CN101764981B - 一种嵌入式led显示屏高清视频图像控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明为解决现有LED显示屏的高清视频图像处理的技术问题，提供一种嵌入式LED显示屏高清视频图像控制器，所述控制器包括信号解码电路、高精度视频图像缩放电路、FPGA控制芯片和编码电路，所述信号解码电路连接视频信号输出端，再依次连接高精度视频图像缩放电路、FPGA控制芯片和编码电路并由编码电路连接LED数据分配器，所述FPGA控制芯片通过I2C总线连接信号解码电路和高精度视频图像缩放电路。其有益效果是：像素调节范围大，视频播放高清、色彩清晰艳丽，具有更好的图像亮度、对比度、色度、饱和度调节功能，具有图像滤波、增强、锐化、运动补偿控制功能，具有Gamma校正功能。
Description
技术领域
本发明涉及LED显示屏的高清视频图像处理技术领域，具体地涉及一种嵌入式LED显示屏高清视频图像控制器。
背景技术
现有LED显示屏的视频信号一般是直接由视频信号输出端连接LED数据分配器，然后再通过扫描板控制LED显示屏进行全彩视频图像的播放。对于高清晰视频图像，其播放效果较差，虽然一些LED显示屏的主芯片上设置有视频图像调节模块，可以对图像进行亮度、对比度、色度、饱和度调节，但其调节效果很难满足高清视频图像的需求。
发明内容
本发明为解决上述现有LED显示屏的高清视频图像处理的技术问题，提供一种嵌入式LED显示屏高清视频图像控制器。
本发明实现发明目的采用的技术方案是，一种嵌入式LED显示屏高清视频图像控制器，所述控制器包括信号解码电路、高精度视频图像缩放电路、FPGA控制芯片和编码电路，所述信号解码电路连接视频信号输出端，再依次连接高精度视频图像缩放电路、FPGA控制芯片和编码电路并由编码电路连接LED数据分配器，所述FPGA控制芯片通过I2C总线连接信号解码电路和高精度视频图像缩放电路。
更好地，所述FPGA控制芯片包括MCU主控模块、数据采集模块、gamma校正模块和通道转换开关，所述MCU主控模块通过I2C总线连接信号解码电路和高精度视频图像缩放电路，所述高精度视频图像缩放电路依次连接数据采集模块、gamma校正模块、通道转换开关并由通道转换开关接入编码电路，所述数据采集模块、gamma校正模块和通道转换开关分别与MCU主控模块连接。
更好地，所述控制器设置有USB接口，USB接口连接PC机；所述数据采集模块和gamma校正模块之间还设置有显示屏测试模块；所述信号解码电路为HDMI解码电路；所述编码电路为四路千兆网编码电路。
本发明可以推广应用于LCD显示屏的相关技术领域，其有益效果是：可使LED显示屏的播放像素点数在1920*1280以内任意设置，播放的高清视频图像使LED显示屏的画面色彩更加清晰和艳丽，控制器输出色彩深度可达16bit，具有更好的图像亮度、对比度、色度、饱和度调节功能，具有图像滤波、增强、锐化、运动补偿控制功能，具有Gamma校正功能。
附图说明
图1，实施例的控制器结构示意图。
具体实施方式
参看附图1，一种嵌入式LED显示屏高清视频图像控制器，包括HDMI信号解码电路、高精度视频图像缩放电路、FPGA控制芯片和四路千兆网编码电路，视频输入信号由二路HDMI接口输入，输入信号遵守HDMI1.3协议，支持RGB 4:4:4或YCbCr 4:4:4 8bit、10bit、12bit颜色深度输入，接口兼容DVI1.0协议。控制器通过四路千兆网编码电路进行视频信号输出，支持RGB 4:4:4 16bit颜色深度，图像像素数可达到1080P，然后视频输出信号再通过LED数据分配器、扫描板控制LED显示屏进行全彩视频图像的播放。
所述HDMI信号解码电路连接视频信号输出端，再依次连接高精度视频图像缩放电路、FPGA控制芯片和四路千兆网编码电路，所述FPGA控制芯片通过I2C总线连接HDMI信号解码电路和高精度视频图像缩放电路。
所述FPGA控制芯片包括MCU主控模块、数据采集模块、gamma校正模块和通道转换开关，所述MCU主控模块通过I2C总线连接信号解码电路和高精度视频图像缩放电路，所述高精度视频图像缩放电路依次连接数据采集模块、gamma校正模块、通道转换开关并由通道转换开关接入编码电路，所述数据采集模块、gamma校正模块和通道转换开关分别与MCU主控模块连接，数据采集模块和gamma校正模块之间设置有显示屏测试模块。
