專利名稱：一種用于led全彩顯示屏的視頻處理器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻信號(hào)處理和圖像顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別是適用于LED彩色顯示屏的視頻信號(hào)采集、處理和顯示技術(shù)。
背景技術(shù)：
LED視頻全彩顯示屏在播放視頻圖像前，需要對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行專門處理。由于目前尚無專門用于LED全彩顯示屏的圖像源及其標(biāo)準(zhǔn)，因此長期以來，這一工作是由基于PC機(jī)的多媒體視頻卡來完成的。圖像視頻信號(hào)經(jīng)多媒體卡處理，在計(jì)算機(jī)顯示器屏幕上顯示出來，并同步送往LED顯示屏顯示。
多媒體視頻卡的缺點(diǎn)是1)依附于計(jì)算機(jī)的環(huán)境如果不經(jīng)過計(jì)算機(jī)，視頻源信號(hào)就無法直接進(jìn)入LED顯示屏顯示，這是不合理的。
2)視頻信號(hào)處理粗糙由于多媒體卡主控芯片的功能限制，在將視頻信號(hào)從模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，從隔行掃描變?yōu)橹鹦袙呙璧倪^程中，多媒體卡僅完成了基本的轉(zhuǎn)換功能，使其再現(xiàn)在LED顯示屏上的顯示功能和圖像質(zhì)量在細(xì)節(jié)處理上仍存在許多不足，諸如A/D轉(zhuǎn)換精度低；缺少動(dòng)態(tài)瞬時(shí)發(fā)光補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)色度改善等多種動(dòng)態(tài)圖像質(zhì)量的增強(qiáng)處理功能；沒有文本/圖像的屏幕迭加功能等。
3)不宜于升級(jí)由于多媒體卡不是專供LED顯示屏使用的部件產(chǎn)品，因此不適應(yīng)LED顯示屏的應(yīng)用發(fā)展要求，軟件不易升級(jí)，使其功能明顯落后于市場(chǎng)需求發(fā)展。
4)有的多媒體卡采用的主控芯片存在某些先天電路設(shè)計(jì)缺陷，也會(huì)無端給LED顯示質(zhì)量造成影響。
近年來也有適用于LED顯示屏的專用視頻卡問世，例如北京銀河電腦公司開發(fā)的JMC-LED專用視頻卡。但仍存在諸如依賴于計(jì)算機(jī)、RGB信號(hào)灰度調(diào)節(jié)級(jí)數(shù)或者模數(shù)轉(zhuǎn)換精度等性能偏低的弊端，而且圖像細(xì)節(jié)處理受主控芯片的影響，功能也不盡完善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能顯著提高LED全彩顯示屏的畫面顯示品質(zhì)的視頻處理器，使LED全彩顯示屏的視頻處理不再依附于計(jì)算機(jī)，以彌補(bǔ)多媒體卡存在的缺陷。
本發(fā)明所提供的一種用于LED全彩顯示屏的視頻處理器，包括視頻處理主控模塊、微處理單元、只讀存貯模塊和幀緩存模塊、信號(hào)接口、輸出接口模塊和通信接口、串口通信模塊、電源模塊和電源接口，其特征在于所述視頻處理主控模塊分別與所述信號(hào)接口、輸出接口模塊、幀緩存模塊、微處理單元相連，所述微處理單元分別與只讀存貯模塊和串口通信模塊相連，所述串口通信模塊與通信接口相連，所述電源模塊與電源接口相連后分別向視頻處理主控模塊、幀緩存模塊、微處理單元、輸出接口模塊、只讀存貯模塊、串口通信模塊供電，其中視頻處理主控模塊，通過信號(hào)接口接收不同制式的各種視頻模擬信號(hào)，進(jìn)行輸入格式選擇、自動(dòng)增益控制(AGC)、10位視頻模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)、梳狀濾波解碼、根據(jù)時(shí)鐘和行、場(chǎng)同步信號(hào)對(duì)數(shù)據(jù)分割加工存貯、以及隔行變逐行、邊緣光滑處理和14D動(dòng)態(tài)圖像增強(qiáng)功能、γ校正等處理；幀緩存模塊，接收視頻處理主控模塊中的經(jīng)分割加工的數(shù)字處理信號(hào)，供視頻處理主控模塊讀寫存??