专用高速交换芯片、视频处理方法及可读存储介质与流程

本发明涉及视频处理，尤其涉及一种专用高速交换芯片、视频处理方法及可读存储介质。

背景技术：

1、当前，随着与视频相关的各类技术和设备的不断发展，需要实现多路视频拼接显示的应用场景越来越多，例如，城市道路交通监控、商场广告屏等。

2、相关技术中，通常可以利用以用于进行视频数据交换的专用高速交换芯片实现各类应用场景中的多路视频拼接显示。现有的视频处理设备，视频业务背板侧的互联切换通过crosspoint芯片实现，crosspoint的每个输入端口接一路输入视频，每个输出端口接一路输出视频，通过配置芯片内部的输入到输出的连接关系，实现视频业务的切换连接和复制输出的等功能。crosspoint的每一路输入输出端口只能传输一路视频业务，这就导致专用高速交换芯片的最大规模受限于芯片的接口数量。也就是说，由于现有的屏幕拼接控制系统的可扩展性较差，导致目前的视频拼接规模无法满足用户的需求。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种专用高速交换芯片、视频处理方法及可读存储介质，旨在解决现有的屏幕拼接控制系统的可扩展性差的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种专用高速交换芯片，所述专用高速交换芯片包括微控制模块、队列存储转发模块和接口协议编程模块，所述队列存储转发模块分别与所述微控制模块和所述接口协议编程模块连接；

3、所述微控制模块，用于根据预先设置的屏幕拼接场景信息，生成所述屏幕拼接场景信息对应的虚拟链路信息，将所述虚拟链路信息发送至所述队列存储转发模块，其中，所述虚拟链路信息包括各路视频数据的视频源地址，以及各所述视频源地址对应配置的虚拟直通链路，所述虚拟直通链路包括视频源地址与路由目的地址之间的路由映射关系；

4、所述队列存储转发模块，用于根据所述视频源地址获取视频数据，并基于所述虚拟直通链路，通过自定义配置的接口通信协议将获取的视频数据转发至所述视频源地址对应的目的物理端口，以通过所述目的物理端口将视频数据输入至显示墙中的目标子屏进行显示，其中，所述目的物理端口为所述路由目的地址关联的物理端口，所述目标子屏为所述目的物理端口对应连接的子屏；

5、所述接口协议编程模块，用于获取输入的协议编程信息，根据所述协议编程信息，对所述队列存储转发模块支持的接口通信协议进行自定义配置。

6、可选地，所述专用高速交换芯片还包括相互连接的状态寄存模块和链路回环检测模块；

7、所述链路回环检测模块，用于检测各个虚拟直通链路的通信状态，若存在至少一个虚拟直通链路的通信状态为通信异常，则将所述状态寄存模块中的状态标识信息设置为失能状态标识；若所有虚拟直通链路的通信状态为通信正常，则将所述状态寄存模块中的状态标识信息设置为使能状态标识；

8、所述队列存储转发模块，还用于在根据所述视频源地址获取视频数据之后，读取所述状态寄存模块中的状态标识信息，若读取的状态标识信息为使能状态标识，则执行：所述基于所述虚拟直通链路，通过自定义配置的接口通信协议将获取的视频数据转发至所述视频源地址对应的目的物理端口的步骤。

9、可选地，所述专用高速交换芯片还包括拼接场景编程模块，所述拼接场景编程模块与所述微控制模块通信连接，所述拼接场景编程模块用于对所述屏幕拼接场景信息进行自定义配置。

10、可选地，所述微控制模块还用于根据预先设置的屏幕拼接场景信息，生成各所述虚拟直通链路对应的理论带宽信息，并根据所述理论带宽信息，对各所述虚拟直通链路进行传输带宽的分配；

11、基于当前时钟周期获取各所述虚拟直通链路对应的传输带宽的当前使用负载，确定当前时钟周期内是否存在当前使用负载大于第一预设比率阈值的虚拟直通链路，若存在，则基于当前时钟周期将当前使用负载大于第一预设比率阈值的虚拟直通链路进行部分视频数据的缓存，其中，所述缓存的部分视频数据为超出所述传输带宽的视频数据。

12、可选地，所述微控制模块还用于确定当前时钟周期内是否存在当前使用负载小于第二预设比率阈值的虚拟直通链路，若存在，则基于当前时钟周期将当前使用负载小于第二预设比率阈值的虚拟直通链路所缓存的视频数据进行转发，其中，所述第二预设比率阈值小于所述第一预设比率阈值。

13、可选地，所述微控制模块还用于获取各虚拟直通链路在滑动时间窗内需求转发的视频数据，其中，所述滑动时间窗包括当前时钟周期，以及当前时钟周期之后的预设数量个连续的时钟周期；

