CN213403261U - 一种hdmi视频传输系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种HDMI视频传输系统。外部视频信号源通过第一HDMI连接器将信号输入至HDMI解码芯片，HDMI解码芯片将输入的数据解码为视频数据和音频数据发送至第一中央处理器，第一中央处理器对接收的数据进行处理后输出至第一以太网PHY芯片编码，然后由第一网络连接器输出至接收器。接收器中的第二网络连接器收到发送器输入的数据后由第二以太网PHY芯片将其解码输出至第二中央处理器，第二中央处理器对接收的数据进行处理，将处理后的视频信号和音频信号由HDMI编码芯片编码为可输出的数据流输出至第二HDMI连接器，从而实现视频信号的传输。本申请结构具有良好的灵活性，能够按需设置一个或多个发送器和接收器。

Description

一种HDMI视频传输系统

技术领域

本申请涉及视频传输技术领域，尤其是涉及一种HDMI视频传输系统。

背景技术

HDMI（High Definition Multimedia Interface，高清多媒体接口）是一种全数字化视频和声音发送接口，可以提供高达4.96Gbps的数据传输带宽，可以传送无压缩的音频信号及高分辨率视频信号。同时无需在信号传送前进行数/模或者模/数转换，可以保证最高质量的影音信号传送。

HDMI矩阵是一种高性能专业数字信号切换设备，用于多个HDMI信号源输入与HDMI显示设备输出交叉切换，任何一路信号的输出自由选择任何一路信号源而不会干扰其它的输出，信号传输衰减降至最低，实现视频图像信号高保真输出。但是，传统的HDMI矩阵模式单一，无法任意扩容，一旦场景中的显示器数量超过HDMI矩阵本身的端口数时，只能使用更多端口的矩阵进行替换。

发明内容

为了便于提高HDMI矩阵进行视频传输的可扩容性，本申请提供了一种HDMI视频传输系统。

本申请提供的一种HDMI视频传输系统，采用如下的技术方案：

一种HDMI视频传输系统，包括：发送器和接收器；

所述发送器包括HDMI解码芯片、第一中央处理器、第一以太网PHY芯片和第一网络连接器；所述HDMI解码芯片的输出端与第一中央处理器连接，第一中央处理器与第一以太网PHY芯片连接，第一以太网PHY芯片与第一网络连接器连接；

所述接收器包括HDMI编码芯片、第二中央处理器、第二以太网PHY芯片和第二网络连接器；所述HDMI编码芯片的输入端与第二中央处理器连接，第二中央处理器与第二以太网PHY芯片连接，第二以太网PHY芯片与第二网络连接器连接；所述第一网络连接器与第二网络连接器之间通信连接。

通过采用上述技术方案，HDMI解码芯片可以将输入的数据流解码为并行视频数据和音频数据并由中央处理器进行处理，中央处理器对接收的数据进行相应处理后输出至以太网PHY芯片编码后由网络连接器输出至接收器。接收器中的网络连接器收到发送器输入的数据后由以太网PHY芯片将其解码输出至中央处理器的相应部分进行处理，视频和音频由HDMI编码芯片编码为可输出的数据流输出至HDMI连接器。本申请结构简单，能够按需增加发送器或接收器。

可选的，所述发送器还包括HDMI连接器，所述HDMI连接器的输入端与外部视频信号源连接，HDMI连接器的输出端与所述HDMI解码芯片的输入端连接。

通过采用上述技术方案，HDMI连接器与外部视频信号源和HDMI解码芯片连接，通过HDMI连接器可以将视频信号源中的无压缩的视频信号和音频信号输入至HDMI解码芯片。

