一種基於axi總線協議的osd控制顯示方法及裝置的製作方法

2023-04-29 02:49:21

專利名稱：一種基於axi總線協議的osd控制顯示方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於數位電視、數字視頻圖像處理與顯示技術領域，涉及AXI總線控制、OSD數據存儲、圖像縮放及視頻疊加，尤其是一種基於AXI總線協議的OSD控制顯示方法及裝置，從而實現OSD與視頻圖像的多種顯示方式，以達到更加美觀的目的。
背景技術：
OSD (On Screen Display)即在顯不屏幕上的指定區域以一定的方式顯不指定的圖像、符號或字符。近年來，隨著數字視頻技術在家電、監控系統、手持設備等在諸多領域的應用，各類先進的算法應用於視頻處理晶片，向消費者提供了更加清晰流暢的畫面，OSD的顯示技術也成為了不可或缺的部分。同時，為了滿足人們越來越高的視覺需求，用於人機互動的OSD顯示技術便成為了各視頻處理晶片廠商的研究重點。OSD顯示技術能夠為用戶提供友好的人機對話的界面，能夠使用戶得到更加便捷的操作體驗，同時也獲得更多的附加信息。目前市場上所見的OSD顯示設備相對比較獨立，針對不同的OSD源需要採用不同的OSD晶片，兼容性不足；同時還需要掛載外部OSD存儲器，成本較高；目前專用OSD晶片只採用單一透明度閾值，修改OSD圖像時需要重新寫入整幅OSD圖像，而對於OSD縮放多採用單一的水平或者垂直縮放，靈活性欠佳。

