專利名稱：HDMI以及Display Port圖像信號(hào)分割方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理領(lǐng)域的多畫面處理技術(shù)，主要是一種HDMI以及 Display Port圖像信號(hào)分割方法及其裝置。
技術(shù)背景畫面分割器/視頻分割器已經(jīng)廣泛應(yīng)用在安防監(jiān)控，指揮控制中心，多媒 體教學(xué)，大型展會(huì)等場(chǎng)所，其實(shí)現(xiàn)的主要功能是把多路的信號(hào)經(jīng)過壓縮同時(shí) 在某個(gè)單元顯示，現(xiàn)在的處理技術(shù)僅限于對(duì)VGA或者視頻的信號(hào)進(jìn)行分割 處理。采用VGA或者視頻接口信號(hào)的畫面分割器，由于受到傳輸接口技術(shù) 的限制， 一、采用的信號(hào)傳輸是模擬的，二、由于接口標(biāo)準(zhǔn)的限制， 一般所 能接受/傳輸?shù)氖荲GA和視頻格式的信號(hào)。近年來，隨著顯示技術(shù)的不斷發(fā)展，伴隨著顯示技術(shù)從低分辨率到高分 辨率的發(fā)展，顯示信號(hào)能容也從普通的視頻信號(hào)逐漸轉(zhuǎn)移到高清的信號(hào)格 式，隨著平板顯示器件(LCD/PDP/投影/DLP)價(jià)格的下降和普及，顯示器件 逐漸往高清、1080P等更高的顯示格式發(fā)展，現(xiàn)有技術(shù)不能滿足高清視頻產(chǎn) 品的需要。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種HDMI (高清晰度多媒體接口)以及Display Port (新一代圖像傳輸接口)圖像信號(hào)分割方法及其裝置，通過采用數(shù)字圖 像接口和數(shù)字圖像傳輸總線技術(shù)，解決了現(xiàn)有技術(shù)在圖像處理分割上存在的 問題。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法是這種方法包括圖像處理和控制，其中圖像處理包 括圖像解碼、圖像縮放、圖像疊加、圖像輸出和數(shù)字圖像傳輸，主要步驟如 下將外部輸入信號(hào)經(jīng)相應(yīng)的圖像解碼后再經(jīng)圖像縮放； 將來自數(shù)字圖像傳輸總線的數(shù)字圖像信號(hào)與縮放后的圖像信號(hào)進(jìn)行疊將疊加后的數(shù)字圖像信號(hào)輸出給數(shù)字圖像接口；數(shù)字圖像接口將疊加后的數(shù)字圖像信號(hào)與數(shù)字圖像傳輸總線的數(shù)字圖 像信號(hào)進(jìn)行交換，并輸出標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)給帶有HDM接口的單個(gè)顯示設(shè)備上該方法還包括將外部輸入信號(hào)經(jīng)圖像解碼后再經(jīng)圖像縮放；將來自數(shù)字圖像傳輸總線的數(shù)字圖像信號(hào)與縮放后的圖像信號(hào)進(jìn)行疊加；將疊加后的數(shù)字圖像信號(hào)輸出給數(shù)字圖像接口；數(shù)字圖像接口將疊加后的數(shù)字圖像信號(hào)與數(shù)字圖像傳輸總線的數(shù)字圖 像信號(hào)進(jìn)行交換，并輸出標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)；中央控制程序接收外部計(jì)算機(jī)控制信號(hào)和紅外遙控器信號(hào)并發(fā)送指令， 該指令經(jīng)各個(gè)輸入通道的微控制程序后，完成圖像解碼的信號(hào)切換，并設(shè)定 圖像縮放部分輸出大小，及控制輸入圖像是否疊加顯示，及設(shè)定輸出信號(hào)的 格式。所述微控制程序設(shè)有自己的ID碼，微控制程序接收到的是與自己ID碼 相應(yīng)的通道切換的指令，微控制器切換輸入通道，自動(dòng)識(shí)別輸入信號(hào)的模式; 及圖像解碼進(jìn)行相應(yīng)的解碼工作；及圖像縮放根據(jù)微控制器設(shè)定的值對(duì)圖像解碼的圖像放大縮小到指定的大??