數字高清顯示控制裝置及方法
2023-06-10 04:45:41 1
專利名稱：數字高清顯示控制裝置及方法
技術領域：
本發明涉及高清晰數位電視輸出技術(HDTV)，特別涉及的是一種用 於LED點陣屏的高清顯示控制裝置和方法。
背景技術：
高清晰數位電視輸出技術(HDTV， High Definition Television)技術
是採用數位訊號傳輸的電視系統。它從視頻的採集、製作到視頻的傳輸， 以及到用戶終端的接收全部實現數位化，因此HDTV給我們帶來了極高的 清晰度，其解析度最高可達1920x1080，幀率可達60Q)s，和傳統模擬電視 相比，採用HDTV技術的數位電視具有高清晰畫面、高保真立體聲伴音、 電視信號可以存儲、可與計算機完成多媒體系統、頻率資源利用充分等多 種優點。
HDTV的最大特點就是高清晰，而目前大多數的背投、液晶、等離子 等顯示設備卻不一定能夠達到信號源的解析度，也即是說，顯示設備無法 把信號源的優勢發揮出來。
近年來，隨著計算機技術和集成電路技術的飛速發展，以及高亮度 LED、藍色發光二極體的亮度、光效、色差等性能的極大提高，從而出現 了LED點陣電子顯示屏。
LED點陣電子顯示屏是集微電子技術、計算機技術、信息處理技術於 一體的大型顯示屏系統。它以其色彩鮮豔，動態範圍廣，亮度高，壽命長， 工作穩定可靠等優點而成為眾多顯示媒體以及戶外作業顯示的理想選擇。 然而，由於現有的LED點陣電子顯示屏的解析度不高、幀頻和灰度低等因素，使得它在視頻圖像顯示方面還達不到高清晰數位電視輸出技術(HDTV)
的要求，因此還不能得到普及應用。
發明內容
為了解決現有的LED點陣電子顯示屏的解析度不高、幀頻和灰度低， 不能滿足HDTV要求的問題，本發明的目的在於提供一種數字高清顯示控 制裝置及方法，以實現LED點陣電子顯示屏的終端解析度可達到 1280x720，幀頻達到60Hz的HDTV顯示標準。
為實現上述目的，本發明主要採用以下技術方案
一種數字高清顯示控制裝置，其中包括有
一DVI接口模塊，與外部視頻源連接，用於接入視頻信號；
一截屏模塊，與DVI接口模塊連接，通過該截屏模塊將接入視頻信號 中的視頻數據按照1280x720的HDTV解析度標準進行截取；
一數據重組模塊，與截屏模塊相連，將來自截屏模塊的視頻數據按照 灰度級進行重組分類；
一桌球存儲控制模塊，與數據重組模塊相連，對重組分類後的視頻數 據進行緩衝存儲，並同時輸出視頻數據。
一數據分配模塊，與桌球存儲控制模塊連接，用於調整來自桌球存儲 控制模塊視頻數據的輸出順序和匹配LED點陣屏的數據分區結構，並將該 視頻數據輸入LED點陣屏。
其中還包括有一時鐘管理模塊，該時鐘管理模塊與DVI接口模塊、截 屏模塊、數據重組模塊、桌球存儲控制模塊以及數據分配模塊連接，其通 過接收來自DVI接口模塊的時鐘信號，產生與截屏模塊、數據重組模塊、 桌球存儲控制模塊以及數據分配模塊對應的時鐘信號，並控制時序。
其中還包括有一與時鐘管理模塊連接的顯示控制信號產生模塊，它根
據時鐘管理模塊產生的時鐘，產生與視頻數據時序相配合的LED點陣屏控 制信號。
其中所述桌球存儲控制模塊上還連接有兩個存儲器，通過該存儲器實 現數據緩衝和數據傳輸的連續性。
其中所述截屏模塊包括行計數器、列計數器、行寄存器和列寄存器。 其中所述數據分配模塊包括數據鎖存陣列和並串轉換陣列。
另外，為實現本發明的發明目的，本發明還採用如下方法 一種數字高清顯示控制方法，其中具體包括以下步驟
A) : DVI接口模塊將外部視頻信號接入，並輸入到截屏模塊；
B) :截屏模塊根據1280x720的HDTV解析度標準對該視頻信號進行 截取，並將截取後的視頻信號傳送給數據重組模塊；
