CN101673510A - 在任意排列的led像素灯上播放视频的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了在任意排列的LED像素灯上播放视频的方法，该方法着重针对控制系统分控器的各个控制信号端口所连接的LED像素灯的安装位置无固定的相对排列关系，该方法在这样非规则的LED像素灯排列矩阵上可实时视频播放。

Description

在任意排列的LED像素灯上播放视频的方法

技术领域

本发明涉及LED显示控制领域，具体涉及一种在任意排列的LED像素灯上播放视频的方法。

背景技术

在现有技术中，已能在规则排列的LED像素灯阵列上实现视频图像的播放，其基本实现方法是：采用一套特制的控制系统，该系统由主控计算机、主控制器、分控制器以及相应的软件组成，其中主控制器与主控计算机的显示器接口(DVI或VGA)连接，获取主控计算机的显卡发出的显示信号，显示信号是按帧发出的，包含有显示器所显示的所有像素点的数据，主控器从中取出各个像素点的红、绿、蓝亮度分量数据，通过数据传输网络把这些数据发给各个分控器；一个分控器通常有多个控制信号端口，一个控制信号端口通常可以接入并控制数几百个乃至上千个LED像素灯，分控器的一个控制信号端口到多个物理上串连着的LED像素灯，通常采用串行移位方式或总线方式发送数据，LED像素灯中的控制电路按收到的像素数据驱动LED发出相应颜色和亮度的光，这样，就可将主控计算机显示器上的所有像素点，或者某个区域内的像素点的颜色和亮度一一映射到LED像素灯上，当LED像素灯阵列中的各个LED像素灯的排列关系与所映射的主控计算机显示器上各个像素点的排列关系相一致时，在主控计算机显示器上播放的视频节目，包括各种格式的多媒体节目的画面就能够完整规则地出现在LED像素灯阵列上。

在现有技术中，控制系统分控器的控制信号端口发出的像素数据通常对应主控计算机显示器某个区域的一行、或者一列，或者一个矩形的区域(如LED显示屏的一个箱体)的像素点，所以控制系统分控器的信号控制端口所控制的LED像素灯的安装位置也要排列成一行、一列，或者排列成一个矩形区域，也就是所谓的规则排列，这样才能在LED像素灯阵列上正常呈现主控计算机显示器上的画面，而当LED像素灯的排列是不规则的任意排列，以现有技术在这样的LED像素灯阵列上作实时的视频节目播放就变得十分困难。

发明内容

本发明提出了在任意排列的LED像素灯上播放视频的方法，该方法着重针对控制系统分控器的各个控制信号端口所连接的LED像素灯的安装位置无固定的相对排列关系，该方法在这样非规则的LED像素灯排列矩阵上可进行实时视频播放。所述方法的基本原理是，在主控计算机的显示器上开辟两个播放窗口：播放窗口A和播放窗口B。若LED像素灯的安装位置是规则排列的，则仅利用现有技术，就可以把播放窗口A的画面实时映射到LED像素灯阵列上作实时播放，若LED像素灯阵列是由LED像素灯不规则排列而成的，则启动播放窗口B，先用现有技术在窗口B和LED像素灯阵列间建立映射关系，再用技术手段在窗口A和窗口B间建立映射关系。本发明提出了利用窗口A到窗口B的映射关系去调整LED像素灯阵列不规则的排列关系的方式，最终将窗口A的画面内容规则地映射到不规则排列的LED像素灯阵列上，从而实现在不规则的、任意排列的LED像素灯阵列上播放视频图像的方法。

本发明还提出了一种“单点校正”的方法。在窗口A和窗口B间建立映射关系的过程中，可将窗口A的像素点的像素数据的红、绿、蓝分量进行适当修正，再去设置窗口B对应像素点的颜色和亮度，以弥补所对应的像素灯的红、绿、蓝LED颗粒的亮度、波长的偏差造成的显示失真；

本发明还提供一种在任意排列的LED像素灯上播放视频的装置，该装置设有一个显示信号输入口，以及一数据发送接口，所述装置的显示信号输入口连接主控计算机的显示信号输出口，对于装置收到的每一帧由主控计算机发来的显示数据，装置均按窗口A定义的位置和索引文件中的源坐标值，从中依次取出所有源像素点的数据，再把这些数据通过数据发送接口发给主控计算机，由主控计算机中的软件按这些像素数据和索引文件中的目标坐标值设置目标BMP图像素点的颜色和亮度，最后将目标BMP图拷贝到显存中窗口B的位置，从而实现窗口A的像素点到窗口B的映射。

