一種大容量高清視頻矩陣系統(tǒng)及矩陣的實(shí)現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及視頻矩陣領(lǐng)域，特別涉及一種大容量高清視頻矩陣系統(tǒng)及矩陣的實(shí)現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，大容量高清視頻矩陣系統(tǒng)在視頻會議、指揮控制中心、公共交通和醫(yī)療等各個領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。在實(shí)際項(xiàng)目施工中，隨著通道數(shù)量的增加，布線施工愈趨復(fù)雜，顯示設(shè)備又往往設(shè)置在不同空間，大大增加了故障排查難度。OSD(On Screen Display)技術(shù)在顯示設(shè)備上顯示通道信息，是矩陣系統(tǒng)設(shè)計不可或缺的部分。
[0003]將被疊加的字符或圖像數(shù)據(jù)保存在FPGA內(nèi)部的ROM中，由內(nèi)部邏輯控制電路產(chǎn)生時序，在視頻信號上實(shí)現(xiàn)字符圖像的疊加，是最常見的方式。但這種技術(shù)方案會耗用大量的ROM資源，如果OSD的數(shù)據(jù)量太大，有時根本無法實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述耗用大量的ROM資源、在OSD的數(shù)據(jù)量太大時無法實(shí)現(xiàn)在視頻信號上進(jìn)行字符圖像的疊加的缺陷，提供一種降低ROM資源消耗、當(dāng)OSD的數(shù)據(jù)量太大時能實(shí)現(xiàn)在視頻信號上進(jìn)行字符圖像的疊加的大容量高清視頻矩陣系統(tǒng)及矩陣的實(shí)現(xiàn)方法。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種大容量高清視頻矩陣系統(tǒng)，包括人機(jī)交互單元、主控板、輸出板和背板卡槽，所述主控板分別與所述人機(jī)交互單元和輸出板連接，所述輸出板還與所述背板卡槽連接，所述人機(jī)交互單元包括上位機(jī)或觸摸屏，所述觸摸屏設(shè)有OSD使能開關(guān)，所述主控板包括第一 MCU，所述輸出板包括第二 MCU和FPGA，所述背板卡槽設(shè)有EEPR0M，所述上位機(jī)或觸摸屏將OSD開關(guān)信號傳送給所述第一MCU,所述第一 MCU收到所述OSD開關(guān)信號并將其傳送給所述第二 MCU，所述第二 MCU對所述OSD開關(guān)信號進(jìn)行解析、同時讀取所述EEPROM獲取所述輸出板的通道位置信息，所述第二MCU通過串口向所述FPGA發(fā)送OSD開關(guān)信號和所述輸出板的通道位置信息，所述FPGA獲取所述OSD開關(guān)信號和所述輸出板對應(yīng)的通道號、將所述輸出板對應(yīng)的通道號嵌入視頻數(shù)據(jù)流或者從視頻數(shù)據(jù)流中去除、并將需要疊加的字符設(shè)計成指定大小的點(diǎn)陣形式進(jìn)行保存。
[0006]在本發(fā)明所述的大容量高清視頻矩陣系統(tǒng)中，所述FPGA包括串口解析模塊、OSD嵌入模塊、OSD字符編碼模塊、視頻流輸入模塊和視頻流輸出模塊，所述串口解析模塊與所述第二 MCU連接、用于解析所述OSD開關(guān)信號和所述輸出板對應(yīng)的通道號，所述OSD嵌入模塊與所述串口解析模塊連接、用于判斷所述OSD開關(guān)信號并將所述輸出板對應(yīng)的通道號嵌入視頻數(shù)據(jù)流或者從視頻數(shù)據(jù)流中去除，所述OSD字符編碼模塊與所述OSD嵌入模塊連接、用于將需要疊加的字符設(shè)計成指定大小的點(diǎn)陣形式進(jìn)行保存，所述視頻流輸入模塊與所述OSD嵌入模塊連接、用于視頻流的輸入，所述視頻流輸出模塊與所述OSD嵌入模塊連接、用于視頻流的輸出。
[0007]在本發(fā)明所述的大容量高清視頻矩陣系統(tǒng)中，所述第一 MCU通過CAN總線通道與所述第二 MCU通訊，所述第二 MCU通過I2C總線與所述EEPROM通訊。
[0008]在本發(fā)明所述的大容量高清視頻矩陣系統(tǒng)中，所述指定大小為5行10列。
[0009]本發(fā)明還涉及一種大容量高清視頻矩陣的實(shí)現(xiàn)方法，包括如下步驟:
