專利名稱：同屏幕實時顯示多路圖像的數(shù)字控制方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像通信技術(shù)，特別是涉及同屏幕實時顯示多路圖像的數(shù)字控制技術(shù)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，汽車視鏡裝置采用的是在汽車后方和左右方分設(shè)的多個反光式視鏡，這些視鏡安裝于車體不同部位，此種汽車視鏡裝置雖具有簡單、低成本等優(yōu)點，但由于其視鏡分設(shè)在汽車的不同部位，汽車駕駛員要觀察不同側(cè)面時，需要將頭偏向不同方向，影響了汽車駕駛員的反應(yīng)靈敏度。另一個缺點是采用這種分設(shè)的反光式視鏡，為了讓駕駛員能夠觀察清楚，其體積都較大，在某些交通擁擠的場合，由于視鏡所占據(jù)的空間，影響了車輛駕駛的機動性。現(xiàn)有技術(shù)有簡單采用單臺攝像機與顯示器實現(xiàn)的后視鏡，這樣的后視鏡無法解決汽車兩側(cè)的同屏觀察問題。如采用多臺攝像機雖可解決多視角觀察問題，但多視角圖像的同時顯示需要多臺顯示器，因汽車駕駛室空間有限，使得其無法實用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提出一種同屏幕實時顯示多路圖像的數(shù)字控制方法，該方法可將來自不同位置的圖像，合成在一個屏幕上顯示，使駕駛員可同時觀察汽車的左側(cè)、右側(cè)、車前、車后等不同部位的情況，而不需要將頭在左右側(cè)來回扭轉(zhuǎn)，有利于汽車駕駛員對車輛行駛環(huán)境作出敏銳反應(yīng)。利用分設(shè)在汽車左、右側(cè)部位的微型攝像機來取代反光式視鏡，可有效減少視鏡對空間的占用，有利于汽車在空間相對擁擠的環(huán)境下，提高車輛行駛的機動性。
本發(fā)明的目的可以通過采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種同屏幕實時顯示多路圖像的數(shù)字控制方法，包括要有一個顯示器和多臺攝像機，還包括以下步驟，A.由同步信號發(fā)生電路發(fā)生并送出不少于兩路的、同相位的攝像機同步信號usyn1、
usyn2、…usynn至各攝像機；B.所述同步信號發(fā)生電路同時再分別送出各一路同相位的同步usyn和usyn.s至控制邏輯產(chǎn)生電路和視頻合成電路，由控制邏輯產(chǎn)生電路產(chǎn)生對應(yīng)于所述攝像機的控制信號uc1、uc2、…ucn，連同各該攝像機輸出的同步視頻輸出信號uv1、uv2、…uvn，一齊輸入視頻切換控制電路；C.所述視頻合成電路綜合所有輸入信號后輸出合成視頻信號us.v至顯示器。
本發(fā)明的目的還要通過采用以下技術(shù)方案來進一步實現(xiàn)一種同屏幕顯示多路圖像的數(shù)字控制系統(tǒng)，包括攝像機和顯示器，還包括與顯示器連接的控制器、同步信號發(fā)生電路、控制邏輯產(chǎn)生電路和視頻合成電路，由所述同步信號發(fā)生電路發(fā)生并送出不少于兩路的、同相位的攝像攝像機同步信號usyn1、usyn2、…usynn至各攝像機；所述同步信號發(fā)生電路同時再分別送出各一路同相位的同步usyn和usyn.s至控制邏輯產(chǎn)生電路和視頻合成電路，由所述控制邏輯產(chǎn)生電路產(chǎn)生對應(yīng)于所述攝像機的控制信號，連同各該攝像機輸出的同步視頻信號，一齊輸入視頻合成電路；所述視頻合成電路綜合所有輸入信號后輸出合成視頻信號us.v至顯示器。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明同屏幕實時顯示多路圖像的數(shù)字控制方法的優(yōu)點在于1.可在一個屏幕上同時顯示多個視角的圖像，方便汽車駕駛員觀察車輛周圍環(huán)境；2.采用微型攝像機取代汽車視鏡，可節(jié)省視鏡占用的空間，增強在擁擠環(huán)境下駕車的靈活性，或作為反光式后視鏡的一種補充，可集中觀察車體的不同部位，也能為駕駛帶來便利。