可选的，所述接收器还包括HDMI连接器，所述HDMI连接器的输入端与所述HDMI编码芯片的输出端连接，HDMI连接器的输出端与外部设备连接。

通过采用上述技术方案，HDMI连接器与外部设备和HDMI编码芯片连接，通过HDMI连接器可以将HDMI编码芯片编码后的串行数据流输出至外部设备。

可选的，所述第一中央处理器包括视频编码模块、第一GPIO接口和第一MAC芯片；所述视频编码模块的输入端和第一GPIO接口的输入端均与所述HDMI解码芯片的输出端连接，视频编码模块的输出端和第一GPIO接口的输出端均与第一MAC芯片的输入端连接，第一MAC芯片与所述第一以太网HPY芯片连接。

通过采用上述技术方案，由于HDMI解码芯片将视频信号源解码为视频信号和音频信号，由视频编码模块处理视频信号，由第一GPIO接口处理音频信号，然后由第一MAC芯片将处理后的视频信号和音频信号封装为网络数据帧传输给第一以太网PHY芯片。

可选的，所述第二中央处理器包括视频解码模块、第二GPIO接口和第二MAC芯片；所述第二MAC芯片与所述第二以太网HPY芯片连接，所述视频解码模块的输入端和第二GPIO接口的输入端均与第二MAC芯片的输出端连接，视频解码模块的输出端和第二GPIO接口的输出端均与所述HDMI编码芯片的输入端连接。

通过采用上述技术方案，第二MAC芯片将接收的数据帧解包为视频信号和音频信号，由视频解码模块处理视频信号，由第二GPIO接口处理音频信号，然后将处理后的视频信号和音频信号传输给HDMI编码芯片。

可选的，所述第一网络连接器包括第一RJ45连接器；所述第二网络连接器包括第二RJ45连接器。

通过采用上述技术方案，第一网络连接器和第二网络连接器均采用RJ45连接器，RJ45连接器具有良好的抗衰减、抗串扰能力，在进行信号传输时安全可靠。

可选的，所述第一RJ45连接器与第二RJ45连接器之间通过网线连接。

通过采用上述技术方案，发送器中的第一RJ45连接器和接收器中的第二RJ45连接器通过网线连接，实现发送器和接收器之间信号的传输。

可选的，所述发送器和接收器的个数为一个或多个。

通过采用上述技术方案，借助于网络的灵活性，可以根据需要增加发送器和接收器，方便实现一对一、一对多、多对多的连接方式。

综上所述，本申请包括以下有益技术效果：

1、本申请借助于网络协议的灵活性，只需组件一个简单的局域网，就可以实现视频数据的高效传输。并且可以按需增加发送器或接收器，便于实现一对一、一对多、多对多的连接方式，这种连接方式可实现多种拼接以及切换模式，且扩容简单。

2、本申请通过RJ45连接器进行数据传输，具有良好的抗衰减、抗串扰能力，在进行信号传输时安全可靠。

附图说明

图1是本申请其中一实施例的HDMI视频传输系统结构示意图。

图2是本申请其中一实施例的HDMI视频传输系统的拓扑结构图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

如图1所示，本申请实施例公开一种HDMI视频传输系统，包括：发送器和接收器。

所述发送器包括第一HDMI连接器、HDMI解码芯片、第一中央处理器、第一以太网PHY芯片和第一网络连接器。所述第一中央处理器包括视频编码模块、第一GPIO接口和第一MAC芯片。HDMI连接器的输入端与外部视频信号源连接，HDMI连接器的输出端与HDMI解码芯片的输入端连接。HDMI解码芯片的输出端与视频编码模块的输入端和第一GPIO接口的输入端连接。视频编码模块的输出端和第一GPIO接口的输出端均与第一MAC芯片的输入端连接。第一MAC芯片与第一以太网HPY芯片连接，第一以太网PHY芯片与第一网络连接器连接。

所述接收器包括第二HDMI连接器、HDMI编码芯片、第二中央处理器、第二以太网PHY芯片和第二网络连接器。所述第二中央处理器包括视频解码模块、第二GPIO接口和第二MAC芯片。第二网络连接器与第二以太网PHY芯片连接，第二以太网PHY芯片与第二MAC芯片连接，第二MAC芯片的输出端分别连接视频解码模块的输入端和第二GPIO接口的输入端，视频解码模块的输出端和第二GPIO接口的输出端均连接至HDMI编码芯片的输入端，HDMI编码芯片的输出端与第二HDMI连接器的输入端连接，第二HDMI连接器的输出端连接至外部设备。

