CN100556085C - 屏幕显示混合系统及混合方法 - Google Patents

Abstract

屏幕显示混合系统及混合方法，系统包括：屏幕坐标扫描装置，扫描屏幕，产生以坐标扫描流形式的当前扫描像素；第一矩形窗口装置，根据坐标扫描流判断当前扫描像素位于包括图形窗口和光标窗口在内的多个窗口中的一个窗口，并对包括图形层和光标层在内的数据进行多选一的选择形成一个RGB域的临时层；第二矩形窗口装置，根据坐标扫描流判断当前扫描像素位于一个视频窗口；读缓冲装置，根据当前扫描像素所在的窗口，分别从第一矩形窗口装置接收所传输的RGB域的临时层数据和从第二矩形窗口装置接收所传输的视频层数据；转换装置，对读缓冲装置中的RGB域的临时层数据进行RGB域到YUV域的格式转换；Alpha混合装置，对YUV域的临时层数据与视频层数据进行Alpha混合。

Description

屏幕显示混合系统及混合方法

技术领域

本发明涉及屏幕显示混合系统，尤其涉及对视频层与图形层等多层数据进行混合的屏幕显示混合系统。

背景技术

数字视频广播(Digital Video Broadcasting；DVB)是一种面向市场的数字服务体系结构，DVB标准中选用MPEG-2作为音频及视频的编码压缩方式。经压缩后的MPEG-2码流打包形成传输流(TS)，对多个传输流复用后，可通过卫星、有线电视及开路电视等不同媒介进行传输。

在MPEG2码流解码成图片送到电视信号编码器进行编码显示之前，通常需要和OSD(on screen display屏幕显示对象)、光标、背景、图形用户界面(Graphic User Interface；GUI)、字幕等预先混合，共同形成一张图片，然后再送入电视信号编码器按场扫描速率进行显示。DVB标准中定义了分层模型，以显示层次来表示不同数据层。图1为DVB技术中显示平面的分层模型示意图。参见图1，显示层次通常包括背景层11、视频层12、GUI层13、OSD14层、字幕层15、光标层16等。背景层常常指单色背景。视频层通常是由视频解码器生成的视频流，可以通过硬件耦合输入到混合系统。GUI层常常包括窗口、菜单等。字幕层是指从传输流中的基本码流包(PES)中解码出来的相关信息，如字幕、调色板内容等。OSD(on screen display)通常用于硬件设置，调节信息显示等。光标层为硬件光标，控制光标位置等。

一般地，背景层、GUI层、OSD层、字幕层、光标层等都是RGB域的象素格式，而视频层是YUV域的象素格式，如YUV4:2:2的格式，因此混合过程中背景层、GUI层、OSD层、字幕层、光标层等都需要先进行RGB到YUV格式的转换。混合系统实现的主要功能是对分层模型进行RGB到YUV格式的转换并加以混合，最后将输出一张混合好的图片给电视信号编码系统(TVencoder)。现有技术一般是先对GUI层、OSD层、字幕层等各层分别进行RGB格式到YUV格式的转换，并分别将其和视频层混合。例如，先将GUI层进行RGB格式到YUV格式的转换，并与视频层混合成第二层；然后对OSD层进行RGB格式到YUV格式的转换，再将其和前面混合得到的第二层混合而得到第三层；对背景层进行RGB格式到YUV格式的转换，再将其和前面混合得到的第三层混合而得到第四层；……；最后是对光标层进行RGB格式到YUV格式的转换，再将其和前面混合得到的层混合而得到最后层。进行多次RGB格式到YUV格式的转换的操作，并经过多次混合，最终混合好的图片，才能够输出给电视信号编码系统。现有技术中为每个层RGB到YUV格式的转换都提供这样一个转换模块，但RGB到YUV格式的转换模块消耗的硬件面积比较大，势必导致整个系统的硬件面积无法减小，相应地，成本也无法降低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种改进的屏幕显示混合系统，它可以减小系统的硬件面积，并降低系统的整体成本。