圖1是本發(fā)明同屏幕實時顯示多路圖像的數(shù)字控制方法采用不同數(shù)量攝像機的合成顯示方案示意圖，包括圖1A是兩臺攝像機的攝像合成顯示方案示意圖、圖1B是三臺攝像機的攝像合成顯示方案示意圖、圖1C是四臺攝像機的攝像合成顯示方案示意圖、圖1D是五臺攝像機的攝像合成顯示方案示意圖；圖2是所述數(shù)字控制方法應(yīng)用到汽車視鏡時各裝置及設(shè)備的位置與連接關(guān)系示意圖；圖3是所述數(shù)字控制方法的系統(tǒng)流程圖；圖4是所述數(shù)字控制方法控制邏輯產(chǎn)生電路40的邏輯框圖；圖5是所述數(shù)字控制方法視頻切換控制電路60的邏輯框圖；圖6是所述數(shù)字控制方法的顯示方式按512行*512列劃分的顯示屏幕示意圖，其中X表示其位置對應(yīng)圖像信號為任意可能值；圖7、圖8分別為采用兩臺攝像機時所要求的產(chǎn)生控制信號Uc1、Uc2的存儲器存儲數(shù)據(jù)D1和D2的示意圖，圖9是采用兩臺攝像機時產(chǎn)生邊界控制信號Ue的存儲器存儲數(shù)據(jù)De的示意圖，圖中，1對應(yīng)圖像像素允許輸出，0對應(yīng)圖像像素禁止輸出。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖所示之最佳實施例作進一步詳述。
一種同屏幕實時顯示多路圖像的數(shù)字控制方法，如圖2、圖3所示，包括要有一個顯示器70和多臺攝像機21、22…，還包括以下步驟，A.由同步信號發(fā)生電路30發(fā)生并送出不少于兩路的、同相位的攝像機同步信號usyn1、usyn2、…usynn至各攝像機21、22…2n；B.所述同步信號發(fā)生電路30同時再分別送出各一路同相位的同步usyn和usyn.s至控制邏輯產(chǎn)生電路40和視頻合成電路60，由該電路40產(chǎn)生對應(yīng)于所述攝像機21、22、…2n的控制信號uc1、uc2、…ucn，連同各該攝像機輸出的同步視頻輸出信號uv1、uv2、…uvn，一齊輸入視頻合成電路；C.所述視頻合成電路60綜合所有輸入信號后輸出合成視頻信號us.v至顯示器70。
如圖4所示，所述控制邏輯產(chǎn)生電路40包括行、列地址產(chǎn)生電路42、可編程存儲器44和鎖存器46，同步信號usyn輸入至行、列地址產(chǎn)生電路42、按照顯示器70屏幕上各路視頻信號圖像既定的相對位置關(guān)系，全屏幕按數(shù)字化圖像作行、列劃分，所述地址產(chǎn)生電路42輸出行地址和列地址信號至可編程存儲器44，該存儲器44的不同數(shù)據(jù)位按照行、列地址的順序輸出D1、D2、…Dn和用于產(chǎn)生邊界控制信號的數(shù)據(jù)位De，經(jīng)鎖存器46在時鐘信號CLK控制下鎖存后輸出產(chǎn)生控制信號uc1、uc2、…ucn以及邊界控制信號ue至視頻合成電路60。邊界控制信號ue作用是在各路視頻信號顯示后切換到同步信號產(chǎn)生電路30輸出的同步信號上，以保證顯示圖像的穩(wěn)定。