在本实施例中，第一网络连接器可以是第一RJ45连接器；第二网络连接器可以是第二RJ45连接器。RJ是Registered Jack的缩写，意思是“注册的插座”。RJ45连接器由插头和插座组成，这两种元器件组成的连接器连接于导线之间，以实现导线的电气连续性。RJ45连接器具有成本低、无信号衰减、连接方便可靠等特点，因此，本实施例中选用RJ45连接器来实现数据的无衰减可靠传输。

在本实施例中，第一RJ45连接器与第二RJ45连接器之间通过CAT5E网线或CAT6网线连接。具体的，鉴于CAT5E网线和CAT6网线，即超五类网线与六类网线，具有信号传输频率及速率较高等特性，因此，本实施例中，连接第一RJ45连接器与第二RJ45连接器的网线具体可采用CAT5E网线和CAT6网线，以通过CAT5E网线和CAT6网线实现第一RJ45连接器与第二RJ45连接器间的数据高效传输。

在本实施例中，第一MAC芯片和第二MAC芯片采用的均是1GbpsMAC芯片。MAC为媒体访问控制子层协议，位于OSI七层协议中数据链路层的下层，该层协议是以太网MAC由IEEE-802.3以太网标准定义。本实施例中采用的1GbpsMAC芯片具有高速数据处理能力，能够快速将接收到的视频数据和音频数据重新打包封装成网络数据帧，该网络数据帧里包括了目标MAC地址、源MAC地址和接收到的数据里面的协议类型。

在本实施例中，第一以太网PHY芯片和第二以太网PHY芯片采用的均是千兆以太网PHY芯片。PHY即物理层，可以发送和接收来自MAC的数据帧。千兆以太网具有高效、高速、高性能的特点，本实施例中采用千兆以太网PHY芯片对MAC芯片发送的网络数据帧进行传输，能够进行大量数据的传输，有效避免传输大量数据时出现网络卡顿的现象。千兆以太网PHY芯片还能检测到网络上是否有数据在传送，如果有就等待，一旦检测到网络空闲，再等待一个随机时间将数据发送出去，如果发现数据冲突，会等待一个随机时间重新发送数据。

工作原理：

外部视频信号源通过第一HDMI连接器将信号输入至HDMI解码芯片，HDMI解码芯片将接收到的HDMI TMDS串行数据流解码为RGB/YUV并行视频数据和IIS音频数据。将视频数据和音频数据分开进行处理，将RGB/YUV并行视频数据发送至视频编码模块进行视频编码，将IIS音频数据发送至第一GPIO接口，将处理后的视频信号和音频信号传输至第一MAC芯片中进行封装，封装为网络数据帧，然后将该网络数据帧传输至第一以太网PHY芯片进行编码。第一以太网PHY芯片收到第一MAC芯片发送过来的网络数据帧，然后把网络数据帧转化为串行数据流，再按照物理层的编码规则把数据编码，再变为模拟信号由第一RJ45连接器输出至接收器。

接收器中的第二RJ45连接器通过CAT5E网线或CAT6网线接收第一RJ45连接器输入的数据后，由第二以太网PHY芯片将模拟信号按照物理层的截面规则进行数据解码，将串行数据转化为并行的网络数据帧，将网络数据帧输出至第二MAC芯片，第二MAC芯片对网络数据帧进行解包后将视频信号传输给视频解码模块处理，将音频信号传输给第二GPIO接口，将处理后的视频信号和音频信号由HDMI编码芯片编码为TMDS串行数据流输出至第二HDMI连接器，由第二HDMI连接器将信号发送给相应的外部设备，从而实现视频信号的传输。