根据本发明的一个方面，提供一种屏幕显示混合系统，它包括：

屏幕坐标扫描装置，扫描屏幕，产生以坐标扫描流形式的当前扫描像素；

第一矩形窗口装置，根据所述坐标扫描流判断当前扫描像素位于包括图形窗口和光标窗口在内的多个窗口中的一个窗口，并对包括图形层和光标层在内的数据进行多选一的选择形成一个RGB域的临时层；

第二矩形窗口装置，根据所述坐标扫描流判断当前扫描像素位于一个视频窗口；

读缓冲装置，根据当前扫描像素所在的窗口，分别从第一矩形窗口装置接收所传输的图形层数据和从第二矩形窗口装置接收所传输的视频层数据；

转换装置，对所述的RGB域的临时层数据进行RGB域到YUV域的格式转换；

Alpha混合装置，对YUV域的临时层数据与视频层数据进行Alpha混合。

根据本发明的另一方面，提供一种屏幕显示混合方法，它包括如下步骤：

对应于屏幕显示的每一层数据的显示区域在第一矩形窗口装置设置对应于图形层数据的图形窗口和对应于光标层数据的光标窗口，在第二矩形窗口装置设置对应于视频层数据的视频窗口，并为所述各个窗口定义窗口位置坐标；

扫描屏幕，并将得到的当前扫描像素以坐标扫描流的形式送到第一矩形窗口装置和第二矩形窗口装置；

将当前扫描像素与所述各个窗口的窗口位置坐标进行比较，以确定当前扫描像素所在的窗口；

根据当前扫描像素所在的窗口，将所述每一层数据送到读缓冲装置，其中，图形层数据和光标层数据在送到读缓冲装置前先进行多选一的选择，形成一个临时层；

当判断读缓冲装置中的数据为临时层数据时，对所述临时层数据进行RGB格式到YUV格式的转换；

对视频层数据和经过所述格式转换后的临时层数据在YUV颜色域进行Alpha混合。

附图说明

以下附图为对本发明示例性实施例的辅助说明，结合以下附图对本发明实施例的阐述，是为进一步揭示本发明的特征所在，但并不限制本发明。图中相同的参照号代表相应的元件、部件或步骤，其中：

图1为表示DVB技术中显示平面的分层模型的示意图。

图2为表示本发明一实施例中显示平面的简化分层模型的示意图。

图3为本发明一个实施例的屏幕显示混合系统的系统引擎结构示意图。

图4为图3所示系统中一个屏幕坐标扫描装置的工作模式示意图。

图5为本发明一个实施例的屏幕显示混合系统的结构框图。

图6为图5所示屏幕显示混合系统的工作状态机的示意图。

图7为本发明的屏幕显示混合系统中窗口判断装置的结构示意图。

图8为本发明的屏幕显示混合系统中一个读缓冲装置的内部结构与周边交互信号示意图。

图9为本发明的屏幕显示混合方法的一个实施例的流程图。

图10为本发明的屏幕显示混合方法的另一个实施例的流程图。

图11是本发明一个实施例的2D模块的硬件结构框图。

图12是图11所示2D模块工作状态机示意图。

具体实施方式

在MPEG-2解码中，通常，GUI、OSD和字幕等都是以零散形式存贮在SDRAM中。为简化DVB标准中的分层模型，对于GUI层、OSD层和字幕层等零散内容可以在送入屏幕显示混合系统(以下简称混合系统)之前进行预先混合，形成一个全屏的图形层，并存回SDRAM中。在本发明的一个实施例中，可以通过2D引擎对GUI层、OSD层和字幕层等SDRAM中的零散内容预先进行alpha混合形成一个全屏的图形层。在一种较佳的实施方式中，可以允许图形层支持若干种小位宽的象素格式，从而在一定程度上降低带宽的需求。经过预先混合后，原来的混合模型就简化成4层，如图2所示，分别为背景层11、图形层17、视频层12和光标层16，从而为简化混合系统的设计首先提供了一个简化模型。