如圖5所示，所述視頻合成電路60包括各模擬開關(guān)61、62、…6n和6e，以及合成網(wǎng)絡(luò)6s，來自各攝像機的同步視頻信號uv1、uv2…uvn分別送至相應(yīng)的模擬開關(guān)61、62…6n，在控制信號uc1、uc2、…ucn的控制下輸出信號uc1′、uc2′、…ucn′至所述合成網(wǎng)絡(luò)6s；再有來自同步信號發(fā)生電路30的信號usyn.s分別送至模擬開關(guān)6e和合成網(wǎng)絡(luò)6s，其中模擬開關(guān)6e取所述信號usyn.s中的復(fù)合消隱信號配合輸入的邊界控制信號ue一起產(chǎn)生信號usyn.s′輸入合成網(wǎng)絡(luò)6s，而所述信號usyn.s′中的復(fù)合同步信號則直接輸入合成網(wǎng)絡(luò)6s，最后由所述合成網(wǎng)絡(luò)6s將輸入的多路視頻和同步信號綜合成為合成視頻信號號us.v送至顯示器70。
所述各同步信號usyn1、usyn2、…usyn和usyn.s中均包含行同步、場同步信號以及復(fù)合消隱和復(fù)合同步信號。如圖6所示，所述顯示器70按照625行PAL制式顯示圖像，全屏幕按512行×512列數(shù)字化圖像劃分并實現(xiàn)控制，但并不對實際圖像信號進行數(shù)字化處理。
如圖1所示，兩臺攝像機攝取的圖像同屏幕顯示時，攝像機安裝位置與反光式后視鏡位置相近，在所述顯示器70的屏幕上，左半部顯示左側(cè)攝像機攝取的圖像，右半部顯示右側(cè)攝像機攝取的圖像；三臺攝像機攝取的圖像同屏顯示時，在屏幕左1/3部分和右1/3部分分別顯示左、右側(cè)攝像機攝取的圖像，中間1/3面積則顯示后視攝像機攝取的圖像；采用四臺攝像機時，可在前述三臺攝象機基礎(chǔ)上增加前視攝像機，同屏顯示前、后、左、右四臺攝像機的畫面，左右兩側(cè)圖象可占屏幕兩側(cè)的1/4～1/3，前后攝像機各占顯示圖象中間部分的上下半部；采用五臺攝像機時，可在前述四臺攝像機基礎(chǔ)上增加車廂內(nèi)視攝像機，同屏顯示前、后、左、右、車內(nèi)五臺攝像機的畫面。左右兩側(cè)圖象仍可占屏幕兩側(cè)的1/4～1/3，車前、車內(nèi)、車后攝象機各占顯示屏幕中間部分的上、中、下三個部分，各部分大小可根據(jù)需要適當調(diào)整。
如圖2所示，攝像機21是左側(cè)攝像機、22是右側(cè)攝像機、23是后側(cè)攝像機、24和25分別是前視和車內(nèi)攝像機，所述各攝像機可根據(jù)需要采取水平、垂直或傾斜安裝，以保證各攝像機掃描圖像的有用視像部分能夠顯示在顯示方案中的對應(yīng)部分。為了便于在屏幕上區(qū)分來自不同攝像機的圖像，可在分界部分增加幾個像素或掃描線的隔離條。
一種同屏幕顯示多路圖像的數(shù)字控制系統(tǒng)，如圖2、圖3所示，包括攝像機21、22、…2n和顯示器70，還包括有與顯示器70連接的控制器10、同步信號發(fā)生電路30、控制邏輯產(chǎn)生電路40和視頻合成電路60，由所述同步信號發(fā)生電路30發(fā)生并送出不少于兩路的、同相位的攝像機同步信號usyn1、usyn2、…usynn至各攝像機21、22…2n；所述同步信號發(fā)生電路30同時再分別送出各一路同相位的同步usyn和usyn.s至控制邏輯產(chǎn)生電路40和視頻合成電路60，由所述電路40產(chǎn)生對應(yīng)于所述攝像機21、22、…的控制信號uc1、uc2、…ucn，連同各該攝像機輸出的同步視頻信號uv1、uv2、…uvn，一齊輸入視頻合成電路；所述視頻合成電路60綜合所有輸入信號后輸出合成視頻信號us.v至顯示器70。