[0010]A)用戶通過上位機(jī)或觸摸屏的OSD使能開關(guān)打開或關(guān)閉矩陣系統(tǒng)的OSD功能；
[0011]B)所述上位機(jī)或觸摸屏通過串口向第一 MCU傳送OSD開關(guān)信號，所述第一 MCU收到所述OSD開關(guān)信號，通過CAN總線通道通知矩陣系統(tǒng)的第二 MCU打開或關(guān)閉OSD顯示；
[0012]C)所述第二 MCU解析所述OSD開關(guān)信號，同時通過I2C總線讀取背板卡槽上的EEPROM獲取輸出板的通道位置信息；
[0013]D)所述第二 MCU通過串口向FPGA傳遞所述OSD開關(guān)信號和所述輸出板的通道位置信息；
[0014]E)所述FPGA內(nèi)部通過解析串口時序獲取所述OSD開關(guān)信號和所述輸出板對應(yīng)的通道號；
[0015]F)0SD嵌入模塊判斷所述OSD開關(guān)信號，并根據(jù)判斷結(jié)果確定將所述輸出板對應(yīng)的通道號嵌入視頻數(shù)據(jù)流或從視頻數(shù)據(jù)流中去除；
[0016]G)OSD字符編碼模塊將需要疊加的字符設(shè)計成指定大小的點(diǎn)陣形式進(jìn)行保存。
[0017]在本發(fā)明所述的大容量高清視頻矩陣的實(shí)現(xiàn)方法中，所述步驟F)進(jìn)一步包括:
[0018]Fl)所述OSD嵌入模塊判斷OSD開關(guān)信號是否是使能信號，如是，執(zhí)行步驟F2);否貝1J，直接將輸入的視頻數(shù)據(jù)流打拍輸出；
[0019]F2)對輸入的視頻數(shù)據(jù)流的像素時鐘、行同步信號和場同步信號進(jìn)行計數(shù)，得到視頻數(shù)據(jù)的有效區(qū)域的像素坐標(biāo)，執(zhí)行步驟F3);
[0020]F3)判斷所述像素坐標(biāo)是否落在需要嵌入的OSD區(qū)域的范圍內(nèi)，如是，執(zhí)行步驟F4);否則，直接輸出視頻數(shù)據(jù)流；
[0021 ] F4)對所述像素坐標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)換并傳送到OSD字符編碼模塊，把從所述OSD字符編碼模塊讀取的編碼數(shù)據(jù)嵌入到輸入的視頻數(shù)據(jù)流。
[0022]在本發(fā)明所述的大容量高清視頻矩陣的實(shí)現(xiàn)方法中，所述OSD嵌入模塊預(yù)設(shè)所述OSD區(qū)域的行總像素和列總像素，并將所述OSD區(qū)域的行總像素和列總像素傳送到所述OSD字符編碼模塊。
[0023]在本發(fā)明所述的大容量高清視頻矩陣的實(shí)現(xiàn)方法中，所述步驟F4)中，OSD字符編碼模塊接收OSD嵌入模塊發(fā)送的坐標(biāo)，根據(jù)所述坐標(biāo)在所述OSD區(qū)域內(nèi)的位置輸出對應(yīng)的視頻顏色數(shù)據(jù)。
[0024]在本發(fā)明所述的大容量高清視頻矩陣的實(shí)現(xiàn)方法中，所述指定大小為5行10列。
[0025]實(shí)施本發(fā)明的大容量高清視頻矩陣系統(tǒng)及矩陣的實(shí)現(xiàn)方法，具有以下有益效果:由于使用人機(jī)交互單元、主控板、輸出板和背板卡槽，人機(jī)交互單元包括上位機(jī)或觸摸屏，觸摸屏設(shè)有OSD使能開關(guān)，主控板包括第一 MCU，輸出板包括第二 MCU和FPGA，背板卡槽設(shè)有EEPR0M，上位機(jī)或觸摸屏將OSD開關(guān)信號傳送給第一 MCU，第一 MCU收到OSD開關(guān)信號并將其傳送給第二 MCU，第二 MCU對OSD開關(guān)信號進(jìn)行解析、同時讀取EEPROM獲取輸出板的通道位置信息，第二 MCU通過串口向FPGA發(fā)送OSD開關(guān)信號和輸出板的通道位置信息，F(xiàn)PGA獲取OSD開關(guān)信號和所述輸出板對應(yīng)的通道號、將通道號嵌入視頻數(shù)據(jù)流或者從視頻數(shù)據(jù)流中去除、并將需要疊加的字符設(shè)計成指定大小的點(diǎn)陣形式進(jìn)行保存，這樣就不需要占用FPGA內(nèi)部的ROM，所以其降低ROM資源消耗、當(dāng)OSD的數(shù)據(jù)量太大時能實(shí)現(xiàn)在視頻信號上進(jìn)行字符圖像的疊加。
【附圖說明】
