一種led顯示屏音視頻控制裝置及led顯示屏的製作方法

2023-05-30 03:11:16 2

專利名稱：一種led顯示屏音視頻控制裝置及led顯示屏的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於LED顯示控制領域，尤其涉及一種LED顯示屏音視頻控制裝置及 LED顯示屏。
背景技術：
在現有的能夠支持高清視頻圖像顯示的高解析度視頻拼接的放大器產品中，主要 都是針對LCD、DLP等大型幕牆開發，可以實現視頻圖像的分區擴展，但這些產品的應用特 性不能滿足超高解析度的LED顯示屏的顯示控制需求，例如大型LED顯示屏不存在拼縫問 題。而目前專用於超高解析度LED顯示屏的視頻拼接放大器結構有兩種一種是採用計算 機總線式板卡設計，其結構相對複雜，價格高昂，尤其是國外產品。一種是單個LED視頻處 理器級聯，但一般只適用於顯卡高解析度輸出模式的分區顯示，沒有分區再放大功能，尤其 是對HD-SDI高清視頻輸入沒有分區再放大功能，且單機輸出解析度一般僅為1024X768， 不能滿足超高解析度輸出要求。

實用新型內容本實用新型實施例的目的在於提供一種LED顯示屏音視頻控制裝置，旨在解決目 前專用於超高解析度LED顯示屏的視頻拼接放大器結構相對複雜，價格高昂以及單個LED 視頻處理器不支持HD-SDI高清視頻輸入分區再放大功能的問題。本實用新型實施例是這樣實現的，一種LED顯示屏音視頻控制裝置，所述裝置包 括多級級聯的電路結構相同的視頻放大器；所述每級視頻放大器電路包括音視頻輸入接口、音視頻處理模塊、視頻截取轉換 模塊、視頻再放大模塊、視頻輸出模塊、HD-SDI解串器、DVI視頻轉換器、DVI輸出接口、音頻 輸出模塊、HD-SDI串行器、VGA視頻轉換器、HD-SDI選通器、HD-SDI輸出接口、VGA輸出接 Π ；所述音視頻輸入接口，用於接收輸入的音視頻信號，並且將HD-SDI音視頻信號輸 出到所述HD-SDI解串器，其餘音視頻信號輸出到所述音視頻處理模塊；所述音視頻處理模塊，用於對音視頻信號作解碼、切換和信號轉換處理，並根據指 令選擇設定的視頻輸入作信號轉換處理，統一生成標準的數字高清視頻信號和音頻信號輸 出到視頻截取轉換模塊，音頻信號還輸出到音頻輸出模塊；所述音頻輸出模塊，用於接收輸出所述音視頻處理模塊輸入的音頻信號；所述HD-SDI解串器解出的3G/H/SD-SDI差分高清音視頻信號輸出到所述視頻截 取轉換模塊，環路輸出到所述HD-SDI選通器；所述視頻截取轉換模塊，用於接收所述音視頻處理模塊輸出的標準數字高清音視 頻信號和對來自所述HD-SDI解串器的差分高清音視頻信號進行解串處理，生成另一路標 準的數字高清音視頻信號輸入到所述音視頻處理模塊；同時，根據控制指令在兩路標準數 字高清視頻信號中選擇一路標準數字高清視頻信號作為予以播放的視頻節目，並在其高清視頻信號流中冗餘截取所屬區域的原始視頻數據輸出到所述視頻再放大模塊，同時還將選 定的標準數字高清音視頻信號進行差分轉換輸送到所述HD-SDI串行器；所述視頻再放大模塊，用於根據指令對所述視頻截取轉換模塊輸出的視頻數據作 比例非線性再放大和圖像優化處理，輸出到所述視頻輸出模塊；所述視頻輸出模塊，根據指令準確截取所屬區域的原始視頻數據輸出到所述DVI 視頻轉換器和VGA視頻轉換器中；所述DVI視頻轉換器，將截取放大的視頻信號轉換成DVI信號，通過所述DVI輸出 接口向外輸送；所述HD-SDI串行器，將來自所述視頻截取轉換模塊的差分標準高清音視頻信號 作並串轉換處理，生成一路3G串行HD-SDI信號輸送到所述HD-SDI選通器中；所述VGA視頻轉換器，將截取放大的視頻信號轉換成VGA信號，通過所述VGA輸出 接口進行輸出；所述HD-SDI選通器，可對來自所述視頻截取轉換模塊的高清音視頻信號或來自 所述HD-SDI解串器環路輸出的原始高清音視頻信號作選擇，輸出到所述HD-SDI輸出接 Π ；所述HD-SDI輸出接口，用於將續傳的高清音視頻信號輸出到下一級視頻處理放 大器的HD-SDI輸入。