如圖4所示，所述控制邏輯產(chǎn)生電路40包括行、列地址產(chǎn)生電路42、可編程存儲器44和鎖存器46，同步信號usyn輸入至行、列地址產(chǎn)生電路42、按照顯示器70屏幕上各路視頻信號圖像既定的相對位置關(guān)系，全屏幕按數(shù)字化圖像作行、列劃分，所述地址產(chǎn)生電路42輸出行地址和列地址信號至可編程存儲器44，該存儲器44的不同數(shù)據(jù)位按照行、列地址的順序輸出D1、D2…Dn和用于產(chǎn)生邊界控制信號的數(shù)據(jù)位De，經(jīng)鎖存器46在時鐘信號CLK控制下鎖存后產(chǎn)生控制信號uc1、uc2、…ucn以及邊界控制信號ue，輸出至視頻合成電路60。如圖5所示，所述視頻合成電路60包括各模擬開關(guān)61、62…6n和6e，以及合成網(wǎng)絡(luò)6s，來自各攝像機的同步視頻信號uv1、uv2、…uvn分別送至相應(yīng)的模擬開關(guān)61、62…6n，在控制信號uc1、uc2、…ucn的控制下輸出信號uc1′、uc2′、…ucn′至所述合成網(wǎng)絡(luò)6s；再有來自同步信號發(fā)生電路30的信號usyn.s分別送至模擬開關(guān)6e和合成網(wǎng)絡(luò)6s，其中模擬開關(guān)6e取所述信號usyn.s中的復(fù)合消隱信號配合輸入的邊界控制信號ue一起產(chǎn)生信號usyn.s′輸入合成網(wǎng)絡(luò)6s，而所述信號usyn.s′中的復(fù)合同步信號則直接輸入合成網(wǎng)絡(luò)6s，最后由所述合成網(wǎng)絡(luò)6s將輸入的多路視頻和同步信號綜合成為合成視頻信號號us.v送至顯示器70。
本發(fā)明關(guān)鍵在于提出了一種將來自多臺攝像機的同步圖像合成在一個屏幕上實時顯示的數(shù)字控制方法，采用該方法，可充分利用顯示設(shè)備顯示有用圖象信息。
數(shù)字控制汽車合成視鏡裝置是該控制方法的直接應(yīng)用。
本發(fā)明描述的合成視鏡裝置，涉及兩至五臺攝像機，顯示方式針對625行隔行掃描的PAL制式的攝像機與顯示器，對未描述的顯示制式、攝像機種類、數(shù)量以及根據(jù)車型采取的攝像機不同安裝方式而實現(xiàn)的合成視鏡均屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種同屏幕實時顯示多路圖像的數(shù)字控制方法，包括要有一個顯示器(70)和多臺攝像機(21)、(22)…(2n)，其特征在于還包括以下步驟，A.由同步信號發(fā)生電路(30)發(fā)生并送出不少于兩路的、同相位的攝像機同步信號usyn1、usyn2….usynn至各攝像機(21)、(22)…(2n)；B.所述同步信號發(fā)生電路(30)同時再分別送出各一路同相位的同步usyn和usyn.s至控制邏輯產(chǎn)生電路(40)和視頻合成電路(60)，由所述電路(40)產(chǎn)生對應(yīng)于所述攝像機(21)、(22)、…(2n)的控制信號uc1、uc2、…ucn，連同各該攝像機輸出的同步視頻信號uv1、uv2、…uvn，一齊輸入視頻合成電路；C.所述視頻合成電路(60)綜合所有輸入信號后輸出合成視頻信號us.v至顯示器(70)。