图3为本发明一个实施例的混合系统的系统引擎结构示意图。系统引擎包括屏幕坐标扫描装置31、第一矩形窗口装置33、第二矩形窗口装置34、读缓冲装置35、转换装置36，以及ALPHA混合装置37。屏幕坐标扫描装置扫描整个屏幕，并发出坐标扫描流给第一矩形窗口装置和第二矩形窗口装置。第一矩形窗口装置和第二矩形窗口装置利用窗口机制，根据坐标扫描流判断当前扫描象素位于哪一个窗口。读缓冲装置根据第一矩形窗口装置和第二矩形窗口装置的判断结果读取当前屏幕数据。第一矩形窗口装置送出的数据定义为临时层。转换装置对临时层数据进行RGB到YUV的格式转换。ALPHA混合装置对当前坐标上的视频象素和临时层象素进行ALPHA混合操作。

图4为屏幕坐标扫描装置的工作模式示意图。整个屏幕通常可以定义为一个屏幕坐标系，如图4所示，左上角定义为原点(0，0)，向右为x轴的正轴，向下为y轴的正轴。

窗口机制中的“窗口”是指在这样的屏幕坐标系里面的一个区域。在本发明的一个实施例中，这个区域为矩形区域，它可以由左上角的位置坐标和右下角的位置坐标来唯一的指定。例如，对应于视频层的显示区域，视频窗口可以由两个位置坐标(Xv₁，Yv₁)和(Xv₂，Yv₂)来确定；对应于背景层的显示区域，背景窗口可由两个位置坐标(Xb₁，Yb₁)和(Xb₂，Yb₂)来确定等等。

屏幕坐标扫描装置根据电视信号编码器的行场扫描时序，从整个屏幕的左上角开始扫描，直到屏幕的右下角结束。在奇场的时候扫描奇数行，在偶场的时候扫描偶数行。屏幕坐标扫描装置根据视频的扫描时序扫描屏幕的同时，稳定地发出坐标扫描流。

屏幕坐标扫描装置中设有水平计数器和垂直计数器(未图示)。水平计数器沿水平方向对屏幕计数，垂直计数器沿垂直方向对屏幕计数。这里以640*480的屏幕扫描面积为例来加以说明。混合系统采用帧模式进行计数时，水平计数器的计数从0到639每次累加1，垂直计数从0到479每次累加1。混合系统采用场模式进行计数时，整个屏幕分为奇、偶两场，首先计数奇场，再计数偶场。计数奇场时，水平计数器的计数从0到639每次加1，垂直计数从0到478每次累加2；计数偶场时，水平计数器的计数从0到639每次加1，垂直计数从1到479每次累加2。图5为本发明一个实施例的混合系统的结构框图。控制寄存器40接收来自CPU(未图示)的命令信号并控制系统引擎的工作。控制寄存器的工作状态机可参见图6，包括4种状态：开始状态61、空闲状态63、工作状态65和错误处理状态67。在混合系统开始工作时，首先由CPU写入控制寄存器，给其中的start(开始)寄存器(未图示)赋值1，混合系统就从开始状态进入到空闲状态。在空闲状态下，当混合系统检测到同步信号VSYNC，则重装影子寄存器(未图示)，并进入工作状态，系统引擎开始进行混合工作。当混合系统搬运完毕当前帧的数据后，收到DMA_finish为1的信号，进入错误处理状态，在这个状态里将把所有的输入FIFO做一次清空操作，防止有上一帧因为出错而残留的数据，从而隔离了每一帧相互之间的影响，达到纠错的目的。错误处理状态5个周期后自动返回到空闲状态。