14、根据所述滑动时间窗内各时钟周期需求转发的视频数据，确定所述滑动时间窗对应的流量波动信息；

15、在确定所述流量波动信息大于预设波动阈值时，对所述队列存储转发模块在所述滑动时间窗内各时钟周期需求转发的视频数据进行平滑处理，并通过所述队列存储转发模块将平滑处理后的视频数据进行转发。

16、可选地，所述微控制模块还用于检测各所述虚拟直通链路是否存在网络拥塞，若存在，则向所述队列存储转发模块发送传输调整指令；

17、所述队列存储转发模块还用于按照所述传输调整指令所指示的调整参数，降低从所述视频源地址获取视频数据的获取速率。

18、为实现上述目的，本发明还提供一种视频处理方法，所述方法包括：

19、根据预先设置的屏幕拼接场景信息，生成所述屏幕拼接场景信息对应的虚拟链路信息，其中，所述虚拟链路信息包括各路视频数据的视频源地址，以及各所述视频源地址对应配置的虚拟直通链路，所述虚拟直通链路包括视频源地址与路由目的地址之间的路由映射关系；

20、获取输入的协议编程信息，根据所述协议编程信息，对当前支持的接口通信协议进行自定义配置；

21、根据所述视频源地址获取视频数据，并基于所述虚拟直通链路，通过自定义配置的接口通信协议将获取的视频数据转发至所述视频源地址对应的目的物理端口，以通过所述目的物理端口将视频数据输入至显示墙中的目标子屏进行显示，其中，所述目的物理端口为所述路由目的地址关联的物理端口，所述目标子屏为所述目的物理端口对应连接的子屏。

22、可选地，在所述根据所述视频源地址获取视频数据的步骤之后，所述方法还包括：

23、检测各个虚拟直通链路的通信状态，若存在至少一个虚拟直通链路的通信状态为通信异常，则将当前存储的状态标识信息设置为失能状态标识；若所有虚拟直通链路的通信状态为通信正常，则将当前存储的状态标识信息设置为使能状态标识；

24、读取当前存储的状态标识信息，若读取的状态标识信息为使能状态标识，则执行：所述基于所述虚拟直通链路，通过自定义配置的接口通信协议将获取的视频数据转发至所述视频源地址对应的目的物理端口的步骤。

25、此外，为实现上述目的，本发明还提出一种可读存储介质，所述可读存储介质为计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有视频处理程序，所述视频处理程序被处理器执行时实现如上所述的视频处理方法的步骤。

26、本技术实施例的技术方案是通过将专用高速交换芯片设置包括微控制模块、队列存储转发模块和接口协议编程模块，所述队列存储转发模块分别与所述微控制模块和所述接口协议编程模块连接，其中，所述微控制模块用于根据预先设置的屏幕拼接场景信息，生成所述屏幕拼接场景信息对应的虚拟链路信息，将所述虚拟链路信息发送至所述队列存储转发模块，其中，所述虚拟链路信息包括各路视频数据的视频源地址，以及各所述视频源地址对应配置的虚拟直通链路，所述虚拟直通链路包括视频源地址与路由目的地址之间的路由映射关系。所述队列存储转发模块用于根据所述视频源地址获取视频数据，并基于所述虚拟直通链路，通过自定义配置的接口通信协议将获取的视频数据转发至所述视频源地址对应的目的物理端口，以通过所述目的物理端口将视频数据输入至显示墙中的目标子屏进行显示。所述接口协议编程模块用于获取输入的协议编程信息，根据所述协议编程信息，对所述队列存储转发模块支持的接口通信协议进行自定义配置。

27、也即，本实施例通过在视频拼接交换技术上，采用包虚拟线路交换的传输方式，对于同一接口输入的视频，既可以按照场景需求，将视频分块，不同块按包的目的地址去往不同的视频输出接口，又可以支持“独占式”的链路交换。既避免了crosspoint芯片线路交换带宽占用率高，接口冗余多的问题，又能满足视频从单点到多点的灵活性，由于本实施例的交换核心是根据屏幕拼接场景信息构建了一个从输入到输出、基于包传输的虚拟链路交换方式，从输入到输出构建了一条直通的“高速通路”（即虚拟直通链路，该虚拟直通链路既支持包交换、路由功能，又能支持满足视频业务等传输需求的链路交换），使得输入端口的全部数据包经由交换网络虚拟出的直通链路，使得本实施例能够满足不同屏幕拼接场景的视频拼接显示需求，将视音频数据发送到显示墙进行不同拼接方式的显示，以由专用高速交换芯片将接收的视频数据从视频源地址转发至路由目的地址，进而输出至该路由目的地址对应端口连接的子屏进行拼接显示，从而可以大大提升分布式拼接显示系统处理的灵活性和扩展性，扩大了传统设备端口数量，屏幕拼接场景的规模不受制于芯片的物理接口数量的限制，能够实现大规模多路视频互联切换，解决现有的屏幕拼接控制系统的可扩展性差的技术问题。