2.如權(quán)利要求1所述的同屏幕實時顯示多路圖像的數(shù)字控制方法，其特征在于所述控制邏輯產(chǎn)生電路(40)包括行、列地址產(chǎn)生電路(42)、可編程存儲器(44)和鎖存器(46)，同步信號usyn輸入至行、列地址產(chǎn)生電路(42)，按照顯示器(70)屏幕上各路視頻信號圖像既定的相對位置關(guān)系，全屏幕按數(shù)字化圖像作行、列劃分，所述地址產(chǎn)生電路(42)輸出行地址和列地址信號至可編程存儲器(44)，該存儲器(44)的不同數(shù)據(jù)位按照行、列地址的順序輸出D1、D2…Dn和用于產(chǎn)生邊界控制信號的數(shù)據(jù)位De，經(jīng)鎖存器(46)在時鐘信號CLK控制下鎖存后產(chǎn)生控制信號uc1、uc2、…ucn以及邊界控制信號ue，輸出至視頻合成電路(60)。
3.如權(quán)利要求1所述的同屏幕實時顯示多路圖像的數(shù)字控制方法，其特征在于所述視頻合成電路(60)包括各模擬開關(guān)(61)、(62)…(6n)和(6e)，以及合成網(wǎng)絡(luò)(6s)，來自各攝像機的同步視頻信號uv1、uv2、…uvn分別送至相應(yīng)的模擬開關(guān)(61)、(62)…(6n)，在控制信號uc1、uc2、…ucn的控制下輸出信號uc1′、uc2′、…ucn′至所述合成網(wǎng)絡(luò)(6s)；再有來自同步信號發(fā)生電路(30)的信號usyn.s分別送至模擬開關(guān)(6e)和合成網(wǎng)絡(luò)(6s)，其中模擬開關(guān)(6e)取所述信號usyn.s中的復(fù)合消隱信號配合輸入的邊界控制信號ue一起產(chǎn)生信號usyn.s′輸入合成網(wǎng)絡(luò)(6s)，而所述信號usyn.s′中的復(fù)合同步信號則直接輸入合成網(wǎng)絡(luò)(6s)，最后由所述合成網(wǎng)絡(luò)(6s)將輸入的多路視頻和同步信號綜合成為合成視頻信號號us.v送至顯示器(70)。
4.如權(quán)利要求1所述的同屏幕實時顯示多路圖像的數(shù)字控制方法，其特征在于所述各同步信號usyn1、usyn2、…usyn和usyn.s中均包含行同步、場同步信號以及復(fù)合消隱和復(fù)合同步信號。
5.如權(quán)利要求1或2所述的同屏幕實時顯示多路圖像的數(shù)字控制方法，其特征在于所述顯示器(70)按照625行PAL制式顯示圖像，全屏幕按512行×512列數(shù)字化圖像劃分并實現(xiàn)控制，但并不對實際圖像信號進行數(shù)字化處理。
6.如權(quán)利要求1所述的同屏幕實時顯示多路圖像的數(shù)字控制方法，其特征在于所述同屏幕顯示是在所述顯示器(70)的屏幕上，左半部顯示左側(cè)攝像機攝取的圖像，右半部顯示右側(cè)攝像機攝取的圖像。
7.如權(quán)利要求1所述的同屏幕實時顯示多路圖像的數(shù)字控制方法，其特征在于所述同屏幕顯示是在所述顯示器(70)的屏幕上，左1/3部分和右1/3部分分別顯示左、右側(cè)攝像機攝取的圖像，中間1/3面積則顯示后視攝像機攝取的圖像。
8.一種同屏幕顯示多路圖像的數(shù)字控制系統(tǒng)，包括攝像機(21)、(22)、…(2n)和顯示器(70)，其特征在于還包括與顯示器(70)連接的控制器(10)、同步信號發(fā)生電路(30)、控制邏輯產(chǎn)生電路(40)和視頻合成電路(60)，由所述同步信號發(fā)生電路(30)發(fā)生并送出不少于兩路的、同相位的攝像機同步信號usyn1、usyn2、…usynn至各攝像機(21)、(22)…(2n)；所述同步信號發(fā)生電路(30)同時再分別送出各一路同相位的同步usyn和usyn.s至控制邏輯產(chǎn)生電路(40)和視頻合成電路(60)，由所述電路(40)產(chǎn)生對應(yīng)于所述攝像機(21)、(22)、…(2n)的控制信號uc1、uc2、…ucn，連同各該攝像機輸出的同步視頻信號uv1、uv2、…uvn，一齊輸入視頻合成電路；所述視頻合成電路(60)綜合所有輸入信號后輸出合成視頻信號us.v至顯示器(70)。