；微處理單元，通過串口通信模塊，接收通信接口發(fā)來有關(guān)視頻的系統(tǒng)設(shè)置信息進(jìn)行處理，微處理單元(MCU)還可以從通信接口接收與屏幕迭加的圖文信息，并將信息送至視頻處理主控模塊，經(jīng)多重加工處理后產(chǎn)生的逐行掃描數(shù)字視頻信號(hào)，或者出現(xiàn)的圖文屏幕迭加信號(hào)由輸出接口模塊輸出；串口通信模塊，用以完成通信接口和微處理單元之間的電平轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)串行接收/發(fā)送驅(qū)動(dòng)功能；只讀存貯模塊，用作微處理單元的記憶存貯器，用于存放系統(tǒng)數(shù)據(jù)和微處理程序。
采用了上述的技術(shù)方案，根據(jù)LED全彩顯示屏視頻處理的實(shí)際需求，選用功能強(qiáng)大的視頻處理主控模塊，把來自各種視頻源的隔行模擬信號(hào)加工處理成具有R、G、B各8bit，256級(jí)灰度控制的逐行掃描數(shù)字信號(hào)，供LED全彩顯示屏驅(qū)動(dòng)顯示，同時(shí)以在屏顯示方式實(shí)現(xiàn)了圖文屏幕迭加和其他多種動(dòng)態(tài)圖像顯示的增強(qiáng)處理功能。本發(fā)明與其他LED顯示屏使用的視頻處理器(或卡)相比，不僅提高了產(chǎn)品的普適性，使顯示功能得到增強(qiáng)，改善了LED顯示品質(zhì)，而且使LED顯示屏的視頻處理不再依附于計(jì)算機(jī)，更便于系統(tǒng)集成、升級(jí)和功能擴(kuò)展，也因此提高了LED視頻顯示屏系統(tǒng)的綜合性能價(jià)格比。


圖1是本發(fā)明LED全彩顯示屏專用視頻處理器的原理框圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明，即一種用于LED全彩顯示屏的視頻處理器，包括視頻處理主控模塊1、微處理單元2、只讀存貯模塊3和幀緩存模塊4、信號(hào)接口5、輸出接口模塊6和通信接口7、串口通信模塊8、電源模塊10和電源接口9。
視頻處理主控模塊1分別與信號(hào)接口5、輸出接口模塊6、幀緩存模塊4、微處理單元2相連，微處理單元2分別與只讀存貯模塊3和串口通信模塊8相連，串口通信模塊8與通信接口7相連，電源模塊10與電源接口9相連后分別向視頻處理主控模塊1、幀緩存模塊4、微處理單元2、輸出接口模塊6、只讀存貯模塊3、串口通信模塊8供電。
視頻處理主控模塊1，通過信號(hào)接口5接收視頻模擬信號(hào)，進(jìn)行輸入格式選擇、自動(dòng)增益控制(AGC)、10位視頻模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)、梳狀濾波解碼、根據(jù)時(shí)鐘和行、場(chǎng)同步信號(hào)對(duì)數(shù)據(jù)分割加工存貯、以及隔行變逐行、邊緣光滑處理和14D動(dòng)態(tài)圖像增強(qiáng)功能、γ校正等處理。該視頻處理主控模塊1可采用Trident公司生產(chǎn)的型號(hào)為DPTV-3D的集成芯片。
幀緩存模塊4，接收視頻處理主控模塊1中的經(jīng)分割加工的數(shù)字處理信號(hào)，供視頻處理主控模塊1讀寫存取。該幀緩存模塊4可采用ISSI公司生產(chǎn)的型號(hào)為IS42S16100的集成芯片。
微處理單元(MCU)2，通過串口通信模塊(8)，接收通信接口7發(fā)來有關(guān)視頻的系統(tǒng)設(shè)置信息進(jìn)行處理，MCU微處理單元2還可以從通信接口(RS-232)7接收與屏幕迭加的圖文信息，并將信息送至視頻處理主控模塊1，經(jīng)多重加工處理后產(chǎn)生的逐行掃描數(shù)字視頻信號(hào)，或者出現(xiàn)的圖文屏幕迭加信號(hào)由輸出接口模塊6輸出。該微處理單元2可采用Winbond公司生產(chǎn)的型號(hào)為78E52的集成芯片。
串口通信模塊8，用以完成通信接口(7)和微處理單元(2)之間的電平轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)串行接收/發(fā)送驅(qū)動(dòng)功能。該串口通信模塊8可采用Maxim公司生產(chǎn)的型號(hào)為MAX202E的集成芯片。