；及圖像疊加完成圖像縮放后的圖像與數(shù)字圖像接口輸入的數(shù)字圖像疊加， 同時(shí)輸出疊加后的信號(hào)給數(shù)字圖像接口；及微控制器可以改變圖像縮放過來圖像的透明度，同時(shí)輸出數(shù)字圖像到數(shù) 字圖像傳輸總線，圖像輸出則輸出標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的裝置是這種裝置包括畫面分割器，該分割器包括圖像處 理單元和主板控制單元，其中圖像處理單元又包括圖像解碼、圖像縮放、圖 像疊加、圖像輸出、微控制器，主板控制單元包括數(shù)字圖像傳輸總線、控制 單元和電源接口，其中圖像解碼與圖像縮放連接，圖像縮放與圖像疊加連接， 圖像疊加與圖像輸出、數(shù)字圖像接口連接，數(shù)字圖像接口與數(shù)字圖像傳輸總 線連接，微控制器與控制單元連接，圖像輸出可以連接外部的各種顯示終端， 控制單元連接數(shù)字圖像傳輸總線、電源接口和外部計(jì)算機(jī)。工作過程圖像解碼部分接收外部輸入信號(hào)，解碼后輸出給圖像縮放部 分，圖像疊加部分接收數(shù)字圖像傳輸總線的數(shù)字圖像輸入信號(hào)與圖像縮放后 的輸入圖像疊加，疊加后輸出數(shù)字圖像接口部分，數(shù)字圖像接口部分負(fù)責(zé)與 數(shù)字圖像傳輸總線交換數(shù)字圖像信號(hào)，同時(shí)經(jīng)圖像輸出部分輸出標(biāo)準(zhǔn)視頻信 號(hào)，中央控制部分接收外部計(jì)算機(jī)控制信號(hào)和紅外遙控器信號(hào)，發(fā)送命令 給各個(gè)輸入通道的微控制器，完成圖像解碼部分的信號(hào)切換，設(shè)定圖像縮放 部分輸出大小，控制輸入圖像是否疊加顯示，設(shè)定輸出信號(hào)的格式。該裝置還包括所述圖像處理單元的處理通道有自己的設(shè)備ID。在圖像解碼中外部的HDMI或者DisplayPort信號(hào)通過JP輸入，經(jīng)過 濾波電路、耦合連接圖像解碼；VGA信號(hào)經(jīng)過P1接口輸入，行同步信號(hào)與 場(chǎng)同步信號(hào)直接連接圖像解碼；紅色信號(hào)、綠色信號(hào)、藍(lán)色信號(hào)分別經(jīng)電阻到地，其中綠色信號(hào)進(jìn)入圖像解碼；圖像解碼的輸出到圖像縮放與圖像疊加； 在圖像縮放與圖像疊加中包含有一顆DSP，同時(shí)配有兩顆DDRSDRAM存儲(chǔ)芯片，配合相應(yīng)的軟件，實(shí)現(xiàn)圖像的疊加處理；在微控制器中含有增強(qiáng)型80186，用以協(xié)調(diào)圖像解碼、圖像縮放與圖像疊加、數(shù)字圖像接口、圖像輸出之間相互有序的工作，并接收主板控制信號(hào)；外接一顆FLASH存儲(chǔ)芯片，用以保存圖像處理單元控制器的程序；設(shè) 有仿真器接口；在圖像輸出中包括三路高速、10位輸入的視頻DA轉(zhuǎn)換器、標(biāo)準(zhǔn)的 TTL輸入和互補(bǔ)輸出高阻抗的模擬輸出電流源，或者對(duì)應(yīng)的HDMI、 Display Port編碼輸出；在數(shù)字圖像接口中設(shè)有數(shù)字圖像信號(hào)輸入口、接地引腳、電源引腳、數(shù)字圖像信號(hào)輸出口，輸出疊加完成后的數(shù)字圖像信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)、信號(hào)有 效信號(hào)、行同步信號(hào)、場(chǎng)同步信號(hào)、紅色圖像信號(hào)、綠色圖像信號(hào)、藍(lán)色圖像信號(hào)，接收主板控制信號(hào)；在主板控制單元中包含有電源接口、控制單元、數(shù)字圖像傳輸總線，其中控制單元控制單元中單片機(jī)通過電平轉(zhuǎn)換后直接連接計(jì)算機(jī)串行接口 ，以及經(jīng)USB接口轉(zhuǎn)換的串行接口，接收計(jì)算機(jī)的控制指令；紅外遙控接收 頭的信號(hào)輸入到單片機(jī)的引腳，在單片機(jī)內(nèi)部進(jìn)行解碼；單片機(jī)對(duì)每個(gè)圖像 處理單元的控制通過單片機(jī)的引腳輸出，緩沖放大后分為多路輸出到各圖像 處理單元；在數(shù)字圖像傳輸總線中每個(gè)接口上有設(shè)備ID號(hào)的設(shè)置位，通過電阻 的連接實(shí)現(xiàn)不同的變換；設(shè)有多個(gè)級(jí)聯(lián)的圖像處理單元，其中上一級(jí)的圖像 處理單元的數(shù)字圖像信號(hào)輸出經(jīng)過歐姆排阻連接到下一級(jí)的數(shù)字圖像信號(hào) 輸入口，依次類推級(jí)聯(lián)下去。