结合图5，根据本发明的一个实施例，第一矩形窗口装置可以对背景层、GUI层、OSD层、字幕层、光标层等进行多选1的选择，得到RGB域的临时层。在本发明的一个实施例中，按照前面的描述，对于GUI层、OSD层和字幕层等零散内容可以在送入混合系统之前进行预先混合，形成一个全屏的图形层，并存回SDRAM中。因此，第一矩形窗口模块可以直接对背景层、图形层和光标层进行三选一的选择。第一矩形窗口装置33和第二矩形窗口装置34分别为其中的各个层配备一个窗口判断装置70(参见图7)。换句话说，在本实施例中，对于图形层可配置一个图形层窗口判断装置，对于光标层可配置一个光标层窗口判断装置。在屏幕扫描前，对应于图形层和光标层每一层数据的显示区域分别设置了一个窗口，可称为图形窗口331和光标窗口332。各个窗口均含有上述的窗口判断装置。图形窗口由两个位置坐标(Xg₁，Yg₁)和(Xg₂，Yg₂)来确定；光标窗口由两个位置坐标(Xc₁，Yc₁)和(Xc₂，Yc₂)来确定。图形窗口和光标窗口的位置坐标在每帧图像开始时输入窗口判断装置。图7为窗口判断装置的结构示意图。图7中每个窗口判断装置设有窗口位置坐标寄存器701和窗口比较装置702。窗口位置坐标寄存器可以存放定义窗口的位置坐标，如图形窗口的两个位置坐标(Xg₁，Yg₁)和(Xg₂，Yg₂)，光标窗口的两个位置坐标(Xc₁，Yc₁)和(Xc₂，Yc₂)。

第二矩形窗口装置可对视频层数据进行判断，与第一矩形窗口装置原理类似，其中的视频窗口341含有视频层窗口判断装置70。视频窗口341可由两个位置坐标(Xv₁，Yv₁)和(Xv₂，Yv₂)来确定。视频层窗口判断装置70也设有窗口位置坐标寄存器701和窗口比较装置702。视频窗口的位置坐标(Xv₁，Yv₁)和(Xv₂，Yv₂)在每帧图像开始时输入窗口判断装置的窗口位置坐标寄存器。

屏幕坐标扫描装置送出的坐标扫描流并行地通过视频层窗口判断装置、图形层窗口判断装置、光标层窗口判断装置。每个窗口判断装置中的窗口比较装置对坐标扫描流和各个窗口的位置坐标分别进行比较。例如，视频层窗口判断装置将坐标扫描流与视频层窗口的位置坐标(Xv₁，Yv₁)和(Xv₂，Yv₂)进行比较，判断当前的扫描象素是否位于视频窗口之内。如果当前扫描象素(X，Y)，满足该落入条件，落入两个位置坐标(Xv₁，Yv₁)和(Xv₂，Yv₂)之间，即

Xv₁≤X≤Xv₂；Yv₁≤Y≤Yv₂

则当前扫描象素落入该窗口之内。

第二矩形窗口装置设有视频FIFO 342，可以接收来自视频解码器的视频数据。当视频层窗口判断装置判断出当前扫描象素落入视频窗口之内，视频层窗口判断装置产生视频窗口有效信号xy_in_video，并将该信号送入读缓冲装置。相应地，读缓冲装置从视频FIFO中加载视频象素。

第一矩形窗口装置设有图形FIFO 334与图形DMA 333。图形DMA可以从外部存储器中搬运图形数据，并存放在图形FIFO中。外部存储器可以是SDRAM等。当图形层窗口判断装置判断出当前扫描象素落入图形窗口之内，图形层窗口判断装置产生图形窗口有效信号xy_in_graphic，并将该信号送入读缓冲装置。相应地，读缓冲装置从图形FIFO中加载图形象素。

光标数据和背景数据均为混合系统的系统引擎内置。例如，在本发明的一个实施例中，读缓冲装置中包含可存放光标数据的小容量SRAM和存放背景数据的寄存器，光标数据和背景数据存放在读缓冲装置内。寄存器中背景数据的值可以适当调整来改变背景的颜色。当光标层窗口判断装置判断出当前扫描象素落入光标窗口之内，光标层窗口判断装置产生光标窗口有效信号xy_in_cursor，并将该信号送入读缓冲装置。相应地，读缓冲装置从系统引擎内部模块中加载光标数据。如果当前选择背景层输入，则读缓冲装置从系统引擎内部模块中加载背景数据。