控制器设置有USB接口，USB接口连接PC机；所述控制器还配置有DDR接口、定时器电路、启动开关以及EPCS储存器；控制器信号输入端还连接有DVI检测接口。
本发明所述控制器的输入端接高清视频图像播放器的输出端(HDMI接口)，通过对输入视频图像的高精度缩放处理、图像处理后，由千兆网编码电路发送给LED数据分配器。控制器的工作参数、控制命令等通过PC机的人机对话界面输入，PC机经过RS232接口传送到控制器，进行控制器的初始化及控制。
本发明所述HDMI解码电路采用anx8770芯片组成HDMI解码电路，anx8770具有2路HDMI输入接口，支持HDMI1.3、HDCP1.2、兼容DVI1.0，支持8bit、10bit、12bit色彩深度，支持高清视频图像传输，最高带宽达到5.8G。
所述高精度图像缩放电路采用ABT2010芯片组成高精度图像缩放电路，ABT2010具有兼容HDMI输入接口，支持480P、720P、1080P等RGB4:4；4或YCbCr4:4:4输入/出格式，具有高精度图像缩放功能，具有亮度、对比度、色度、饱和度调节功能，具有图像滤波、增强、锐化等控制功能，输出30bitRGB4:4:4格式。
所述FPGA控制芯片采用EP1C20F400芯片，采用SOPC设计技术，在FPGA芯片上嵌入MCU核及相关接口控制器(IP Core)组成控制器MCU主控模块，通过数据采集模块、gamma校正模块和通道转换开关完成30bitRGB4:4:4格式输入信号的采集、存储、图像gamma校正、视觉函数校正、数据分配、传输及系统控制功能，输出4路30bitRGB4:4:4格式的视频图像数据，输入信号的采集、存储、图像gamma校正、视觉函数校正、数据分配、传输采用VHDL语言进行程序设计，由数据采集、gamma校正、数据分配、通道转换开关等模块组成。
所述千兆网编码电路采用4个TLK3101芯片组成4路千兆网编码电路，TLK3101具有8bit/10bit的编/解码算法，具有16bit数据输入接口，最高带宽达到3.125G。
所述USB接口电路采用CH375芯片组成USB接口电路，CH375是USB通用接口芯片，支持USB-HOST主机方式和USB-DEVICE/SLAVE设备方式，兼容USB2.0协议，内置控制传输的协议处理器，CH375通过FPGA内部的USB Interface和AVALONE BUS连接到MCU。
本发明具有Gamma校正、视觉函数校正、输入信号切换功能；具有图像亮度、对比度、色度、饱和度等控制功能。同时系统还具有信号滤波、运动补偿、图像增强、图像高精度缩放等调节功能。所述LED视频控制器遵守可靠性、可维性设计准则，采用模块化设计，最大限度地采用标准件、通用件。控制器软件部分具有兼容性、可移植性，控制器硬件设计方面，安装结构、功能、接口等设计力争做到通用化。
Claims (5)
1.一种嵌入式LED显示屏高清视频图像控制器，包括信号解码电路、高精度视频图像缩放电路、FPGA控制芯片和编码电路，所述信号解码电路连接视频信号输出端，再依次连接高精度视频图像缩放电路、FPGA控制芯片和编码电路，所述编码电路连接LED数据分配器，所述FPGA控制芯片通过I2C总线连接信号解码电路和高精度视频图像缩放电路，其特征在于：所述FPGA控制芯片包括MCU主控模块、数据采集模块、gamma校正模块和通道转换开关，所述MCU主控模块通过I2C总线连接信号解码电路和高精度视频图像缩放电路，所述高精度视频图像缩放电路依次连接数据采集模块、gamma校正模块、通道转换开关并由通道转换开关接入编码电路，所述数据采集模块、gamma校正模块和通道转换开关分别与MCU主控模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种嵌入式LED显示屏高清视频图像控制器，其特征在于：所述控制器设置有USB接口，USB接口连接PC机。
3.根据权利要求1或2所述的一种嵌入式LED显示屏高清视频图像控制器，其特征在于：所述数据采集模块和gamma校正模块之间还设置有显示屏测试模块。
4.根据权利要求1或2所述的一种嵌入式LED显示屏高清视频图像控制器，其特征在于：所述信号解码电路为HDMI解码电路。
5.根据权利要求1或2所述的一种嵌入式LED显示屏高清视频图像控制器，其特征在于：所述编码电路为四路千兆网编码电路。
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