本發(fā)明具有的有益效果1、能夠處理高清晰的數(shù)字信號(hào)，通過HDMI 接口或者Display Port接口傳輸?shù)倪@種數(shù)字信號(hào)，均可以處理。2、把多個(gè)高 清晰數(shù)字信號(hào)(2個(gè)以及以上)同時(shí)在帶有HDMI或者Display Port接口的單個(gè) 顯示設(shè)備上顯示，最多支持16路的HDMI或者Display Port信號(hào)同時(shí)顯示。 3、帶有HDCP防拷貝技術(shù)。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)原理框圖。圖2是本發(fā)明的圖像處理流程圖。圖3是本發(fā)明的主板控制流程圖。圖4是圖1的圖像解碼電路原理圖。圖5是圖1的圖像縮放和圖像疊加電路原理圖。圖6是圖1的微控制器電路原理圖。圖7是圖1的主板控制電路原理圖。圖8是圖1的電源接口電路原理圖。圖9是圖1的數(shù)字圖像傳輸總線電路原理圖。圖IO是圖1的數(shù)字圖像接口電路原理圖。圖11-12是圖1的圖像輸出電路原理圖。圖中1圖像處理單元、11圖像解碼、12圖像縮放、13圖像疊加、14 圖像輸出、15微控制器、16數(shù)字圖像接口、 2主板控制單元、21數(shù)字圖像 傳輸總線、22主板控制、23電源接口、 Pl通道l、 P2通道2、 PN通道N。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明-畫面分割器硬件構(gòu)成如圖1所示，包括圖像處理單元1和主板控制單元 2。其中圖像處理單元又包括圖像解碼ll、圖像縮放12、圖像疊加13、圖像輸出14、微控制器15。主板控制單元包括數(shù)字圖像傳輸總線21、控制單元 22和電源接口單元23。本發(fā)明所述圖像處理單元1中包括的圖像解碼11可 以連接外部的復(fù)合同步視頻信號(hào)(CVBS)，制式包括PAL、 NTSC、計(jì)算機(jī) 以及其他圖形處理設(shè)備輸出的VGA信號(hào)，以及HDMI， DisplayPort信號(hào)。 圖像解碼11與圖像縮放12連接，圖像縮放12與圖像疊加13連接，圖像疊 加13與圖像輸出14、數(shù)字圖像接口 16連接。數(shù)字圖像接口 16與數(shù)字圖像 傳輸總線21連接，微控制器15控制單元22連接。圖像輸出14可以連接外 部的各種顯示終端(PDP， LCDTV)，控制單元22連接數(shù)字圖像傳輸總線 21、電源接口23和外部計(jì)算機(jī)，電源接口23連接ATX電源。本發(fā)明畫面分割器的一個(gè)圖像處理單元就是一個(gè)完整的系統(tǒng)，每個(gè)處 理通道有自己的設(shè)備ID，相當(dāng)于地址，中央控制單元22通過發(fā)出帶有不同 的ID命令包實(shí)現(xiàn)對(duì)不同的圖像處理單元的控制。微控制器15能接收中央控 制單元22發(fā)出的各種命令包，如輸入通道的切換、輸出分辨率的設(shè)定、圖 像大小設(shè)定、亮度對(duì)比度調(diào)節(jié)……。具體的工作方式，中央控制單元22微 控制器15接收到命令包后，通過命令解析，判斷命令包中ID碼是否與自己 的ID碼相符合，符合就執(zhí)行相應(yīng)的指令，不符合就丟掉該命令包。例如微 控制器15接收到的是與自己ID相應(yīng)的通道切換的命令包，微控制器15切 換輸入通道，自動(dòng)識(shí)別輸入信號(hào)的模式，圖像解碼ll進(jìn)行相應(yīng)的解碼工作， 圖像縮放12根據(jù)微控制器15設(shè)定的值對(duì)圖像解碼11的圖像放大縮小到指 定的大小，圖像疊加13完成圖像縮放12后的圖像與數(shù)字圖像接口 16輸入 的數(shù)字圖像疊加功能，同時(shí)輸出疊加后的信號(hào)給數(shù)字圖像接口 16，微控制器 15可以改變圖像縮放12過來圖像(及輸入通道圖像)的透明度，同時(shí)輸出 數(shù)字圖像到數(shù)字圖像傳輸總線21,圖像輸出14輸出分辨率可以有微控制器 15來設(shè)定。流程圖見圖2。畫面分割器的主板控制單元2，主要是接收計(jì)算機(jī)、紅外遙控器的控制 信號(hào)，然后發(fā)出不同的命令包給不同的圖像處理單元1，起到命令轉(zhuǎn)換，分 發(fā)的作用。流程圖見圖3。本畫面分割器在于靈活的應(yīng)用了數(shù)字圖像傳輸總線技術(shù)，很好的解決了 其他總線模式帶寬的問題，實(shí)現(xiàn)圖像的完美實(shí)時(shí)疊加顯示，圖l是一個(gè)圖像 處理單元的原理圖，其中包括圖像解碼ll、圖像縮放12、圖像疊加13、微 控制器15、數(shù)字圖像接口 16、圖像輸出14幾個(gè)部分原理圖。