C) :數據重組模塊將該視頻信號進行數據重組，並將重組後信號輸入 桌球存儲控制模塊；
D) :桌球存儲控制模塊對重組後的視頻數據進行緩衝存儲處理，並使 該視頻數據以60Hz的HDTV幀頻連續輸出給數據分配模塊；
E) :數據分配模塊調整視頻數據的輸出順序，將視頻數據輸出給LED 點陣屏。
其中還包括DVI接口模塊將外部視頻信號中的時鐘信號輸入到時鐘 管理模塊，時鐘管理模塊根據該時鐘信號，產生與截屏模塊、數據重組模 塊、桌球存儲控制模塊以及數據分配模塊對應的時鐘信號，並控制時序。
其中步驟E後還包括顯示控制信號產生模塊根據時鐘管理模塊產生 的時鐘，產生與視頻數據時序相配合的LED點陣屏控制信號，並將該控制
信號輸入到LED點陣屏中。
其中步驟C進一步包括首先數據重組模塊將來自截屏模塊的視頻信
號打亂，並通過移位存儲器進行串並轉換；然後將經過串並轉換的數據通 過顏色位選擇器，進行按灰度分類，並分別存儲在存儲器中。
本發明中普通的視頻信號經過截屏模塊按照1280x720的HDTV解析度 的標準進行截取後，再由數據重組模塊按照視頻灰度級進行重組分類，以 便於灰度掃描控制；然後通過桌球存儲模塊連續輸出頻幀為60Hz的HDTV 數據幀，最終輸出滿足HDTV標準的視頻數據信號、時鐘信號和控制信號 到LED點陣屏。採用本發明所述裝置和方法的LED點陣屏，其顯示效果比 常規顯示裝置要好，而且亮度要高。
圖1為本發明結構框圖。
圖2為本發明中DVI接口模塊的工作示意圖。 圖3為本發明截屏模塊的工作示意圖。 圖4為本發明數據重組模塊的工作示意圖。 圖5為本發明桌球存儲控制模塊的工作示意圖。 圖6為本發明數據分配模塊的工作示意圖。 圖7為本發明大屏幕顯示控制信號產生模塊的工作示意圖。 圖8為本發明方法流程示意圖。
具體實施方式
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下面將結合附圖和具體實施方式
對本發明做進一步詳細描述。 請參見圖1所示，本發明涉及一種數字高清顯示控制裝置，其中DVI 接口模塊、截屏模塊、數據重組模塊、桌球存儲控制模塊、數據分配模塊、
顯示控制信號產生模塊和時鐘管理模塊集成在一片FPGA中，其中DVI接 口模塊與外部視頻源連接，用於接入視頻信號；截屏模塊與DVI接口模塊 連接，通過該截屏模塊將接入視頻信號中的視頻數據按照1280x720的 HDTV解析度標準進行截取；數據重組模塊，與截屏模塊相連，將來自截 屏模塊的視頻數據按照灰度級進行重組分類；桌球存儲控制模塊，與數據 重組模塊相連，對重組分類後的視頻數據^行緩衝存儲，並同時輸出視頻 數據；數據分配模塊，與桌球存儲控制模塊連接，用於調整來自桌球存儲 控制模塊視頻數據的輸出順序，並將該視頻數據輸入LED點陣屏。
其中時鐘管理模塊分別與DVI接口模塊、截屏模塊、數據重組模塊、 兵乓存儲控制模塊以及數據分配模塊連接，其中時鐘控制模塊接收DVI輸 出時鐘，時鐘經過鎖相環進行頻率變換，產生讀時鐘frd，並串轉換時鐘Q)ts， 移位時鐘fsft，掃描時鐘fscn，鎖存時鐘flth，這些時鐘信號與截屏模塊、 數據重組模塊、桌球存儲控制模塊以及數據分配模塊對應，並最終輸入到 LED點陣屏。
如圖2所示，圖2為本發明中DVI接口模塊的工作示意圖。其中外界 視頻信號通過信號接入接口層輸入形成輸入碼流，該輸入碼流中包括30位 的視頻數據，以及數據使能(DE)、像素數據、控制時鐘和時鐘等信號，該 輸入ni碼流信號在經過TMDS發送器處理後由DVI線纜數據通道發送到 TMDS接收器，經過TMDS接收器處理後再以輸入碼流的形式輸出到信號 輸出接口層，最終輸出到截屏模塊。