[0026]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0027]圖1為本發(fā)明大容量高清視頻矩陣系統(tǒng)及矩陣的實(shí)現(xiàn)方法一個實(shí)施例中大容量高清視頻矩陣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2為所述實(shí)施例中大容量高清視頻矩陣的實(shí)現(xiàn)方法的流程圖；
[0029]圖3為所述實(shí)施例中OSD嵌入模塊判斷OSD開關(guān)信號，并根據(jù)判斷結(jié)果確定將輸出板對應(yīng)的通道號嵌入視頻數(shù)據(jù)流或從視頻數(shù)據(jù)流中去除的具體流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0031]在本發(fā)明大容量高清視頻矩陣系統(tǒng)及矩陣的實(shí)現(xiàn)方法實(shí)施例中，其大容量高清視頻矩陣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。圖1中，該大容量高清視頻矩陣系統(tǒng)包括人機(jī)交互單元1、主控板2、輸出板3和背板卡槽4，主控板2分別與人機(jī)交互單元I和輸出板3連接，輸出板3還與背板卡槽4連接，人機(jī)交互單元I包括上位機(jī)或觸摸屏，觸摸屏設(shè)有OSD使能開關(guān)(圖中未示出)，主控板2包括第一 MCU21，輸出板3包括第二 MCU31和FPGA，背板卡槽4設(shè)有EEPR0M(圖中未示出)，上位機(jī)或觸摸屏將OSD開關(guān)信號傳送給第一 MCU21，第一MCU21收到OSD開關(guān)信號并將其傳送給第二 MCU31，第二 MCU31對OSD開關(guān)信號進(jìn)行解析、同時讀取EEPROM獲取輸出板3的通道位置信息，第二 MCU31通過串口向FPGA發(fā)送OSD開關(guān)信號和輸出板3的通道位置信息，F(xiàn)PGA獲取OSD開關(guān)信號和輸出板3對應(yīng)的通道號、將輸出板3對應(yīng)的通道號嵌入視頻數(shù)據(jù)流或者從視頻數(shù)據(jù)流中去除、并將需要疊加的字符設(shè)計成指定大小的點(diǎn)陣形式進(jìn)行保存。這樣就不需要占用FPGA內(nèi)部的R0M，所以其降低ROM資源消耗、當(dāng)OSD的數(shù)據(jù)量太大時能實(shí)現(xiàn)在視頻信號上進(jìn)行字符圖像的疊加。
[0032]本實(shí)施例中，F(xiàn)PGA包括串口解析模塊32、OSD嵌入模塊33、OSD字符編碼模塊34、視頻流輸入模塊35和視頻流輸出模塊36，串口解析模塊32與第二 MCU31連接、用于解析OSD開關(guān)信號和輸出板對應(yīng)的通道號，OSD嵌入模塊33與串口解析模塊32連接、用于判斷OSD開關(guān)信號并將輸出板對應(yīng)的通道號嵌入視頻數(shù)據(jù)流或者從視頻數(shù)據(jù)流中去除，OSD字符編碼模塊34與OSD嵌入模塊33連接、用于將需要疊加的字符設(shè)計成指定大小的點(diǎn)陣形式進(jìn)行保存，視頻流輸入模塊35與OSD嵌入模塊33連接、用于視頻流的輸入，視頻流輸出模塊36與OSD嵌入模塊33連接、用于視頻流的輸出。本實(shí)施例中，上述指定大小為5行10列，也就是5 - 10的點(diǎn)陣。當(dāng)然，在本實(shí)施例的一些情況下，指定大小可根據(jù)具體情況進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。
[0033]本實(shí)施例中，第一 MCU21通過CAN總線通道與第二 MCU31通訊，第二 MCU31通過I2C總線與EEPROM通訊。
[0034]本實(shí)施例還涉及一種大容量高清視頻矩陣的實(shí)現(xiàn)方法，其流程圖如圖2所示。圖2中，該大容量高清視頻矩陣系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法包括如下步驟:
[0035]步驟SOl用戶通過上位機(jī)或觸摸屏的OSD使能開關(guān)打開或關(guān)閉矩陣系統(tǒng)的OSD功能:本步驟中，戶通過上位機(jī)或觸摸屏的OSD使能開關(guān)打開或關(guān)閉矩陣系統(tǒng)(即大容量高清視頻矩陣系統(tǒng))的OSD功能。
[0036]步驟S02上位機(jī)或觸摸屏通過串口向第一 MCU傳送OSD開關(guān)信號，第一 MCU收到OSD開關(guān)信號，