圖像解碼ll、 圖像縮放12、圖像疊加13、微控制器15在具體的芯片體現(xiàn)上是一個(gè)整體，為了配合說明本發(fā)明的具體工作原理，特意劃分開來。圖像解碼ll:外部的CVBS信號(hào)，HDMI以及DiaplayPort信號(hào)通過JP17 輸入，經(jīng)過RD271、 CD213、 LD38、 LD37、 CD214、 CD215、 RD148構(gòu)成 的濾波電路通過CD212耦合進(jìn)入圖像解碼11。 VGA信號(hào)經(jīng)過P1接口輸入， 行同步信號(hào)HSYNCO，與場(chǎng)同步VSYNCO直接連接圖像解碼11，紅色信號(hào) RAIN、綠色信號(hào)GAIN、藍(lán)色信號(hào)BAIN分別經(jīng)RD160、 RD161、 RD162 75歐姆電阻到地，通過LD46 CD245 CD239等元件后連接圖像解碼11。 其中的GAIN輸入通道連接有RD159進(jìn)入圖像解碼11，可以輸入同步信號(hào) 符合在綠色通道的信號(hào)。圖像解碼11的輸出到圖像縮放12與圖像疊加13 單元。圖像縮放12與圖像疊加13單元是由包含一顆高性能的DSP，同時(shí)配 有兩顆DDR SDRAM存儲(chǔ)芯片組成，配合相應(yīng)的軟件按算法，實(shí)現(xiàn)圖像的完美縮放精確疊加處理。微控制器15:采用一顆增強(qiáng)型80186架構(gòu)的控制器，協(xié)調(diào)圖像解碼ll、 圖像縮放12與圖像疊加13，數(shù)字圖像接口 16，圖像輸出14之間相互有序 的工作，接收主板控制信號(hào)并作出相應(yīng)的處理。本控制器外接一顆16MbitFLASH存儲(chǔ)芯片UD9，用來保存圖像處理單元控制器的程序。JP9微控制 器的仿真器接口，能方便的進(jìn)行系統(tǒng)仿真，提高系統(tǒng)開發(fā)進(jìn)度。圖像輸出14:由三路10bit高速視頻DA轉(zhuǎn)換器組成或者HDMI， Display Port編碼芯片構(gòu)成。本電路所用芯片是一個(gè)三路高速、數(shù)模轉(zhuǎn)換器的單片集 成電路，它包括三路高速、10位輸入的視頻DA轉(zhuǎn)換器、標(biāo)準(zhǔn)的TTL輸入 和互補(bǔ)輸出高阻抗的模擬輸出電流源或者相應(yīng)的HDMI， DisplayPort編碼 輸出芯片。數(shù)字圖像接16:本數(shù)字圖像接口與PCI (Peripheral Component Interconnect的縮寫) 標(biāo)準(zhǔn)32位接口卡尺寸結(jié)構(gòu)相同，引腳的定義按照實(shí)際需要定義，具體的定 義見圖4的數(shù)字圖像接口 16部分的Jl 。弓I勝P B7 B8 B15 B16 B17 B61 B62， A7A8A15A16A17A61 A62，為接地腳，B9B10B11 B12B13B14， A9A10 All A12A13 A14，為電源VCCIN引腳。B18 B45引腳是數(shù)字圖像信號(hào)輸 出口，輸出疊加完成后的數(shù)字圖像信號(hào)，輸出信號(hào)有時(shí)鐘信號(hào)CLK一BUF， 信號(hào)有效信號(hào)DEN_BUF，行同步信號(hào)HS一BUF，場(chǎng)同步信號(hào)VS一BUF，紅 色圖像信號(hào)R—BUF[7:0]，綠色圖像信號(hào)G—BUF[7:0]，藍(lán)色圖像信號(hào) B—BUF[7:0]。
A18 A45引腳是數(shù)字圖像信號(hào)輸入口 ，輸入上一圖像處理 單元的數(shù)字圖像信號(hào)，輸入信號(hào)有時(shí)鐘信號(hào)TTL—CLK，信號(hào)有效信號(hào) TTL_PEN,行同步信號(hào)TTL一HS,場(chǎng)同步信號(hào)TTL_VS，紅色圖像信號(hào) TTL一RIN[7:0]，綠色圖像信號(hào)TTL—GIN[7:0]，藍(lán)色圖像信號(hào)TTL—BIN[7:0]。 B46 B47 B48 B49 B59組成的ID