如圖3所示，截屏模塊包括有行計數器、列計數器、行寄存器和列寄存 器，截屏模塊的作用是將DVI接口輸出視頻數據，與LED點陣解析度進行 匹配。採用行、列統計方法，對行、場同步信號進行統計，每來一次時鐘
信號(CLK)上升沿列計數器跳變一次。列計數器產生的輸出值與列寄存 器中的設定值作比較，當相等時停止接收這一行數據；行計數器計數DE 上升沿，統計有效數據行的個數。行計數器產生的輸出值與行寄存器中的 設定值作比較，當相等時停止接收數據。
如圖4所示，視頻數據經過截屏模塊截取處理後輸入數據重組模塊，數 據重組分為串並轉換、鎖存、數據選擇三個環節。由R、 G、 B三個顏色組 成的30位像素數據由接收模塊輸出，分別串行移位進入30個10位移位寄 存器，進行串並轉換，串並轉換後形成30個10比特數據，由時鐘鎖存進 入30個10位鎖存器。通過顏色位選擇器，30個鎖存器中數值按灰度權值 分10次選通進入存儲器中的10個數據段，每次選擇R、 G、 B三個顏色中 各一個IO比特數據。這樣30位寬的存儲器中，每個段存儲有像素的同權 值數據。每個位寬存儲有10個像素的R、 G、 B顏色數據。數據重組模塊 將像素數據按灰度權值進行了分類，並分別存入了存儲器的IO個段中。
如圖5所示，視頻數據經過數據重組模塊按照灰度權值進行了分類後發 送給桌球存儲控制模塊，而桌球存儲控制模塊包括讀地址發生模塊、寫地 址發生模塊、雙向總線控制模塊。讀操作採用時鐘CLK—RD，寫操作採用 時鐘CLK—WR。用FLAG的上升沿計數產生桌球狀態轉換信號SWITCH, 當SWITCH為高電平時N—EN—WR_A輸出低電平，N_EN—RD—B輸出高電 平，執行寫A存儲器，讀B存儲器操作，當SWTICH為低電平時 N—EN—WR—B輸出高電平，N—EN_RD—A輸出低電平，執行讀A，寫B。 ADD一A、 ADD—B分別為A、 B存儲器的地址輸出端。DQ—A、 DQ—B是連 接A、 B存儲器的雙向數據總線。
如圖6所示，數據分配模塊為由數據鎖存陣列和並串轉換陣列組成，其
中數據鎖存陣列共由90個IO位鎖存器組成，並串轉換陣列由90個並串轉 換器組成，每區對應一個。每個並串轉換器由三個10位移位寄存器組成， 分別負責R、 G、 B三種顏色數據的並串轉換，RGB—S一OUTPUT為三位， 與LED點陣屏的R、 G、 B數據輸入端相連。
另外顯示控制信號產生模塊如圖7所示，顯示控制信號產生模塊由鎖存 器、計數器、比較器、RS觸發器組成。計數器進位端與觸發器R端相連， 比較器輸出端與S端相連，鎖存器可由控制端置數，EN為可調脈寬信號輸 出端。比較器在輸入相等時輸出為1，不相等時輸出為0。
以上是對本發明提供的數字高清顯示控制裝置所進行的說明，下面將結 合圖8對本發明數字高清顯示控制的方法進行說明。
如圖8所示，本發明還提供一種數字高清顯示控制裝置方法，其具體步 驟如下
步驟A: DVI接口模塊將外部視頻信號接入，並輸入到截屏模塊; 其中步驟A中還具體包括有
步驟A1:視頻信號輸入信號輸入接口層，並產生輸入碼流；
其中所述輸入碼流包括有數據使能(DE)、 HE以及VS3位控制信號。 步驟A2:輸入碼流經過TMDS發送器處理後，通過DVI線纜傳送給 TMDS接收器；
步驟A3: TMDS接收器將輸入碼流信號進行復原，並以輸出碼流輸送 給信號輸出接口層；
步驟A4:信號輸出接口層將視頻信號輸出到截屏模塊。 步驟B:截屏模塊根據1280x720的HDTV解析度標準對該視頻信號進 行截取，並將截取後的視頻信號傳送給數據重組模塊；
步驟B具體包括有
步驟B1:截屏模塊通過行、列統計方法，對輸入的視頻信號進行信號 統計，當每來一次時鐘信號上升沿，則列計數器^l〖變一次，並產生一個輸 出值；