進一步的，所述裝置還包括液晶輸出接口，接收來自於所述視頻輸出模塊的輸出的視頻信號，將視頻信號進 行輸出。進一步的，所述裝置還包括 計算機控制接口，用於對各晶片的PC控制設定操作。進一步的，所述裝置還包括按鍵紅外輸入接口，用於無計算機時人工操作的功能設定鍵和紅外輸入處理電路。本實用新型實施例的另一目的在於提供一種包含上述裝置的LED顯示屏。本實用新型實施例由音視頻輸入接口、HD-SDI解串器、音視頻處理模塊、視頻截 取轉換模塊、視頻再放大模塊、視頻輸出模塊、DVI視頻轉換器、VGA視頻轉換器、HD-SDI串 行器、HD-SDI選通器、DVI輸出接口、VGA輸出接口等構成，可以支持1920X1080P 3G/HD/ SD-SDI三速高清輸入，並具備高清視頻圖像分區再放大顯示功能，可以用於超高解析度的 LED顯示屏顯示。

圖1是本實用新型實施例提供的LED顯示屏音視頻控制裝置的結構示意圖；圖2是本實用新型實施例提供的每級視頻放大器電路的結構示意圖；圖3是本實用新型實施例提供的LED顯示屏音視頻控制裝置的電路圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施
5例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋 本實用新型，並不用於限定本實用新型。本實用新型實施例由音視頻輸入接口、HD-SDI解串器、音視頻處理模塊、視頻截取 轉換模塊、視頻再放大模塊、視頻輸出模塊、DVI視頻轉換器、VGA視頻轉換器、HD-SDI串行 器、HD-SDI選通器、DVI輸出接口、VGA輸出接口等構成，提供了一種可以支持1920 X 1080P 視頻傳輸的3G-SDI(3G是指SDI信號的數據傳輸率為3G bps)接口，並具備高清視頻圖像 分區再放大顯示功能，用於超高解析度顯示、級聯設計的LED顯示屏視頻處理器。圖1示出了本實用新型實施例提供的LED顯示屏音視頻控制裝置的結構，為了便 於說明，僅示出了與本實用新型實施例相關的部分。該裝置可以是內置於LED顯示屏中的軟體單元或硬體單元或者軟硬體相結合的 單元。該裝置可以由多級級聯的視頻放大器構成，以下以四級級聯的視頻放大器為例進 行說明。該裝置包括一組通過HD-SDI 口四級聯的視頻放大器18_21，每級視頻放大器電路 結構相同，其內部電路結構如圖2所示。圖2中，視頻放大器包括音視頻輸入接口 1、音視頻處理模塊2、視頻截取轉換模塊 3、視頻再放大模塊4、視頻輸出模塊5、液晶輸出接口 6、計算機控制接口 7、按鍵紅外輸入接 口 8、HD-SDI解串器9、DVI視頻轉換器10、DVI輸出接口 11、音頻輸出模塊12、HD_SDI串行 器13、VGA視頻轉換器14、HD-SDI選通器15、HD-SDI輸出接口 16、VGA輸出接口 17。音視頻輸入接口 1，用於接收輸入的音視頻信號，並且將HD-SDI音視頻信號輸出 到HD-SDI解串器9，其餘音視頻信號輸出到音視頻處理模塊2。音視頻處理模塊2，用於對音視頻輸入信號的解碼和切換，並根據指令選擇設定的 視頻輸入作信號轉換處理，統一生成標準的24/30/36RGB 1920X 1080P的高清視頻信號輸 出到視頻截取轉換模塊3，音頻輸出到視頻截取轉換模塊3和音頻輸出模塊12。音頻輸出模塊12，用於接收輸出音視頻處理模塊2輸入的音頻信號。具有環路輸出功能HD-SDI解串器9，HD-SDI解串器9對3G/HD/SD-SDI高清輸入 信號進行解碼，解出的差分高清音視頻信號輸出到視頻截取轉換模塊3，環路高清音視頻信 號輸出到HD-SDI選通器15。視頻截取轉換模塊3，其一用於接收來自音視頻處理模塊2的數字高清音視頻信 號和來自HD-SDI解串器9的差分高清音視頻信號，並對差分高清視頻信號進行解串處理， 生成另一路標準的數字高清視頻信號和音頻信號輸入到音視頻處理模塊2 ；其二根據控制 指令在2路標準高清視頻信號中選擇一路標準數字高清視頻信號作為予以播放的標準高 清視頻節目，並在其標準高清視頻信號流中冗餘截取所屬區域的原始視頻數據輸出到視頻 再放大模塊4 ；其三將選定的標準數字高清視頻信號轉換成5bit寬度的LVDS數據總線信 號送到HD-SDI串行器13。