在本发明一个实施例的系统定义中，当数据均未出现时以背景来填充。背景层不配置专门的窗口判断装置，只在当图形、光标与视频窗口均无数据输入时，认为当前扫描象素落入背景窗口，而选择背景层输入。

在本发明的其他实施例中，第一矩形窗口装置可以对图形层和光标层进行二选一的选择。背景层则放在第二矩形窗口装置中处理。当第二矩形窗口装置中的视频层窗口判断装置判断出当前坐标扫描象素不落在视频层窗口，就认为当前扫描象素落入背景窗口，而选择背景层输入。

图8为读缓冲装置的内部结构与周边交互信号示意图。读缓冲装置35具有输入寄存器351和输出寄存器353，并设有协议解析装置355协调输入寄存器和输出寄存器中数据的读取和发送。输入寄存器可暂时存放从前面的第一矩形窗口装置和第二矩形窗口装置中接收的信号，如视频窗口有效信号xy_in_video、光标窗口有效信号xy_in_cursor等。对于图形FIFO和视频FIFO，当FIFO中当前需要输出的数据已经放在FIFO端口上，等待下级模块读取时，图形FIFO的图形等待信号G_fifo_lasting为高，或者视频FIFO的视频等待信号V_fifo_lasting为高。协议解析装置如果同时接收到图形窗口有效信号xy_in_graphic和有效的图形可读信号G_fifo_lasting，会发出一个对应该图形FIFO的图形可读信号G_fifo_reading，并取走图形FIFO端口上的数据。如果协议解析装置同时接收到视频窗口有效信号xy_in_video和视频等待信号V_fifo_lasting时，会发出一个对应该图形FIFO的图形可读信号V_fifo_reading，并取走视频FIFO端口上的数据。

读缓冲装置同时与转换装置和ALPHA混合装置相连接。转换装置可以把RGB格式的数据转换到YUV格式。在本发明的一个实施例中，当读缓冲装置中的数据为临时层时，即背景层、图形层和光标层时，该数据先送入转换装置，从RGB格式转换到YUV格式，再送入ALPHA混合装置。当读缓冲装置中的数据为视频层时，该数据直接送入ALPHA混合装置。

ALPHA混合装置对当前坐标上的视频象素和临时层象素进行ALPHA混合操作。通常可以采取如下公式进行计算：

dst＝A*src1+(1-A)*src2

＝A*(src1-src2)+src2

公式中src1和src2分别表示参与混合的层，假设src1在src2的上面，其中A为ALPHA值，表示“不透明度”，取值范围为0～1，取值为0时，表示完全透明；取值为1时，表示完全不透明。

ALPHA混合装置可以包含ALPHA值调整装置(未图示)，用来调整ALPHA值。例如，对于某象素点，src1为图形层，src2为视频层，当视频层数据在图形层上方时，ALPHA值调整装置把ALPHA值设为0，则该象素点在混合后视频层完全覆盖图形层。

图9为本发明一个实施例的屏幕显示混合方法流程图，按图9所示，本发明的混合方法包括以下步骤：

步骤S1.设置多个窗口，并为每个窗口定义窗口位置坐标。多个窗口中包括视频窗口、图形窗口和光标窗口。

步骤S2.扫描屏幕，并送坐标扫描流到第一和第二矩形窗口装置。在本实施例中，屏幕坐标扫描装置对屏幕进行扫描，并把得到的当前扫描象素以坐标扫描流的形式送往第一矩形窗口装置和第二矩形窗口装置。