能實(shí)現(xiàn)32種不同的設(shè)備標(biāo)識(shí)，輸入低 電平有效。B60 RXDO接收主板控制信號(hào)。主板電路分為三部分，電源接口23、主板控制單元22、數(shù)字圖像傳輸 總線21。電源接口 23使用ATX電源引腳插座，能方便的使用現(xiàn)有的ATX電源，并可以實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)機(jī)功能，ATX電源引腳為20腳，其中第一腳為 方型，其余為圓型，引腳定義如下-1、 3.3V提供+3.3V電源，2、 3.3V提供+3.3V電源， 3 、 GND地線，4、 5V提供+5V電源，5、 GND地線，6 、 5V提供+5V電源，7、 GND地線，8、 PW-OKPowerOK,指示電源正常工作，9、 5VSB提供+5V Standby電源，供電源啟動(dòng)電路用，10、 12V提供+12V電源，11、 3.3V提供+3.3V電源，12、 -12V提供-12V電源， 13 、 GND地線，14、 PS-ON電源啟動(dòng)信號(hào)，低電平-電源開啟，高電平-電源關(guān)閉，15、 GND地線，16、 GND地線，17、 GND地線，18、 -5V提供-5V電源，19、 5V提供+5V電源， 20 、 5V提供+5V電源9腳5VSB提供+5V Stand by電源用來給單片機(jī)AT89S52供電，該單 片機(jī)的功耗很小5VSB完全能滿足需要，單片機(jī)的PO.O腳來軟控制通過兩個(gè)與非門后控制ATX電源引腳14實(shí)現(xiàn)電源的啟動(dòng)與關(guān)閉。主板控制單元22控制單元中單片機(jī)AT89S52通過U6 MAX232電平轉(zhuǎn) 換后可以直接連接計(jì)算機(jī)串行接口，以及經(jīng)USB接口轉(zhuǎn)換的串行接口，接 收計(jì)算機(jī)的控制命令。紅外遙控接收頭的信號(hào)輸入到U8單片機(jī)AT89S52的 引腳8，在單片機(jī)內(nèi)部進(jìn)行解碼。單片機(jī)對(duì)每個(gè)圖像處理單元1的控制通過 U8的引腳7輸出，U9的緩沖放大后分為8路輸出到各圖像處理單元l，通 訊方式19200BPS波特率，MCS-51串行口通訊方式1: 8位數(shù)據(jù)位，l位 停止位，無校驗(yàn)位。數(shù)字圖像傳輸總線21在圖9中畫出了其中的四個(gè)，每個(gè)接口上有設(shè)備 ID號(hào)的設(shè)置位，通過B46 B47 B48 B49 B59電阻的連接實(shí)現(xiàn)不同的變換。Jl 的B18 B45為通道1的圖像處理單元1數(shù)字圖像信號(hào)輸出經(jīng)過22歐姆排 阻的連接到J2的A18 A45通道2的圖像處理單元1的數(shù)字圖像信號(hào)輸入 口， J2的B18 B45連接J3的A18 A45，依次類推級(jí)聯(lián)下去，由于設(shè)備 ID的位數(shù)為5，級(jí)聯(lián)可以做到32級(jí)，可以有32個(gè)圖像處理單元，這在實(shí)際 工程中完全滿足需要。輸入控制信號(hào)是經(jīng)U9的緩沖放大MCU—TXDO連接 Jl J2 J3 J4， MCU—TXD1連接J5 J6 J7 J8， MCU—TXD2連接J9 J10 Jll J12......0說明HDMI輸入的源編碼格式包括視頻像素?cái)?shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)包。其中 數(shù)據(jù)包中包含有音頻數(shù)據(jù)和輔助信息數(shù)據(jù)，HDMI為了獲得聲音數(shù)據(jù)和控 制數(shù)據(jù)的高可靠性，數(shù)據(jù)包中還包括一個(gè)BCH錯(cuò)誤糾正碼。HDMI的數(shù)據(jù) 信息的處理可以有多種不同的方式，但最終都是在每一個(gè)TMDS通道中包含 2位的控制數(shù)據(jù)、8位的視頻數(shù)據(jù)和4位的數(shù)據(jù)包。HDMI的數(shù)據(jù)傳輸過程 可以分成三個(gè)部分視頻數(shù)據(jù)傳輸期、島嶼數(shù)據(jù)傳輸期和控制數(shù)據(jù)傳輸期。HDMI每個(gè)TMDS通道視頻像素流的速率一般在25MHz 165MHz之間， HDMI1.3規(guī)范已經(jīng)將這一上限提升到了 225MHz，以每個(gè)TMDS通道最高 165MHz的頻率計(jì)算，3個(gè)TMDS通道傳輸R/G/B或者Y/Cb/Cr格式編碼的 24位像素視頻數(shù)據(jù)，最高帶寬可以達(dá)到4.95Gbps，實(shí)際視頻信號(hào)傳輸帶寬 接近4Gbps，而現(xiàn)在最高規(guī)格的高清視頻格式1080p所需的帶寬僅僅為 2.2Gbps，因此HDMI擁有的充足帶寬不僅可以滿足現(xiàn)在高清視頻的需要.