視頻再放大模塊4，用於根據指令對視頻截取轉換模塊3輸出的視頻數據作比例 非線性再放大和圖像優化處理，輸出到視頻輸出模塊5。視頻輸出模塊5，根據指令準確截取所屬區域的原始視頻數據輸出到DVI視頻轉 換器10和VGA視頻轉換器14中，視頻輸出模塊5還與液晶輸出接口 6相連。[0043]液晶輸出接口 6，將來自視頻輸出模塊5的OSD菜單信息送到面板的小型液晶顯示 模塊，用於顯示鍵盤和紅外人工控制時的設定操作。計算機控制接口 7，是雙線或三線串行接口，用於對各主晶片的PC控制設定操作。按鍵紅外輸入接口 8，指人工操作的功能設定鍵和紅外輸入處理電路，用於無計算 機時對各主晶片的功能控制設定操作。DVI視頻轉換器10，將截取放大的視頻信號轉換成DVI信號，通過DVI輸出接口 11 輸出給LED控制器使用。HD-SDI串行器13，將來自視頻截取轉換模塊3的差分標準高清音視頻信號作並串 轉換處理，生成一路3G差分串行HD-SDI信號到HD-SDI選通器15中。VGA視頻轉換器14，將截取放大的視頻信號轉換成VGA信號，通過VGA輸出接口 17 輸出給監視器。HD-SDI選通器15，可對來自視頻截取轉換模塊3的標準高清音視頻信號或來自 HD-SDI解串器9環路輸出的原始高清音視頻信號作選擇，輸出到HD-SDI輸出接口 16。HD-SDI輸出接口 16，將續傳的高清音視頻信號通過HD-SDI輸出接口 16輸出到下 一級視頻處理放大器的HD-SDI輸入接口。圖3示出了本實用新型實施例提供的LED顯示屏音視頻控制裝置的電路圖，為了 便於說明，僅示出了與本實用新型實施例相關的部分。音視頻輸入接口 1與音視頻處理模塊2相連接，將輸入的HD-SDI音視頻信號輸出 到HD-SDI解串器9，其餘音視頻信號傳輸到音視頻處理模塊2中。音視頻處理模塊2生成標準的24/30/36RGB 1920 X 1080P的高清視頻信號輸出到 視頻截取轉換模塊3，音頻輸出到視頻截取轉換模塊3和音頻輸出模塊12。HD-SDI解串器9解出的差分高清音視頻信號輸出到視頻截取轉換模塊3，環路輸 出到HD-SDI選通器15。視頻截取轉換模3和音視頻處理模塊2、HD-SDI解串器9、視頻再放大模塊4、 HD-SDI串行器13相連接。視頻截取轉換模3塊對來自HD-SDI解串器9的差分高清音視 頻信號進行解串處理，生成另一路標準的數字高清音視頻信號輸入到音視頻處理模塊2，同 時根據控制指令對來自音視頻處理模塊2、HD-SDI解串器9的2路標準高清視頻信號中選 擇一路作為予以播放的標準高清視頻節目，並在其標準高清視頻信號流中冗餘截取所屬區 域的原始視頻數據輸出到視頻再放大模塊4，同時還將播放的標準高清音視頻信號轉換成 5bit寬度的LVDS數據總線信號送到HD-SDI串行器13。視頻再放大模塊4根據指令對視頻截取轉換模塊3輸出的視頻數據作比例非線性 再放大和圖像優化處理，輸出到視頻輸出模塊5。視頻輸出模塊5根據指令準確截取所屬區域的原始視頻數據輸出到DVI視頻轉換 器10和VGA視頻轉換器14中，視頻輸出模塊5還與液晶輸出接口 6相連。DVI視頻轉換器 10將截取放大的視頻信號轉換成DVI信號，通過DVI輸出接口 11輸出給LED控制器使用。VGA視頻轉換器14將截取放大的視頻信號轉換成VGA信號，通過VGA輸出接口 17 輸出給監視器。HD-SDI串行器13將來自視頻截取轉換模塊3的5位LVDS數據總線標準高清音視 頻信號作並串轉換處理，生成一路差分串行HD-SDI信號到HD-SDI選通器15中。[0060]HD-SDI選通器15可對來自視頻截取轉換模塊3的標準高清音視頻信號或來自 HD-SDI解串器9環路輸出的原始高清音視頻信號作選擇，輸出到HD-SDI輸出接口 16，之後 信號通過HD-SDI輸出接口 16輸出到下一級視頻處理放大器的HD-SDI輸入口。按鍵紅外輸入接口 8指脫機時人工操作的功能設定鍵和紅外輸入處理電路。計算機控制接口 7是雙線或三線串行接口，用於PC機對各主晶片的控制設定操 作。