步骤S3.当前扫描象素与上述第一矩形窗口装置和第二矩形窗口装置中各窗口的窗口位置坐标进行比较，以确定当前扫描象素所在的窗口。在本实施例中，第一矩形窗口装置和第二矩形窗口装置分别将当前扫描象素与模块中各窗口的窗口位置坐标进行比较，以确定当前扫描象素所在的窗口，其中第一矩形窗口装置对图形、光标、背景等数据进行多选一的选择，形成一层临时层，第二矩形窗口装置将当前扫描象素与视频窗口进行比较，以确定当前扫描象素是否位于视频窗口。

步骤S4.按照当前扫描象素所在窗口，传输数据到读缓冲装置。在本实施例中，如果当前扫描象素在图形窗口，第一矩形窗口装置从图形FIFO中传输图形数据到读缓冲装置；如果当前扫描象素在视频窗口，第二矩形窗口装置从视频FIFO中传输视频数据到读缓冲装置；如果当前扫描象素在光标窗口，就直接从系统引擎中读取光标数据到读缓冲装置，如果当前扫描象素不落在已定义的坐标窗口，则从系统引擎中读取背景数据到读缓冲装置。

步骤S5.判断读缓冲装置中的数据是否为临时层。在本实施例中，当判断读缓冲装置中的数据为临时层时，即背景、图形或光标数据时，在步骤S6，将该数据先送入转换装置，从RGB格式转换到YUV格式，再送入ALPHA混合装置；当判断读缓冲装置中的数据不为临时层时，即默认为视频层时，该数据直接送入ALPHA混合装置。

步骤S6.ALPHA混合。在本实施例中，把YUV域的临时层数据与视频层数据进行ALPHA混合。

在本发明的一些实施例中，对于GUI层、OSD层和字幕层等零散内容可以在送入混合系统之前进行预先混合，形成一个全屏的图形层，并存回SDRAM中。

步骤S2中，屏幕坐标扫描装置根据视频的奇偶场时序，稳定地发出坐标扫描流，该坐标流扫描并行地通过各矩形窗口装置处理，从而判断出当前扫描象素是位于哪一个窗口之内。

步骤S4中系统引擎中的背景数据先由软件设置在RGB格式，再从系统引擎中读取到读缓冲装置。

步骤S6中背景层、图形层和光标层在硬件路径上共用一个RGB颜色域到YUV颜色域的转换引擎。

图10为本发明另一个实施例的屏幕显示混合方法流程图，与图9所示实施例的不同之处在于，其中的背景层不作为临时层，而是在系统引擎中由软件直接设置为YUV格式，不需要进行RGB到YUV的转换，就可从系统引擎中读取到读缓冲装置，直接参与ALPHA混合操作。按图10所示，该实施例的混合方法的步骤S3′中其中第一矩形窗口装置仅对图形、光标等数据进行多选一的选择，形成一层临时层。

作为另一种变换，前述的OSD层、GUI层和字幕层也可以不作预混合而直接送到屏幕显示混合系统中进行处理，在此情况下，所述的图形窗口将可包含OSD窗口、GUI窗口和字幕窗口等各个窗口。

如前所述，在本发明的一个实施例中，可以通过2D引擎对GUI层、OSD层和字幕层等SDRAM中的零散内容预先进行alpha混合形成一个全屏的图形层。以下是本发明的利用一个2D模块进行所述的预混合形成一个图形层的实施例，当然，所述的预混合也可以采用其它常规形式的模块来完成。