步驟B2:將列計數器產生的輸出值和列寄存器中的設定值進行比較， 當二者數值相等時，則停止接收這一行數據；
步驟B3:行計數器計數數據使能上升沿，則統計有效數據行的個數，
此時將行計數器產生的輸出值與行寄存器中的設定值進行比較，如果相等，
則停止接收數據；
步驟B4:截屏模塊根據1280x720的HDTV解析度標準對該視頻信號 進行截取，並將截取後的視頻信號傳送給數據重組模塊。
步驟C:數據重組模塊將該視頻信號進行數據重組，並將重組後信號 輸入桌球存儲控制模塊；
其中步驟C包括有
步驟C1:數據重組模塊將來自截屏模塊的視頻數據打亂，並由R、 G、 B三個顏色組成的30位像素數據通過接收模塊輸出；
步驟C2:所述像素數據分別串行移位進入30個10位移位寄存器，進
行串並轉換；
步驟C3:上述像素數據經過串並轉換後形成30個10比特數據，並由 時鐘鎖存進入30個10位鎖存器；
步驟C4:通過顏色為選擇器，30個鎖存器中的數值按照灰度權值分別 10次選通進入存儲器中的10個數據段；
其中每次選擇R、 G、 B三個顏色中各一個IO比特數據，這樣30位寬
的存儲器中，每個段存儲有像素的同權值數據。每個位寬存儲有io個像素 的R、 G、 B顏色數據。
步驟C5:數據重組模塊將像素數據按灰度權值進行了分類，並分別存
入了存儲器的10個段中，並且每段存儲相同權值比特數，然後將分類處理 後的視頻數據下發到桌球存儲控制模塊。
步驟D:桌球存儲控制模塊對重組後的視頻數據進行緩衝存儲處理， 並使該視頻數據以60Hz的HDTV幀頻連續輸出給數據分配模塊；
其中桌球存儲控制模塊包括讀地址發生模塊、寫地址發生模塊、雙向 總線控制模塊。
其中步驟D具體包括
步驟Dl:桌球存儲控制模塊通過讀地址發生模塊讀取時鐘信號； 步驟D2:桌球存儲控制模塊通過寫地址發生模塊寫入時鐘信號；
步驟D3:桌球存儲控制模塊通過FLAG的上升沿計數產生桌球狀態轉 換信號SWITCH,當SWITCH為高電平時，N—EN—WR—A輸出低電平， N—EN—RD_B輸出高電平，執行寫A存儲器，讀B存儲器操作；而當SWTICH 為低電平時，N—EN—WR一B輸出高電平，N—EN—RD—A輸出低電平，執行 讀A，寫B。
其中ADD一A、 ADD—B分別為A、 B存儲器的地址輸出端。DQ—A、 DQ—B是連接A、 B存儲器的雙向數據總線。
步驟E:數據分配模塊調整視頻數據的輸出順序，將視頻數據輸出給 LED點陣屏。
其中數據分配模塊是由數據鎖存陣列和並串轉換陣列組成。當經過乒 乓存儲控制模塊緩衝存儲的視頻信號，進入數據分配模塊後，通過數據鎖
存陣列進行R、 G、 B三種顏色數據的並串轉換，最終輸出與LED點陣屏 相匹配的視頻數據信號。
以上對本發明所提供的一種數字高清顯示控制裝置及方法進行了詳細 介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以
上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對
於本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式
及應用範 圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限 制。
權利要求
1、一種數字高清顯示控制裝置，其特徵在於包括有一DVI接口模塊，與外部視頻源連接，用於接入視頻信號；一截屏模塊，與DVI接口模塊連接，通過該截屏模塊將接入視頻信號中的視頻數據按照1280x720的HDTV解析度標準進行截取；一數據重組模塊，與截屏模塊相連，將來自截屏模塊的視頻數據按照灰度級進行重組分類；一桌球存儲控制模塊，與數據重組模塊相連，對重組分類後的視頻數據進行緩衝存儲，並同時輸出視頻數據。一數據分配模塊，與桌球存儲控制模塊連接，用於調整來自桌球存儲控制模塊視頻數據的輸出順序和匹配LED點陣屏的數據分區結構，並將該視頻數據輸入LED點陣屏。