發明內容
本發明的目的在於克服上述現有技術的缺點，提供一種基於AXI總線協議的OSD控制顯示方法及裝置，其通過精簡AXI總線協議與DDR2存儲器交互來實現可配置OSD控制顯示的新方法及設備，使得OSD可共享視頻緩存從而省去了外部掛載DRAM，同時針對不同尺寸的顯示設備，該新方法可實現任意比例的縮放並任意位置，由於新增加了一路逐點透明度通道和全局透明度，使得該OSD顯示能夠呈現多種立體的顯示效果，同時，為了該方法及設備的普遍適用性，提供了 3種OSD源的輸入方式，從而大大提高了靈活性。本發明的目的是通過以下技術方案來解決的:這種基於AXI總線協議的OSD控制顯示方法，包括:當OSD數據經過內部MCU、外部CPU、外部OSD數據流通道輸入時，根據需要OSD的輸入源，利用OSD寫入FIFO將OSD源與DDR2的兩個時鐘域分割，採用精簡的AXI總線協議將OSD數據存入DDR2 ;當需要顯示OSD圖像時，利用OSD讀出FIFO將OSD數據由DDR2讀取出來進行雙線性縮放，經過縮放處理之後的OSD數據採用帶有雙透明度的疊加方式與視頻進行疊加並輸出。進一步，OSD寫入FIFO使用OSD源提供的行有效信號來控制OSD數據寫入DDR2的相對地址，從而進行以行為單位來修改OSD內容，同時將OSD數據拼湊成每4個點或者8個點作為一組數據的方法進行存儲以節約讀取速度及存儲空間。上述精簡的AXI總線控制協議為:剔除其中複雜的握手信號，在寫入操作中保留 AWVALID、AffREADY, WVALID, WREADY, BVALID 和 BREADY，在讀取操作中保留 ARVALID、ARREADY, RVALID和RREADY ;對於精簡掉的信號設置為常量。進一步，以上對於OSD的縮放採用雙線性插值算法，在此操作過程中將OSD的逐點透明度與OSD數據一併進行縮放處理，使縮放過後的OSD數據具有相對於縮放前合理的逐點透明度權值。進一步，上述OSD數據與視頻疊加的具體方法為:設視頻信號用vid_in表示，OSD信號用osd_in，逐點透明度用alpha_P (O 255)表示，全局透明度用ALPHA_G (O 255)表示，中間混合結果為mix_mid,最終混合後的信號為mix_out,則表示為:
權利要求
1.一種基於AXI總線協議的OSD控制顯示方法，其特徵在於，包括:當OSD數據經過內部MCU、外部CPU、外部OSD數據流通道輸入時，根據需要OSD的輸入源，利用OSD寫入FIFO將OSD源與DDR2的兩個時鐘域分割，採用精簡的AXI總線協議將OSD數據存入DDR2 ;當需要顯示OSD圖像時，利用OSD讀出FIFO將OSD數據由DDR2讀取出來進行雙線性縮放，經過縮放處理之後的OSD數據採用帶有雙透明度的疊加方式與視頻進行疊加並輸出。
2.根據權利要求1所述的基於AXI總線協議的OSD控制顯示方法，其特徵在於，OSD寫入FIFO使用OSD源提供的行有效信號來控制OSD數據寫入DDR2的相對地址，從而進行以行為單位來修改OSD內容，同時將OSD數據拼湊成每4個點或者8個點作為一組數據的方法進行存儲以節約讀取速度及存儲空間。
3.根據權利要求1所述的基於AXI總線協議的OSD控制顯示方法，其特徵在於，所述精簡的AXI總線控制協議為:剔除其中複雜的握手信號，在寫入操作中保留AWVALID、AffREADY, WVALID、WREADY、BVALID 和 BREADY，在讀取操作中保留 ARVALID、ARREADY、RVALID和RREADY ;對於精簡掉的信號設置為常量。
4.根據權利要求1所述的基於AXI總線協議的OSD控制顯示方法，其特徵在於，對於OSD的縮放採用雙線性插值算法，在此操作過程中將OSD的逐點透明度與OSD數據一併進行縮放處理，使縮放過後的OSD數據具有相對於縮放前合理的逐點透明度權值。
5.根據權利要求1所述的基於AXI總線協議的OSD控制顯示方法，其特徵在於，OSD數據與視頻疊加的具體方法為:設視頻信號用vid_in表示，OSD信號用osd_in,逐點透明度用alpha_P (O 255)表示，全局透明度用ALPHA_G (O 255)表示，中間混合結果為mix_mid,最終混合後的信號為mix_out,則表示為:
6.一種實現權利要求1所述方法的裝置，其特徵在於，通過採用Verilog-HDL硬體描述語言實現，從而映射成為實體電路得到本裝置，具體包括內部MCU、外部CPU、外部OSD數據流通道、OSD寫入模塊、AXI總線控制器、DDR2數據存儲器、OSD讀出模塊、OSD縮放模塊和OSD視頻疊加模塊；當OSD數據經過內部MCU、外部CPU、外部OSD數據流通道輸入時，首先經過OSD數據通道選擇MUX來根據需要選擇不同通道的OSD數據，再將OSD數據送入OSD寫入模塊，通過AXI總線控制模塊寫入DDR2數據存儲器；當需要將OSD數據進行顯示時，OSD讀出模塊通過AXI總線控制器從DDR2數據存儲器中將OSD數據讀取出來，送入OSD縮放模塊進行縮放處理，處理後再將數據送給OSD視頻疊加模塊進行OSD數據與視頻的疊加，最後進行輸出。
7.根據權利要求6所述的裝置，其特徵在於，所述OSD寫入模塊採用FIFO及高速緩存的方式進行跨時鐘域的處理，OSD數據首先存入FIFO，使用計數器將數據組合成每4個一組以適應DDR2存貯器的位寬。
8.根據權利要求6所述的裝置，其特徵在於，OSD存儲地址使用計數器來產生，清零信號與OSD數據源的場有效信號相連，高位的進位信號與OSD數據源的行有效信號相連。
全文摘要
本發明公開了一種基於AXI總線協議的OSD控制顯示方法及裝置，其通過OSD數據通道選擇後利用讀、寫緩存FIFO以及AXI總線仲裁模塊從而實現對OSD圖層的靈活修改和顯示，其中OSD數據共享視頻顯存，同時外部留有一路視頻接口以實現畫中畫效果，然後使用雙線性Scaler縮放模塊對OSD圖像進行任意比例的縮放處理，最後通過OSD與視頻疊加模塊實現OSD豐富多樣的顯示方式。本發明完成了對提出方法的VLSI設計，並對其中的關鍵點進行了深入研究，在此基礎上完成了Verilog-HDL的代碼編寫並實現功能。
文檔編號H04N5/445GK103139509SQ201310059649
公開日2013年6月5日 申請日期2013年2月26日 優先權日2013年2月26日
發明者謝超 申請人:西安創芯科技有限責任公司