液晶輸出接口 6的輸入信號來自於視頻輸出模塊5的OSD菜單信息，輸出到面板的小 型液晶顯示模塊中，用於無計算機時採用鍵盤和紅外人工設定功能的操作顯示。作為本實用新型的一優選實施例，音視頻輸入接口 1包括各種模擬、數字接口，如 RGB、AV、Svideo、YPbPr、YCbCr、標清和高清 SDI/HD-SDI/3G-SDI 音視頻輸入、兩路 HDMI/DVI 以及Playport接口，其接口類型和數量由音視頻處理模塊採用的主晶片類型和用戶需求 確定，例如Playport接口為可選輸入。作為本實用新型的一優選實施例，HD-SDI解串器9優先選取具有3G/HD/SD三速 的，並具有環路輸出功能的HD-SDI解串器9，其晶片可以採用LMH0341/41/71或其它晶片。作為本實用新型的一優選實施例，音視頻處理模塊2的主晶片優選支持多種模 擬、數字音視頻輸入的單晶片音視頻處理器，如支持HDMI1. 3,DisplayPort輸入和雙IObit ADCs、雙LVDS輸出的FLI32656H或無DisplayPort輸入、單LVDS輸出的FLI32652H或僅具 有24-bit RGB輸出的FLI2300、WSC2010及其它晶片。作為本實用新型的一優選實施例，視頻截取轉換模塊3的主晶片為FPGA，內部具 有多個速率可達3. 125G的Serdes。三速(3G/HD/SD)串行數字接口和具有多個3. 125G Serdes通道的FPGA相結合，只需一條電纜便可傳送無壓縮的1080p50/60信號。作為本實用新型的一優選實施例，視頻再放大模塊4的主晶片為支持 24/30/36-bit RGB輸入輸出的高檔IObit視頻縮放晶片ABT1030或支持24/30_bitRGB 輸入輸出的IObit視頻縮放晶片FLI32656H、FLI32652H或雙通道視頻縮放晶片GF9351、 GF9450、GF9452，以及 24-bit RGB 輸入輸出的 FLI2300、WSC2010 及其它晶片。作為本實用新型的一優選實施例，視頻輸出模塊5根據指令準確截取所屬區域的 原始視頻數據，按24/30/36-bit RGB模式輸出到DVI視頻轉換器106和VGA視頻轉換器 107，其主晶片可以採用FPGA。作為本實用新型的一優選實施例，HD-SDI串行器13將來自視頻截取轉換模塊3的 標準高清音視頻信號作並串轉換處理，生成串行HD-SDI信號到HD-SDI選通器15，其晶片優 選3G/HD/SD三速串行器LMH0340/50/70或其它晶片。本實用新型實施例提供的級聯LED視頻放大器針對LED顯示屏量身設計，具有以 下有益效果1.採用了目前先進的可降低系統成本和功耗的3G-SDI (SMPTE424M)連接方案三 速(3G/HD/SD)串行數字接口和具有多個3. 125G Serdes通道的FPGA相結合，只需一條電 纜便可傳送無壓縮的1080p50/60信號；2.具有3G-SDI環路或非環路輸出，因而支持任何視頻信號的續流輸出；3.支持多種模擬、數字輸入、輸出源，包括RGB、AV、Svideo、YPbPr, YCbCr、標清和 高清SDI/HD-SDI音視頻輸入、兩路HDMI/DVI以及DisplayPort接口 ；4.通過一級視頻處理和放大，統一生成標準的24/30-bit RGB 1920X1080P的
8高清視頻數據流，在此基礎上進行二次截取再放大，與傳統的24-bit RGB1280X 1024或 1024X768相比，合理分配了縮放比例，提高了畫面顯示質量；5. 二級縮放支持36-bit RGB輸入輸出，可大幅度提高LED顯示屏的色彩表現能 力；6.採用冗餘邊緣調整技術，有效解決了一般級聯視頻拼接放大器容易存在的邊緣 亮線、暗線及全屏放大時不滿屏的問題；7.支持長距離視頻拼接放大器級聯，擴大了應用範圍；8.支持雙通道處理，具有畫中畫、畫外畫功能。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型 的保護範圍之內。
