据的色域格式是否为RGB，若是，则将所述8K图像数据进行色域转换为YCbCr4:4:4，再进行色度重采转换为YCbCr4:2:2；
若否，则判断所述8K图像数据的数据格式是否为YCbCr4:2:0或YCbCr4:4:4；若为YCbCr4:2:0，则进行色度重采转换为YCbCr4:2:2；若为YCbCr4:4:4，则进行色度重采转换为YCbCr4:2:2。
2.根据权利要求1所述的一种超高清8K HDMI2.1到4x12G-SDI的转换方法，其特征在于，将数据格式转换后的所述8K图像数据进行视频帧缓存的步骤包括：
将所述8K图像数据的输入帧率按照预设输出帧率进行同步转换，并按照预设时钟进行时钟同步。
3.根据权利要求1所述的一种超高清8K HDMI2.1到4x12G-SDI的转换方法，其特征在于，读取缓存后的8K图像数据并转换为16路2K子图像数据的步骤包括：
将所述缓存后的8K图像数据按照SQD方式分割为4路4K图像数据；
将4路中的每路4K图像数据均按照2SI方式分割为4路2K子图像数据，得到16路2K子图像数据。
4.根据权利要求1所述的一种超高清8K HDMI2.1到4x12G-SDI的转换方法，其特征在于，读取缓存后的8K图像数据并转换为16路2K子图像数据的步骤包括：
将所述缓存后的8K图像数据按照SQD方式分割为4路4K图像数据；
将4路中的每路4K图像数据均按照SQD方式分割为4路2K子图像数据，得到16路2K子图像数据。
5.根据权利要求1所述的一种超高清8K HDMI2.1到4x12G-SDI的转换方法，其特征在于，读取缓存后的8K图像数据并转换为16路2K子图像的步骤还包括：
将8K图像数据按照2SI方式分割为4路4K图像；
将每路4K图像按照2SI方式分割为4路2K子图像，得到16路2K子图像。
6.一种超高清8K HDMI2.1到4x12G-SDI的转换装置，其特征在于：所述转换装置包括：
HDMI输入模块（101），用于接收8K HDMI2.1音视频信号；
图像格式转换模块（102），用于将所述8K HDMI2.1音视频信号中的8K图像数据根据预设色域和预设色度采样率进行格式转换；
视频帧缓存模块（103），用于将数据格式转换后的所述8K图像数据进行视频帧缓存；
图像数据转换模块（104），用于读取缓存的图像数据并转换为16路2K子图像；
HDMI音频解嵌模块（105），用于提取所述8K HDMI2.1音视频信号中的HDMI音频数据；
音频重采模块（106），用于将所述HDMI音频数据进行音频重采并同步到SDI音频时钟；
音频加嵌模块（107），用于将时钟同步后的音频数据嵌入至所述16路2K子图像数据中的第一路2K子图像数据中；
SDI输出模块（108），用于将嵌入音频数据后的音视频信号通过4组12G-SDI接口输出；其中，在进行信号输出时，16路子视频信号中的每4路子视频会合成1路信号并通过12G-SDI接口输出，即16路子视频信号会分为4路并通过4组12G-SDI接口分别输出；所述图像格式转换模块（102）包括：
判断单元（1021），用于判断所述8K图像数据的色域格式是否为RGB，并输出第一判断结果；
判断单元（1021），还用于判断所述8K图像数据的数据格式是否为YCbCr4:2:0或YCbCr4:4:4，并输出第二判断结果；
色域转换单元（1022），用于将色域格式为RGB的8K图像数据转换为YCbCr4:4:4格式；
升采单元（1023），用于将数据格式为YCbCr4:2:0的8K图像数据转换为YCbCr4:2:2；
降采单元（1024），用于将数据格式为YCbCr4:4:4的8K图像数据转换为YCbCr4:2:2。
7.根据权利要求6所述的一种超高清8K HDMI2.1到4x12G-SDI的转换装置，其特征在于，所述图像数据转换模块（104）包括：
SQD分割单元（1042），用于对图像数据按照SQD方式进行图像分割；
2SI分割单元（1043），用于对图像数据按照2SI方式进行图像分割；
控制处理单元（1041），用于控制所述SQD分割单元（1042）和2SI分割单元（1043）的切换。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于：存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1到5中任一种方法的计算机程序。
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