9.如權(quán)利要求8所述的同屏幕實時顯示多路圖像的數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于所述控制邏輯產(chǎn)生電路(40)包括行、列地址產(chǎn)生電路(42)、可編程存儲器(44)和鎖存器(46)，同步信號usyn輸入至行、列地址產(chǎn)生電路(42)，按照顯示器(70)屏幕上各路視頻信號圖像既定的相對位置關(guān)系，全屏幕按數(shù)字化圖像作行、列劃分，所述地址產(chǎn)生電路(42)輸出行地址和列地址信號至可編程存儲器(44)，該存儲器(44)的不同數(shù)據(jù)位按照行、列地址的順序輸出D1、D2…Dn和用于產(chǎn)生邊界控制信號的數(shù)據(jù)位De，經(jīng)鎖存器(46)在時鐘信號CLK控制下鎖存后產(chǎn)生控制信號uc1、uc2、…ucn以及邊界控制信號ue，輸出至視頻合成電路(60)。
10.如權(quán)利要求8所述的同屏幕實時顯示多路圖像的數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于所述視頻合成電路(60)包括各模擬開關(guān)(61)、(62)…(6n)和(6e)，以及合成網(wǎng)絡(luò)(6s)，來自各攝像機的同步視頻信號uv1、uv2、…uvn分別送至相應(yīng)的模擬開關(guān)(61)、(62)…(6n)，在控制信號uc1、uc2、…的控制下輸出信號uc1′、uc2′、…ucn′至所述合成網(wǎng)絡(luò)(6s)；再有來自同步信號發(fā)生電路(30)的信號usyn.s分別送至模擬開關(guān)(6e)和合成網(wǎng)絡(luò)(6s)，其中模擬開關(guān)(6e)取所述信號usyn.s中的復(fù)合消隱信號配合輸入的邊界控制信號ue一起產(chǎn)生信號usyn.s′輸入合成網(wǎng)絡(luò)(6s)，而所述信號usyn.s′中的復(fù)合同步信號則直接輸入合成網(wǎng)絡(luò)(6s)，最后由所述合成網(wǎng)絡(luò)(6s)將輸入的多路視頻和同步信號綜合成為合成視頻信號號us.v送至顯示器(70)。
全文摘要
一種同屏幕實時顯示多路圖像的數(shù)字控制方法及系統(tǒng),包括要有一個顯示器(70)和多臺攝像機(21)、(22)...(2n),其方法包括由同步信號發(fā)生電路(30)發(fā)生并送出不少于兩路的、同相位的攝像機同步信號usyn1、usyn2、...usynn至各攝像機(21)、(22)...(2n)等步驟,其系統(tǒng)還包括控制器(10)、控制邏輯產(chǎn)生電路(40)及視頻合成電路(60)等裝置。本發(fā)明可在一個屏幕上同時顯示多個視角的圖像,方便汽車駕駛員觀察車輛周圍環(huán)境;同時可節(jié)省視鏡占用的空間,增強在擁擠環(huán)境下駕車的靈活性。
文檔編號H04N7/18GK1378383SQ01129999
公開日2002年11月6日 申請日期2001年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月27日
發(fā)明者李海舟 申請人:李海舟