只讀存貯模塊3可采用Atmel公司生產(chǎn)的型號(hào)為AT24C56的集成芯片。
本發(fā)明的工作流程欲在LED彩色顯示屏上顯示的視頻源，是各種模擬視頻信號(hào)。本發(fā)明的信號(hào)接口5提供S-Video、YCbCr和兩個(gè)復(fù)合視頻信號(hào)端口，以接收相應(yīng)的待加工信號(hào)，并支持NTSC(美國國家電視制式委員會(huì)National Television SystemsCommittee的縮寫，稱為正交平衡調(diào)幅制)、PAL(Phase Alternation Line相位逐行交變的縮寫)和SECAM(法文Sequential Couleur a Memoire順序傳送彩色與存儲(chǔ)的縮寫)制式。
視頻處理主控模塊1可用程序方式實(shí)現(xiàn)不同輸入格式的選擇，選中的視頻模擬信號(hào)經(jīng)自動(dòng)增益控制，通過10位模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，經(jīng)解碼后對(duì)亮度、色度進(jìn)行分離；根據(jù)時(shí)鐘和行、場(chǎng)同步信號(hào)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分割加工并存入幀緩存模塊4，供實(shí)時(shí)顯示調(diào)用；作為主畫面顯示的數(shù)字視頻信號(hào)在供輸出之前，通過進(jìn)一步主畫面處理，包括變隔行為逐行、邊緣光滑處理和14D動(dòng)態(tài)圖像增強(qiáng)功能，以進(jìn)一步完善和增強(qiáng)其顯示品質(zhì)，然后經(jīng)高級(jí)圖像處理(γ校正)后從輸出接口模塊6輸出逐行掃描三基色RGB具有各256級(jí)灰度控制的數(shù)字視頻信號(hào)。
為方便LED顯示屏的顯示調(diào)試，同時(shí)經(jīng)10位數(shù)模轉(zhuǎn)換，輸出RGB的模擬量，以供外接顯示器用作調(diào)試監(jiān)視信號(hào)。
MCU2是一個(gè)八位微處理器，它與電可擦除可編程只讀存貯器E2PROM連接，接受來自RS-232通信接口7的系統(tǒng)設(shè)置信息(如屏幕尺寸、制式、對(duì)比度、亮度、飽和度等)。欲迭加在主畫面上的非視頻文字圖形信息也經(jīng)過通信接口7和MCU 2，發(fā)往視頻處理主控模塊1處理。
對(duì)于欲迭加的非視頻圖文數(shù)據(jù)(稱為OSD數(shù)據(jù))，MCU 2可通過視頻處理主控模塊1將其存入幀緩存模塊4中的OSD存貯器。當(dāng)幀緩存4安排該迭加顯示時(shí)，新的OSD數(shù)據(jù)可寫入幀緩存4的另一OSD存貯區(qū)域，供以后顯示。MCU 2也可以為迭加顯示選定屏幕區(qū)域，屏幕迭加區(qū)域可作平面縮放調(diào)整，迭加顯示的內(nèi)容可在此區(qū)域內(nèi)上下翻卷。
非視頻圖文數(shù)據(jù)經(jīng)OSD顯示處理，與主畫面迭加并作α混合從輸出通道6輸出最終畫面信號(hào)。其中α混合是將非視頻圖文信息以透明，半透明或不透明的方式迭加在主畫面上，以實(shí)現(xiàn)更高的清晰度和分辨率，完美體現(xiàn)畫面的前景和背景。
實(shí)施本發(fā)明后的效果表現(xiàn)在1、輸出的24位逐行數(shù)字信號(hào)實(shí)現(xiàn)每種基色8bit，256級(jí)灰度顯示能力；2、支持NTSC，PAL，SECAM等各種制式；3、利用VBI(Vertical Blank Interval)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為視頻畫面增加閉路字幕；實(shí)現(xiàn)了文字圖形和視頻畫面的屏幕迭加功能；4、具有γ校正和α混合等高級(jí)圖像處理；5、10位ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換功能；6、最大支持1280×768的輸出顯示畫面；7、支持14種動(dòng)態(tài)圖像增強(qiáng)功能(簡(jiǎn)稱14D)1)動(dòng)態(tài)亮度改善2)動(dòng)態(tài)色度改善3)動(dòng)態(tài)掃描速度調(diào)節(jié)4)動(dòng)態(tài)數(shù)字梳狀濾波5)動(dòng)態(tài)適應(yīng)逐行信號(hào)靜態(tài)探測(cè)6)動(dòng)態(tài)幀過濾降噪處理7)動(dòng)態(tài)γ控制8)動(dòng)態(tài)黑色電平調(diào)整9)動(dòng)態(tài)亮度/對(duì)比度調(diào)節(jié)10)動(dòng)態(tài)幀/掃描率轉(zhuǎn)換11)動(dòng)態(tài)適應(yīng)平滑濾波