图11是本发明一个实施例的2D模块的硬件结构框图。2D模块利用数据DMA111从SDRAM中取出数据，并把数据送入源缓冲器。图中2D模块设置了第一源缓冲器113和第二源缓冲器114，这样，数据DMA从SDRAM中取数据时，可以一次取两层数据分别送入第一源缓冲器和第二源缓冲器。第一源缓冲器和第二源缓冲器中的数据随后进入2Dalpha混合单元116中进行预先混合。在本发明的实施例中，第一源缓冲器和第二源缓冲器与2Dalpha混合单元之间可以设置格式转换单元115，以支持各种象素格式的数据层。这样可以允许图形层支持多种小存储位宽的象素格式，从而在一定程度上降低带宽的需求。根据本发明的一个实施例，如图11所示，格式转换单元115包括格式转换器1151和1153，可以把如RGB565，ARGB3454，ARGB4444，ARGB32等象素格式在内的多种格式统一转换成例如ARGB32象素格式。这样，2Dalpha混合单元可以在例如ARGB32这一种格式下进行预先混合。图4所示的实施例中，调色板1152与格式转换器1151并行设置在第一源缓冲器与2Dalpha混合单元之间，类似地，调色板可在第一源缓冲器和第二源缓冲器与2Dalpha混合单元之间进行一些格式种类的象素格式转换，例如把8位ARGB32索引、8位AYUV32索引等转换成ARGB32格式。可以理解的是，与2Dalpha混合单元之间的格式转换单元除了本实施例中列出的格式转换器和调色板外，还可以配置其它的装置来进行各种象素格式的转换。

2Dalpha混合单元对第一源缓冲器和第二源缓冲器中经过格式转换的象素进行ALPHA混合操作。通常可以采取如下公式进行计算：

dst＝A*src1+(1-A)*src2

＝A*(src1-src2)+src2

公式中src1和src2分别表示参与混合的层，在此为第一源缓冲器和第二源缓冲器中经过格式转换的象素层。假设src1在src2的上面，其中A为alpha值，表示“不透明度”，取值范围为0～1，取值为0时，表示完全透明；取值为1时，表示完全不透明。

2Dalpha混合单元可以包含2Dalpha值调整逻辑，用来调整ALPHA值。例如，对于某象素点，src1为GUI层，src2为OSD层，当OSD层数据在GUI层上方时，2Dalpha值调整逻辑把ALPHA值设为0，则该象素点在混合后OSD层完全覆盖GUI层。

2Dalpha混合单元将混合好的数据送到2D输出FIFO117中。2D输出FIFO117与2D返回FIFO112相连接，2D返回FIFO中的数据经由数据DMA送回到SDRAM中。当需要利用2D模块进行多层混合，例如三层或三层以上的混合时，2D输出FIFO的数据可以经2D返回FIFO送加到SDRAM中，再由数据DMA重新送入2D模块中与SDRAM中的其它层进行混合，这样重复利用可支持二层ALPHA混合的2D模块就可实现多层的混合。

2D模块中由配置寄存器20来控制系统引擎的工作。配置寄存器接收来自CPU的控制命令，通过中断通讯机制来实现对2D模块工作引擎的控制。配置寄存器的工作状态机如图12所示。它包括4种状态：开始21、空闲23、工作25和中断服务程序27状态。开始状态下，由CPU发出开始命令给配置寄存器，并配置好其它所有的2D寄存器。随后，2D模块进入空闲状态。空闲状态下，如果配置寄存器接收到CPU发出的将engine_start寄存器置1的信号，配置寄存器将进入工作状态启动2D模块的系统引擎开始工作。2D模块在工作状态下，如果接收到CPU发出的中断命令，就会进入中断服务程序(ISR)状态进行等待。中断服务程序(ISR)下，配置寄存器如果接收到engine_start寄存器置1的信号，则重新返回工作状态继续工作；如果接收到engine_start寄存器为0的信号，则回到空闲状态。上述实施例只是为了进一步更清楚地描述本发明，而非对本发明的限制。应该可以理解，本发明并不限于以上实施例所做的阐述，任何基于本发明的修改和本发明的等同物都应涵盖在本发明的权利要求的精神和范围之内。

Claims (8)

1.一种屏幕显示混合系统，包括：

屏幕坐标扫描装置，扫描屏幕，产生以坐标扫描流形式的当前扫描像素；第一矩形窗口装置，根据所述坐标扫描流判断当前扫描像素位于包括图形窗口和光标窗口在内的多个窗口中的一个窗口，并对包括图形层和光标层在内的数据进行多选一的选择形成一个RGB域的临时层，所述图形层包括GUI层、OSD层和字幕层，所述图形窗口包括GUI窗口、OSD窗口和字幕窗口；