该方法的具体步骤请参见下述实施例中所示。

具体实施方式

现结合具体实施例，对本发明做进一步的描述。

实施例

一种在任意排列的LED像素灯上播放视频的方法：

步骤一、确定所有LED像素灯的安装位置，将所有的LED像素灯定位在一个虚拟的矩形的窗口中，假定这个矩形窗口的宽度是W，高度是H，单位是米(m)；

步骤二、确定一个坐标原点，比如，确定虚拟的矩形播放窗的左上角为坐标原点；

步骤三、对控制系统多个分控器的控制信号端口统一编号以确定每个LED像素灯所在的控制信号端口，譬如，该编号可从0开始，LED像素灯阵列中的某个LED像素灯P的控制信号端口号是M，是指LED像素灯P接在控制系统的第M+1个控制信号端口上。

步骤四、确定每个LED像素灯的连接位置。通常控制系统的控制信号端口均会控制一定数量的LED像素灯，这些LED像素灯成串排列，从信号端口开始，向后依次给LED像素灯编号，以确定每个LED像素灯在某个控制信号端口下的位置，譬如，编号从0开始，某个LED像素灯P的连接位置编号是L，是指该LED像素灯P是从该控制信号端口数起的第L+1个灯。

步骤五、确定每个LED像素灯的安装位置相对于虚拟播放窗口的坐标原点的物理坐标(X，Y)，这个物理坐标的单位是公制的长度单位，比如米(m)。

步骤六、在控制系统的主控计算机的播放界面设定一个矩形播放窗口A，这个窗口A的大小由像素点数来表示，譬如，该窗口宽为Wp个像素，高为个Hp像素，设置窗口A的目的是为了将主控计算机所播放的视频画面映射到LED像素灯阵列上，为确保视频画面不变形，窗口A的长宽比例应该和步骤一所确定的虚拟窗口的长宽比例一致，即：Wp/Hp＝W/H。

步骤七、按如下方式将LED像素灯的物理坐标(X，Y)，换算成用像素点表示的逻辑坐标(Xn，Yn)：

Xn＝(Wp/W)*X          Yn＝(Hp/H)*Y

步骤八、在控制系统的主控计算机的播放界面上设定一个矩形播放窗口B，利用现有技术的播放窗口定位方法，将控制系统的播放窗口定位在窗口B上。利用现有技术，根据LED像素灯P的控制信号端口M和连接位置L，得到LED像素灯P有映射关系的像素点在窗口B中的位置坐标(Xm，Ym)。

至此，得到了LED像素灯阵列中LED像素灯P的2个坐标参数：(Xn，Yn)、(Xm，Ym)，这两个坐标值的含义是：窗口A中坐标值为(Xn，Yn)的像素点是应该映射到LED像素灯阵列中的LED像素灯P上的，由于LED像素灯P安装位置排列的不规则性等因素，实际映射到LED像素灯P上的像素点是窗口B上的(Xm，Ym)，需要将窗口A的像素点(Xn，Yn)映射到窗口B的像素点(Xm，Ym)，这样窗口A上的像素点(Xn，Yn)就会最终映射到LED像素灯P上，用同样的方法，就可以将LED像素灯阵列的所有LED像素灯和窗口A上的像素点建立一一对应的映射关系，这样，在窗口A上播放的视频图像，就会在LED像素灯阵列上正常播放。所以，本发明的特征之一，是将LED像素灯阵列中的所有LED像素灯在窗口A上的像素点(Xn，Yn)(以下称“源像素点”)，实时或接近实时地映射到窗口B的像素点(Xm，Ym)(以下称“目标像素点”)上。

步骤九、将LED像素灯阵列的所有LED像素灯进行编号，譬如，总共有K个LED像素灯，则编号从0到K-1，将这K个像素灯所对应的两个坐标值：源像素点坐标值(Xn，Yn)(以下称“源坐标”)，目标像素点坐标值(Xm，Ym)(以下称“目标坐标”)，以及窗口A、窗口B的位置尺寸编成一个索引文件待用。

步骤十、使用软件技术，在主控计算机中，将窗口A的所有像素点的数据从显存拷贝到内存，形成一个源BMP图，源BMP图的尺寸与窗口A相同。

步骤十一、在主控计算机内存中构建一个新的BMP图，即目标BMP图。目标BMP图的尺寸与窗口B相同，背景开始为全黑，按照步骤九所述的索引文件，将K个源像素点的像素数据，依次从源BMP图中取出，再按照同样的像素数据，依次设置目标BMP图中目标像素点的颜色和亮度。比如，对应于LED像素灯P，将其颜色和亮度数据从源BMP图的(Xn，Yn)处取出，再按相同的数据设置目标BMP图中(Xm，Ym)处的像素点的颜色和亮度。

在这一步骤中，还可先对从源BMP图中取得的像素数据的红、绿、蓝分量进行适当修正，再用修正后的数据去设置目标BMP图中的目标像素点的颜色和亮度，以弥补所对应的像素灯的红、绿、蓝LED颗粒的亮度、波长的偏差造成的显示失真，即实现“单点校正”功能；