權利要求一種LED顯示屏音視頻控制裝置，其特徵在於，所述裝置包括多級級聯的電路結構相同的視頻放大器；所述每級視頻放大器電路包括音視頻輸入接口、音視頻處理模塊、視頻截取轉換模塊、視頻再放大模塊、視頻輸出模塊、HD-SDI解串器、DVI視頻轉換器、DVI輸出接口、音頻輸出模塊、HD-SDI串行器、VGA視頻轉換器、HD-SDI選通器、HD-SDI輸出接口、VGA輸出接口；所述音視頻輸入接口，用於接收輸入的音視頻信號，並且將HD-SDI音視頻信號輸出到所述HD-SDI解串器，其餘音視頻信號輸出到所述音視頻處理模塊；所述音視頻處理模塊，用於對音視頻信號作解碼、切換和信號轉換處理，並根據指令選擇設定的視頻輸入作信號轉換處理，統一生成標準的數字高清視頻信號和音頻信號輸出到視頻截取轉換模塊，音頻信號還輸出到音頻輸出模塊；所述音頻輸出模塊，用於接收輸出所述音視頻處理模塊輸入的音頻信號；所述HD-SDI解串器解出的3G/HD/SD-SDI差分高清音視頻信號輸出到所述視頻截取轉換模塊，環路輸出到所述HD-SDI選通器；所述視頻截取轉換模塊，用於接收所述音視頻處理模塊輸出的標準數字高清音視頻信號和對來自所述HD-SDI解串器的差分高清音視頻信號進行解串處理，生成另一路標準的數字高清音視頻信號輸入到所述音視頻處理模塊；同時，根據控制指令在兩路標準數字高清視頻信號中選擇一路標準數字高清視頻信號作為予以播放的視頻節目，並在其高清視頻信號流中冗餘截取所屬區域的原始視頻數據輸出到所述視頻再放大模塊，同時還將選定的標準數字高清音視頻信號進行差分轉換輸送到所述HD-SDI串行器；所述視頻再放大模塊，用於根據指令對所述視頻截取轉換模塊輸出的視頻數據作比例非線性再放大和圖像優化處理，輸出到所述視頻輸出模塊；所述視頻輸出模塊，根據指令準確截取所屬區域的原始視頻數據輸出到所述DVI視頻轉換器和VGA視頻轉換器中；所述DVI視頻轉換器，將截取放大的視頻信號轉換成DVI信號，通過所述DVI輸出接口向外輸送；所述HD-SDI串行器，將來自所述視頻截取轉換模塊的差分標準高清音視頻信號作並串轉換處理，生成一路3G串行HD-SDI信號輸送到所述HD-SDI選通器中；所述VGA視頻轉換器，將截取放大的視頻信號轉換成VGA信號，通過所述VGA輸出接口進行輸出；所述HD-SDI選通器，可對來自所述視頻截取轉換模塊的高清音視頻信號或來自所述HD-SDI解串器環路輸出的原始高清音視頻信號作選擇，輸出到所述HD-SDI輸出接口；所述HD-SDI輸出接口，用於將續傳的高清音視頻信號輸出到下一級視頻處理放大器的HD-SDI輸入。
2.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述裝置還包括液晶輸出接口，接收來自於所述視頻輸出模塊的輸出的視頻信號，將視頻信號進行輸出ο
3.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述裝置還包括 計算機控制接口，用於對各晶片的PC控制設定操作。
4.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述裝置還包括按鍵紅外輸入接口，用於無計算機時人工操作的功能設定鍵和紅外輸入處理電路。
5. 一種包含權利要求1所述裝置的LED顯示屏。
專利摘要本實用新型適用於LED顯示控制領域，提供了一種LED顯示屏音視頻控制裝置及LED顯示屏，所述裝置包括多級級聯的電路結構相同的視頻放大器；所述每級視頻放大器電路包括音視頻輸入接口、音視頻處理模塊、視頻截取轉換模塊、視頻再放大模塊、視頻輸出模塊、HD-SDI解串器、DVI視頻轉換器、DVI輸出接口、音頻輸出模塊、HD-SDI串行器、VGA視頻轉換器、HD-SDI選通器、HD-SDI輸出接口、VGA輸出接口。本實用新型支持3G/HD/SD-SDI三速高清音視頻輸入，並具備高清視頻圖像分區再放大顯示功能，主要用於超高解析度的LED顯示屏應用領域。
文檔編號H04N7/015GK201623792SQ20092026201
公開日2010年11月3日 申請日期2009年12月25日 優先權日2009年12月25日
發明者魏洵佳 申請人:康佳集團股份有限公司