如图2所示，在本实施例中，可以根据实际需求设置一个或多个发送器，设置一个或多个接收器，最多可以设置253个发送器和接收器。当设置多个发送器和多个接收器时，这多个发送器和多个接收器之间可以通过交换机连接进行信号传输。

当设置多个发送器和多个接收器时，通过本申请公开的HDMI视频传输系统，方便实现视频传输的切换模式以及拼接模式。

当用户在外部设备端进行画面切换操作时，通过外部设备（如台式电脑、笔记本电脑、摄像机等设备）会发送相应的切换命令给发送器，发送器对该切换命令进行解析，解析后得到切换目标，切换目标中包含期望切换画面的视频信息，然后将切换目标指令发生给相应设备的接收器，接收器对收到的指令进行处理，得到切换目标画面，从而完成切换操作。

当用户在外部设备端进行视频拼接时，首先在外部设备上设置好待拼接的视频信息，每个接收器已被分配好显示区间。外部设备会发送相应的拼接命令给发送器，发送器对该拼接命令进行解析，解析后得到拼接目标，拼接目标中包含待拼接的视频信息，然后将拼接目标发送给每一个待拼接的接收器，相应地接收器收到网络数据帧后对网络数据帧进行解析，并将相应显示区间部分的视频数据进行处理输出显示。

以上实施例仅用以对本申请的技术方案进行了详细介绍，但以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种HDMI视频传输系统，包括：发送器和接收器；其特征在于，所述发送器包括HDMI解码芯片、第一中央处理器、第一以太网PHY芯片和第一网络连接器；所述HDMI解码芯片的输出端与第一中央处理器连接，第一中央处理器与第一以太网PHY芯片连接，第一以太网PHY芯片与第一网络连接器连接；

所述接收器包括HDMI编码芯片、第二中央处理器、第二以太网PHY芯片和第二网络连接器；所述HDMI编码芯片的输入端与第二中央处理器连接，第二中央处理器与第二以太网PHY芯片连接，第二以太网PHY芯片与第二网络连接器连接；所述第一网络连接器与第二网络连接器之间通信连接。

2.根据权利要求1所述的HDMI视频传输系统，其特征在于，所述发送器还包括HDMI连接器，所述HDMI连接器的输入端与外部视频信号源连接，HDMI连接器的输出端与所述HDMI解码芯片的输入端连接。

3.根据权利要求1所述的HDMI视频传输系统，其特征在于，所述接收器还包括HDMI连接器，所述HDMI连接器的输入端与所述HDMI编码芯片的输出端连接，HDMI连接器的输出端与外部设备连接。

4.根据权利要求1所述的HDMI视频传输系统，其特征在于，所述第一中央处理器包括视频编码模块、第一GPIO接口和第一MAC芯片；所述视频编码模块的输入端和第一GPIO接口的输入端均与所述HDMI解码芯片的输出端连接，视频编码模块的输出端和第一GPIO接口的输出端均与第一MAC芯片的输入端连接，第一MAC芯片与所述第一以太网HPY芯片连接。

5.根据权利要求1所述的HDMI视频传输系统，其特征在于，所述第二中央处理器包括视频解码模块、第二GPIO接口和第二MAC芯片；所述第二MAC芯片与所述第二以太网HPY芯片连接，所述视频解码模块的输入端和第二GPIO接口的输入端均与第二MAC芯片的输出端连接，视频解码模块的输出端和第二GPIO接口的输出端均与所述HDMI编码芯片的输入端连接。

6.根据权利要求1所述的HDMI视频传输系统，其特征在于，所述第一网络连接器包括第一RJ45连接器；所述第二网络连接器包括第二RJ45连接器。

7.根据权利要求6所述的HDMI视频传输系统，其特征在于，所述第一RJ45连接器与第二RJ45连接器之间通过网线连接。

8.根据权利要求1所述的HDMI视频传输系统，其特征在于，所述发送器和接收器的个数为一个或多个。

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