采 用HDMI技術(shù)作為信號(hào)傳輸具有明顯的優(yōu)勢(shì)。1. 減少了模/數(shù)(A/D)，數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換過程。在VGA信號(hào)的顯示過 程中，顯卡輸出的信號(hào)將圖形信號(hào)(數(shù)字)經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換后，形成RGBHV(VGA)信號(hào)。傳輸?shù)竭_(dá)顯示設(shè)備時(shí)還需經(jīng)過A/D過程，重新生成數(shù)字信 號(hào)，驅(qū)動(dòng)LCD等設(shè)備，又造成了 A/D過程的損失。將顯卡信號(hào)經(jīng)過并/串轉(zhuǎn) 換，形成HDMI信號(hào)，通過HDMI傳輸?shù)竭_(dá)顯示設(shè)備時(shí)只需再經(jīng)串/并轉(zhuǎn)換， 這個(gè)過程中未經(jīng)過A/D、 D/A過程，也未造成信號(hào)損失。2. 減少了信號(hào)在傳輸過程中的損失。模擬信號(hào)在傳輸中，由于傳輸系統(tǒng) 的幅頻持性和群延時(shí)持性，高低頻干擾，電源地線干擾及反射等影響，信號(hào) 損失嚴(yán)重，工程中解決和處理以上問題的難度很大，有些甚至是無法解決的。 數(shù)字傳輸?shù)淖畲髢?yōu)點(diǎn)在于抗干擾能力強(qiáng)及可重建再生，簡(jiǎn)單地講，就是只要 保證傳輸過程中，"0"、 'T，沒有發(fā)生錯(cuò)誤，收端的信號(hào)就是正確的和無損的， 很多在模擬傳輸中難解決的問題在數(shù)字化的傳輸過程中不存在這種"概念"， 是從根本上解決的方案，可保證到達(dá)投影設(shè)備的信號(hào)與筆記本屏的信號(hào)一 樣，可完全發(fā)揮顯示設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)，明顯提高了整個(gè)系統(tǒng)的顯示質(zhì)量。由于無需在信號(hào)傳送前進(jìn)行數(shù)/?；蛘吣?數(shù)轉(zhuǎn)換，可以保證最高質(zhì)量的 影音信號(hào)傳送。3. 有利于信號(hào)系統(tǒng)的統(tǒng)一。HDMI技術(shù)是將數(shù)字化的視頻(Video)信號(hào)、音頻(Audio)信號(hào)和VGA信號(hào)三者合并為同一接口，以同一標(biāo)準(zhǔn)覆蓋，以 解決原來不同的信號(hào)、不同的接口、不同的標(biāo)準(zhǔn)造成的應(yīng)用不便。以前在工 程設(shè)計(jì)中，存在著視頻，音頻和VGA信號(hào)，有時(shí)也有DVI信號(hào)，信號(hào)不統(tǒng) 一，傳輸通道不統(tǒng)一，接口不統(tǒng)一，選用設(shè)備不統(tǒng)一，工程中造成很大麻煩。隨著HDMI接口標(biāo)準(zhǔn)在顯示器件和輸出設(shè)備逐漸成為標(biāo)準(zhǔn)配置，圖像處 理領(lǐng)域?qū)τ跀?shù)字高清的HDMI信號(hào)的圖像處理設(shè)備將成為市場(chǎng)的需求，并有 可能逐步取代釆用傳統(tǒng)VGA和視頻接口作為傳輸通道的圖像處理設(shè)備。DisplayPort接口標(biāo)準(zhǔn)是VESA(視頻電子標(biāo)準(zhǔn)組織)在2006年5月正式 發(fā)布的針對(duì)所有顯示設(shè)備(包括內(nèi)部和外部接口)的開放標(biāo)準(zhǔn)。Display Port接口的鏈接線路包含了一個(gè)單向的主鏈接(Main Link)， 專門用于視頻信號(hào)傳輸和一個(gè)輔助傳輸通道(AUXCH， Auxiliary Channel)， 以及一個(gè)即插即用識(shí)別鏈接(HPD， Hot-Plug Detect)。其中Main Link包 括了一個(gè)High-bandwidth, —個(gè)Low-latency禾口 unidirectional。它的功 能是Isochronous Stereams專門用于數(shù)據(jù)的傳輸。AUX CH是專門的控制管 理總線，包括了一個(gè)主要的線路控制Main Link management和一個(gè)設(shè)備控 制總線Device controlsDisplay Port在顯示技術(shù)上具有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)有1. 