12)動(dòng)態(tài)白色峰值電平限制13)動(dòng)態(tài)亮度探測(cè)14)動(dòng)態(tài)數(shù)字SVGA迭加
權(quán)利要求
1.一種用于LED全彩顯示屏的視頻處理器，包括視頻處理主控模塊(1)、微處理單元(2)、只讀存貯模塊(3)和幀緩存模塊(4)、信號(hào)接口(5)、輸出接口模塊(6)和通信接口(7)、串口通信模塊(8)、電源模塊(10)和電源接口(9)，其特征在于所述視頻處理主控模塊分別與所述信號(hào)接口(5)、輸出接口模塊(6)、幀緩存模塊(4)、微處理單元(2)相連，所述微處理單元(2)分別與只讀存貯模塊(3)和串口通信模塊(8)相連，所述串口通信模塊(8)與通信接口(7)相連，所述電源模塊(10)與電源接口(9)相連后分別向視頻處理主控模塊(1)、幀緩存模塊(4)、微處理單元(2)、輸出接口模塊(6)、只讀存貯模塊(3)、串口通信模塊(8)供電，其中視頻處理主控模塊(1)，通過信號(hào)接口(5)接收不同制式的各種視頻模擬信號(hào)，進(jìn)行輸入格式選擇、自動(dòng)增益控制、10位視頻模數(shù)轉(zhuǎn)換、梳狀濾波解碼、根據(jù)時(shí)鐘和行、場(chǎng)同步信號(hào)對(duì)數(shù)據(jù)分割加工存貯、以及隔行變逐行、邊緣光滑處理和14D動(dòng)態(tài)圖像增強(qiáng)功能、γ校正的處理；幀緩存模塊(4)，接收視頻處理主控模塊(1)中的經(jīng)分割加工的數(shù)字處理信號(hào)，供視頻處理主控模塊(1)讀寫存??；微處理單元(2)，通過串口通信模塊(8)，接收通信接口(7)發(fā)來有關(guān)視頻的系統(tǒng)設(shè)置信息進(jìn)行處理，微處理單元(2)還可以從通信接口(7)接收與屏幕迭加的圖文信息，并將信息送至視頻處理主控模塊(1)，經(jīng)多重加工處理后產(chǎn)生的逐行掃描數(shù)字視頻信號(hào)，或者出現(xiàn)的圖文屏幕迭加信號(hào)由輸出接口模塊(6)輸出；串口通信模塊(8)，用以完成通信接口(7)和微處理單元(2)之間的電平轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)串行接收/發(fā)送驅(qū)動(dòng)功能；只讀存貯模塊(3)，用作微處理單元(2)的記憶存貯器，用于存放系統(tǒng)數(shù)據(jù)和微處理程序。
全文摘要
一種用于LED全彩顯示屏的視頻處理器，包括視頻處理主控模塊、微處理單元、只讀存貯模塊和幀緩存模塊、信號(hào)接口、輸出接口模塊和通信接口、串口通信模塊、電源模塊和電源接口，視頻處理主控模塊分別與信號(hào)接口、輸出接口模塊、幀緩存模塊、微處理單元相連，所述微處理單元分別與只讀存貯模塊和串口通信模塊相連，所述串口通信模塊與通信接口相連，所述電源模塊與電源接口相連后分別向視頻處理主控模塊、幀緩存模塊、微處理單元、輸出接口模塊、只讀存貯模塊、串口通信模塊供電。本發(fā)明提高了產(chǎn)品的普適性，使顯示功能得到增強(qiáng)，改善了LED顯示品質(zhì)，而且使LED顯示屏的視頻處理不再依附于計(jì)算機(jī)，更便于系統(tǒng)集成、升級(jí)和功能擴(kuò)展，也因此提高了LED視頻顯示屏系統(tǒng)的綜合性能價(jià)格比。
文檔編號(hào)H04N5/14GK1671180SQ20041001699
公開日2005年9月21日 申請(qǐng)日期2004年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月17日
發(fā)明者范剛, 王浩, 潘衛(wèi)正, 邱永紅 申請(qǐng)人:上海三思科技發(fā)展有限公司