第二矩形窗口装置，根据所述坐标扫描流判断当前扫描像素位于一个视频窗口；

读缓冲装置，根据当前扫描像素所在的窗口，分别从第一矩形窗口装置接收所传输的RGB域的临时层数据和从第二矩形窗口装置接收所传输的视频层数据；

转换装置，对读缓冲装置中的RGB域的临时层数据进行RGB域到YUV域的格式转换；

Alpha混合装置，对YUV域的临时层数据与视频层数据进行Alpha混合。

2.如权利要求1所述的屏幕显示混合系统，其特征在于，所述RGB域的临时层是对包括图形层，光标层和背景层在内的数据进行多选一的选择形成的RGB域的临时层。

3.如权利要求1或2所述的屏幕显示混合系统，其特征在于，所述窗口含有窗口判断装置，该窗口判断装置包括用以存放窗口位置坐标的窗口位置坐标寄存器，以及用以对所述坐标扫描流和所述窗口位置坐标进行比较的窗口比较装置。

4.如权利要求1或2所述的屏幕显示混合系统，其特征在于，所述读缓冲装置包括输入寄存器、输出寄存器以及用以协调输入寄存器和输出寄存器中数据的读取和发送的协议解析装置。

5.一种屏幕显示混合方法，包括如下步骤：

对应于屏幕显示的每一层数据的显示区域在第一矩形窗口装置设置对应于图形层数据的图形窗口和对应于光标层数据的光标窗口，在第二矩形窗口装置设置对应于视频层数据的视频窗口，并为所述各个窗口定义窗口位置坐标，所述图形层是通过2D引擎对包括GUI层、OSD层和字幕层在内的零散内容预先进行alpha混合而形成的一个全屏的图形层；

扫描屏幕，并将得到的当前扫描像素以坐标扫描流的形式送到第一矩形窗口装置和第二矩形窗口装置；

将当前扫描像素与所述各个窗口的窗口位置坐标进行比较，以确定当前扫描像素所在的窗口；

根据当前扫描像素所在的窗口，将所述每一层数据送到读缓冲装置，其中，图形层数据和光标层数据在送到读缓冲装置前先进行多选一的选择，形成一个RGB域的临时层；

当判断读缓冲装置中的数据为临时层数据时，对所述临时层数据进行RGB域到YUV域的格式转换；

对视频层数据和经过所述格式转换后的临时层数据在YUV域进行Alpha混合。

6.如权利要求5所述的屏幕显示混合方法，其特征在于，所述图形层数据和光标层数据在送到读缓冲装置前还与背景层数据一起先进行多选一的选择，形成所述的临时层。

7.一种屏幕显示混合方法，包括如下步骤：

对应于屏幕显示的每一层数据的显示区域在第一矩形窗口装置设置对应于图形层数据的图形窗口和对应于光标层数据的光标窗口，在第二矩形窗口装置设置对应于视频层数据的视频窗口，并为所述各个窗口定义窗口位置坐标，所述图形层包括GUI层、OSD层和字幕层，所述图形窗口包括GUI窗口、OSD窗口和字幕窗口；

扫描屏幕，并将得到的当前扫描像素以坐标扫描流的形式送到第一矩形窗口装置和第二矩形窗口装置；

将当前扫描像素与所述各个窗口的窗口位置坐标进行比较，以确定当前扫描像素所在的窗口；

根据当前扫描像素所在的窗口，将所述每一层数据送到读缓冲装置，其中，图形层数据和光标层数据在送到读缓冲装置前先进行多选一的选择，形成一个RGB域的临时层；

当判断读缓冲装置中的数据为临时层数据时，对所述临时层数据进行RGB域到YUV域的格式转换；

对视频层数据和经过所述格式转换后的临时层数据在YUV域进行Alpha混合。

8.如权利要求7所述的屏幕显示混合方法，其特征在于，所述图形层数据和光标层数据在送到读缓冲装置前还与背景层数据一起先进行多选一的选择，形成所述的临时层。

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