步骤十二、将目标BMP图拷贝到显存中窗口B的位置，至此，实现了窗口A的像素点到窗口B的映射。

需要说明的是：步骤十、十一、十二，由定时器触发，按固定的频率(如30Hz或60Hz)循环重复进行，这样，显示窗口A的内容就不断地刷新到显示窗口B上，由于显示窗口B和LED像素灯阵列的实时映射关系，显示窗口A中的画面内容就能通过窗口B在LED像素灯阵列上正常播放。

另一个需要说明的问题是：步骤六和步骤八所述的播放窗口A和播放窗口B，可以位于同连接主控计算机一台显示器上，也可以分别位于连接主控计算机的不同的显示器上，只要这两个窗口不相重叠即可。

步骤十、十一、十二的另一个可替代的方案是：构建一个包含软硬件的电子装置Q，装置Q有一个VGA或DVI的显示信号输入口，同时有一USB接口，装置Q的显示信号输入口接在主控计算机的VGA或DVI显示信号输出口上，对于收到的每一帧显示数据，装置Q均按窗口A定义的位置和索引文件中的源坐标值，从中依次取出所有源像素点的数据，再把这些数据通过USB口发给主控计算机，由主控计算机中的软件将这些像素数据适当修正后，再按索引文件中的目标坐标值设置目标BMP图像素点的颜色和亮度，最后将目标BMP图拷贝到显存中窗口B的位置，从而实现窗口A的像素点到窗口B的映射。

Claims (4)

1、一种在任意排列的LED像素灯上播放视频的方法，其包含如下的步骤：

步骤一、确定所有LED像素灯的安装位置，将所有的LED像素灯定位在一个虚拟的矩形窗口中；

步骤二、在步骤一所定义的虚拟的矩形窗口内确定一个坐标原点，；

步骤三、对控制系统多个分控器的控制信号端口统一编号以确定每个LED像素灯所在的控制信号端口；

步骤四、确定每个LED像素灯的连接位置；

步骤五、确定每个LED像素灯的安装位置相对于虚拟播放窗口的坐标原点的物理坐标；

步骤六、在控制系统的主控计算机的播放界面设定一个矩形播放窗口A，这个窗口A的大小由像素点数来表示，该窗口A的长宽比例应该和步骤一所确定的虚拟窗口的长宽比例一致；

步骤七、由于窗口A与步骤一中的矩形窗口成比例，故可将LED像素灯的物理坐标换算成用像素点表示的逻辑坐标，即源坐标：

步骤八、在控制系统的主控计算机的播放界面上设定一个矩形播放窗口B，利用现有技术的播放窗口位置定位方法，将控制系统的播放窗口定位在窗口B上，利用现有技术，根据LED像素灯的控制信号端口和连接位置，得到LED像素灯有映射关系的像素点在窗口B中的位置坐标，即目标坐标；

步骤九、将LED像素灯阵列的所有LED像素灯进行编号，将所有的LED像素灯所对应的两个坐标值：源坐标，目标坐标以及窗口A、窗口B的位置和尺寸编成一个索引文件待用；

步骤十、使用软件技术，在主控计算机中，将窗口A的所有像素点的数据从显存拷贝到内存，形成一个源BMP图，源BMP图的尺寸与窗口A相同；

步骤十一、在主控计算机内存中构建一个新的BMP图，即目标BMP图。目标BMP图的尺寸与窗口B相同，开始背景为全黑，从步骤九所述的索引文件中，获取所有像素灯的源坐标和目标坐标值，按源坐标，依次从源BMP图中取出像素数据，作适当修正后，再用修正后的数据，按照目标坐标，依次设置目标BMP图中目标像素点的颜色和亮度。

步骤十二、将目标BMP图拷贝到显存中窗口B的位置，至此，实现了窗口A的像素点到窗口B的映射。

2、如权利要求1所述的在任意排列的LED像素灯上播放视频的方法，其特征在于，步骤十、十一、十二，由定时器触发，按一个固定的频率循环重复进行。

3、如权利要求1所述的在任意排列的LED像素灯上播放视频的方法，其特征在于，步骤六和步骤八所述的播放窗口A和播放窗口B，可以位于连接主控计算机的同一个显示器上，也可以分别位于连接主控计算机的不同的显示器上。

4、如权利要求1所述的在任意排列的LED像素灯上播放视频的方法，其特征在于，构建一个包含软硬件的电子装置替代步骤十、十一、十二，该装置设有一个显示信号输入口，以及一数据发送接口，所述装置的显示信号输入口连接主控计算机的显示信号输出口，对于装置收到的每一帧由主控计算机发来的显示数据，装置均按窗口A定义的位置和索引文件中的源坐标值，从中依次取出所有源像素点的数据，再把这些数据通过数据发送接口发给主控计算机，由主控计算机中的软件对这些像素数据作适当修正后，按修正后的像素数据和索引文件中的目标坐标值设置目标BMP图像素点的颜色和亮度，最后将目标BMP图拷贝到显存中窗口B的位置，从而实现窗口A的像素点到窗口B的映射。