更高帶寬，DisplayPort可提供的帶寬就高達(dá)10. 8Gb/s。也可支持 WQXGA+(2560X1600) 、 QXGA(2048X1536)等分辨率及30/36bit(每原色 10/12bit)的色深。2. 最大程度整合周邊設(shè)備，DisplayPort允許音頻與視頻信號(hào)共用一條 線纜傳輸，支持多種高質(zhì)量數(shù)字音頻。在四條主傳輸通道之外，DisplayPort 還提供了一條功能強(qiáng)大的輔助通道。該輔助通道的傳輸帶寬為1Mbps，最高 延遲僅為500us，可以直接作為語音、視頻等低帶寬數(shù)據(jù)的傳輸通道。
權(quán)利要求
1.一種HDMI/Display Port圖像信號(hào)分割方法，包括圖像處理和控制，其特征是所述圖像處理包括圖像解碼、圖像縮放、圖像疊加、圖像輸出和數(shù)字圖像傳輸，其中包括下列步驟將外部輸入信號(hào)經(jīng)圖像解碼后再經(jīng)圖像縮放；將來自數(shù)字圖像傳輸總線的數(shù)字圖像信號(hào)與縮放后的圖像信號(hào)進(jìn)行疊加；將疊加后的數(shù)字圖像信號(hào)輸出給數(shù)字圖像接口；數(shù)字圖像接口將疊加后的數(shù)字圖像信號(hào)與數(shù)字圖像傳輸總線的數(shù)字圖像信號(hào)進(jìn)行交換，并輸出標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)給帶有HDM/Display Port接口的單個(gè)顯示設(shè)備上顯示。
2. 如權(quán)利要求1所述的HDMI/DisplayPort圖像信號(hào)分割方法，其特征 是所述圖像處理包括圖像解碼、圖像縮放、圖像疊加、圖像輸出和數(shù)字圖像 傳輸，其中還包括下列步驟將外部輸入信號(hào)經(jīng)圖像解碼后再經(jīng)圖像縮放；將來自數(shù)字圖像傳輸總線的數(shù)字圖像信號(hào)與縮放后的圖像信號(hào)進(jìn)行疊加；將疊加后的數(shù)字圖像信號(hào)輸出給數(shù)字圖像接口；數(shù)字圖像接口將疊加后的數(shù)字圖像信號(hào)與數(shù)字圖像傳輸總線的數(shù)字圖 像信號(hào)進(jìn)行交換，并輸出標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)；中央控制程序接收外部計(jì)算機(jī)控制信號(hào)和紅外遙控器信號(hào)并發(fā)送指令，該指令經(jīng)各個(gè)輸入通道的微控制程序后，完成圖像解碼的信號(hào)切換，并設(shè)定 圖像縮放部分輸出大小，及控制輸入圖像是否疊加顯示，及設(shè)定輸出信號(hào)的 格式。
3. 如權(quán)利要求2所述的HDMI/DisplayPort圖像信號(hào)分割方法，其特征 是所述微控制程序設(shè)有自己的ID碼，微控制程序接收到的是與自己ID碼相 應(yīng)的通道切換的指令，微控制器切換輸入通道，自動(dòng)識(shí)別輸入信號(hào)的模式； 及圖像解碼進(jìn)行相應(yīng)的解碼工作；及圖像縮放根據(jù)微控制器設(shè)定的值對(duì)圖像解碼的圖像放大縮小到指定的 大??；及圖像疊加完成圖像縮放后的圖像與數(shù)字圖像接口輸入的數(shù)字圖像疊加， 同時(shí)輸出疊加后的信號(hào)給數(shù)字圖像接口；及微控制器可以改變圖像縮放過來圖像的透明度，同時(shí)輸出數(shù)字圖像到數(shù) 字圖像傳輸總線，圖像輸出則輸出標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)。
4、 實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求l的HDMI/DisplayPort圖像信號(hào)分割方法的裝置，包括畫面分割器，其特征是所述分割器包括圖像處理單元和主板控制單元，其 中圖像處理單元又包括圖像解碼、圖像縮放、圖像疊加、圖像輸出、微控制 器，主板控制單元包括數(shù)字圖像傳輸總線、控制單元和電源接口，其中圖像 解碼與圖像縮放連接，圖像縮放與圖像疊加連接，圖像疊加與圖像輸出、數(shù) 字圖像接口連接，數(shù)字圖像接口與數(shù)字圖像傳輸總線連接，微控制器與控制 單元連接，圖像輸出可以連接外部的各種顯示終端，控制單元連接數(shù)字圖像 傳輸總線、電源接口和外部計(jì)算機(jī)。