2、 根據權利要求1所述的數字高清顯示控制裝置，其特徵在於還包括 有一時鐘管理模塊，該時鐘管理模塊與DVI接口模塊、截屏模塊、數據重 組模塊、桌球存儲控制模塊以及數據分配模塊連接，其通過接收來自DVI 接口模塊的時鐘信號，產生與截屏模塊、數據重組模塊、桌球存儲控制模 塊以及數據分配模塊對應的時鐘信號，並控制時序。
3、 根據權利要求2所述的數字高清顯示控制裝置，其特徵在於還包括 有一與時鐘管理模塊連接的顯示控制信號產生模塊，它根據時鐘管理模塊 產生的時鐘，產生與視頻數據時序相配合的LED點陣屏控制信號。
4、 根據權利要求1所述的數字高清顯示控制裝置，其特徵在於所述 桌球存儲控制模塊上還連接有兩個存儲器，通過該存儲器實現數據緩衝和 數據傳輸的連續性。
5、 根據權利要求1所述的數字高清顯示控制裝置，其特徵在於所述 截屏模塊包括行計數器、列計數器、行寄存器和列寄存器。
6、 根據權利要求1所述的數字高清顯示控制裝置，其特徵在於所述 數據分配模塊包括數據鎖存陣列和並串轉換陣列。
7、 一種數字高清顯示控制方法，其特徵在於具體包括步驟A) : DVI接口模塊將外部視頻信號接入，並輸入到截屏模塊；B) :截屏模塊根據1280x720的HDTV解析度標準對該視頻信號進行 截取，並將截取後的視頻信號傳送給數據重組模塊；C) :數據重組模塊將該視頻信號進行數據重組，並將重組後信號輸入 兵乓存儲控制模塊；D) :桌球存儲控制模塊對重組後的視頻數據進行緩衝存儲處理，並使該視頻數據以60Hz的HDTV幀頻連續輸出給數據分配模塊；E) :數據分配模塊調整視頻數據的輸出順序，將視頻數據輸出給LED點陣屏。
8、 根據權利要7所述的數字高清顯示控制方法，其特徵在於還包括 DVI接口模塊將外部視頻信號中的時鐘信號輸入到時鐘管理模塊，時鐘管 理模塊根據該時鐘信號，產生與截屏模塊、數據重組模塊、桌球存儲控制 模塊以及數據分配模塊對應的時鐘信號，並控制時序。
9、 根據權利要7所述的數字高清顯示控制方法，其特徵在於步驟E後 還包括顯示控制信號產生模塊根據時鐘管理模塊產生的時鐘，產生與視 頻數據時序相配合的LED點陣屏控制信號，並將該控制信號輸入到LED 點陣屏中。
10、根據權利要7所述的數字高清顯示控制方法，其特徵在於步驟C進一步包括首先數據重組模塊將來自截屏模塊的視頻信號打亂，並通過 移位存儲器進行串並轉換；然後將經過串並轉換的數據通過顏色位選擇器， 進行按灰度分類，並分別存儲在存儲器中。
全文摘要
本發明提供一種數字高清顯示控制裝置及方法，所述方法包括DVI接口模塊將外部視頻信號接入，並輸入到截屏模塊；截屏模塊根據1280×720的HDTV解析度標準對該視頻信號進行截取，並將截取後的視頻信號傳送給數據重組模塊；數據重組模塊將該視頻信號進行數據重組，並將重組後信號輸入桌球存儲控制模塊；桌球存儲控制模塊對重組後的視頻數據進行緩衝存儲處理，並使該視頻數據以60Hz的HDTV幀頻連續輸出給數據分配模塊；數據分配模塊調整視頻數據的輸出順序，將視頻數據輸出給LED點陣屏。本發明可以使LED點陣屏的顯示效果達到1280×720@60Hz的HDTV的顯示標準。
文檔編號H04N7/015GK101378483SQ200710076778
公開日2009年3月4日 申請日期2007年8月30日 優先權日2007年8月30日
發明者寧 楊, 梁正愷, 挺 王, 肖從清, 蔡林飛 申請人:深圳市九洲光電子有限公司