5、 如權(quán)利要求4所述的HDMI/DisplayPort圖像信號(hào)分割裝置，其特征 是所述圖像處理單元的處理通道有自己的設(shè)備ID。
6、 如權(quán)利要求4所述的HDMI/Display Port圖像信號(hào)分割裝置，其特征.是在圖像解碼中外部的CVBS信號(hào)，HDMI或者DisplayPort信號(hào)通過JP 輸入，經(jīng)過濾波電路、耦合連接圖像解碼；VGA信號(hào)經(jīng)過P1接口輸入，行 同步信號(hào)與場(chǎng)同步信號(hào)直接連接圖像解碼；紅色信號(hào)、綠色信號(hào)、藍(lán)色信號(hào) 分別經(jīng)電阻到地，其中綠色信號(hào)進(jìn)入圖像解碼；圖像解碼的輸出到圖像縮放 與圖像疊加；在圖像縮放與圖像疊加中包含有一顆DSP，同時(shí)配有兩顆DDR SDRAM存儲(chǔ)芯片，配合相應(yīng)的軟件，實(shí)現(xiàn)圖像的疊加處理；在微控制器中含有增強(qiáng)型80186，用以協(xié)調(diào)圖像解碼、圖像縮放與圖 像疊加、數(shù)字圖像接口、圖像輸出之間相互有序的工作，并接收主板控制信 號(hào)；外接一顆FLASH存儲(chǔ)芯片，用以保存圖像處理單元控制器的程序；設(shè) 有仿真器接口；在圖像輸出中包括三路高速、10位輸入的視頻DA轉(zhuǎn)換器、標(biāo)準(zhǔn)的 TTL輸入和互補(bǔ)輸出高阻抗的模擬輸出電流源；在數(shù)字圖像接口中設(shè)有數(shù)字圖像信號(hào)輸入口、接地引腳、電源引腳、 數(shù)字圖像信號(hào)輸出口，輸出疊加完成后的數(shù)字圖像信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)、信號(hào)有 效信號(hào)、行同步信號(hào)、場(chǎng)同步信號(hào)、紅色圖像信號(hào)、綠色圖像信號(hào)、藍(lán)色圖 像信號(hào)，接收主板控制信號(hào)；在主板控制單元中包含有電源接口、控制單元、數(shù)字圖像傳輸總線， 其中控制單元控制單元中單片機(jī)通過電平轉(zhuǎn)換后直接連接計(jì)算機(jī)串行接口，以及經(jīng)USB接口轉(zhuǎn)換的串行接口，接收計(jì)算機(jī)的控制指令；紅外遙控接收 頭的信號(hào)輸入到單片機(jī)的引腳，在單片機(jī)內(nèi)部進(jìn)行解碼；單片機(jī)對(duì)每個(gè)圖像 處理單元的控制通過單片機(jī)的引腳輸出，緩沖放大后分為多路輸出到各圖像 處理單元；在數(shù)字圖像傳輸總線中每個(gè)接口上有設(shè)備ID號(hào)的設(shè)置位，通過電阻 的連接實(shí)現(xiàn)不同的變換；設(shè)有多個(gè)級(jí)聯(lián)的圖像處理單元，其中上一級(jí)的圖像 處理單元的數(shù)字圖像信號(hào)輸出經(jīng)過歐姆排阻連接到下一級(jí)的數(shù)字圖像信號(hào) 輸入口，依次類推級(jí)聯(lián)下及其裝置。
全文摘要
一種HDMI/Display Port圖像信號(hào)分割方法及其裝置，方法包括將外部輸入信號(hào)經(jīng)圖像解碼后再經(jīng)圖像縮放；將來自數(shù)字圖像傳輸總線的數(shù)字圖像信號(hào)與縮放后的圖像信號(hào)進(jìn)行疊加；將疊加后的數(shù)字圖像信號(hào)輸出給數(shù)字圖像接口；數(shù)字圖像接口將疊加后的數(shù)字圖像信號(hào)與數(shù)字圖像傳輸總線的數(shù)字圖像信號(hào)進(jìn)行交換，并輸出標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)給帶有HDM/Display Port接口的單個(gè)顯示設(shè)備上顯示；裝置包括圖像解碼、圖像縮放、圖像疊加、圖像輸出、微控制器、數(shù)字圖像傳輸總線、控制單元和電源接口。
文檔編號(hào)G06F3/14GK101277395SQ200810066618
公開日2008年10月1日 申請(qǐng)日期2008年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月9日
發(fā)明者林春育, 川 高 申請(qǐng)人:深圳市創(chuàng)凱電子有限公司