CN102420952A - 一种无线高清传输设备的osd产生机制和显示方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种无线高清传输设备的OSD产生机制和显示方法。本发明通过在无线高清接收器中加入一个OSD模块，该模块接收基带模块解调后的视频数据(如RGB格式)，将内部产生的字库、图标等OSD内容叠加在原始视频上，再经视频格式转换模块后以各种高清视频接口格式在显示设备显示。本发明改变了以往无线高清传输设备人机界面不友好的形式，提升了产品易用性。
Description
技术领域
本发明涉及技术领域为一种视频无线传输设备人机界面实现机制和方法，具体为一种适用于无线高清传输设备的OSD产生机制和显示方法。
背景技术
无线高清传输设备是专门应用于高清视频无线传输的传输器，可无压缩、极低延时传输标准清晰度和高清晰度(最高可达1080P)视频数据，同时具备穿透性好、传输距离长等优点，主要应用于家庭、办公等领域，拥有广阔市场前景。
此类传输设备包含发送器与接收器。发送器将视频信号源的视频数据无压缩地以无线方式发射，接收器接收无线信号后将数据还原为信号源格式并输出至显示设备显示。
目前通常无线高清传输设备人机界面采用位于发送器和接收器上的指示灯实现，只能显示设备的简单工作状态，难以清楚直观地表达较复杂的内容。并且发送端视频播放设备和接收端显示设备虽自带OSD功能，但无法显示无线高清传输设备的工作状态(如无线网络状态等)。因此需要发明一种无线高清传输类设备的OSD产生机制和显示方法，方便用户对设备的使用，提升用户体验。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种无线高清传输设备的OSD产生机制和显示方法，可实现在视频显示设备上以文字、图标等形式直观地显示无线高清传输设备的工作状态。通过本发明方案，改变了以往无线高清传输设备人机界面不友好的形式，提升了产品易用性。
通过在无线高清接收器中加入一个OSD模块，该模块接收基带模块解调后的视频数据(如RGB格式)，将内部产生的字库、图标等OSD内容叠加在原始视频上，再经视频格式转换模块后以各种高清视频接口格式在显示设备显示。
具体的，本发明技术方案包括：该无线高清传输设备包括发送器、接收器，其中，将OSD模块置于接收器内部的基带模块之后，视频格式转换模块之前；OSD模块与主控模块通过控制总线连接。
在基带模块解调后的视频数据上叠加OSD内容。基带模块负责视频数据的解调为标准视频格式(如RGB)并将视频数据通过数据总线发送至OSD模块，OSD模块负责在解调后的视频数据上叠加OSD内容，不改变数据的格式；OSD模块位于视频格式转换模块之前，OSD模块将带OSD内容的视频数据通过数据总线发送至视频格式转换模块，由专门的视频格式转换模块负责将叠加OSD内容的标准视频格式转换到HDMI、DP高清传输格式。
OSD模块与主控模块通过控制总线(如SPI)连接，主控模块通过控制总线获取OSD模块状态，并通过控制总线发送控制命令至OSD模块，决定OSD显示内容和显示方式。发送器中不需OSD模块，发送器的状态信息可通过控制消息通道发送至接收器，由接收器的OSD模块负责显示。
OSD模块具有如下功能：
(1)内部自带各种文字的字库，并可由用户手动加载自定义字库和位图；
(2)支持RGB或YCbCr颜色空间的OSD输出；
(3)OSD窗口、显示内容的位置、大小、颜色可动态调整；
(4)提供多个寄存器接口供外部主控模块进行参数配置；
OSD显示内容，包括：无线高清传输设备网络连接状态、无线高清传输设备视频连接状态、当前接收器输出视频信号分辨率信息、当前无线网络信号强度、当前网络模式(单播或广播)、视频信号源端口号。
OSD显示过程步骤。
(1)在接收器系统启动后首先设置OSD输出为RGB或YCbCr颜色空间，然后设置OSD窗口及内容的位置、颜色、大小属性，创建OSD窗口，并加载自定义字库；
(2)显示OSD窗口，并在窗口首行显示当前网络模式的字符，然后在下一行显示正在建立网络连接的字符，在最后一行显示一个固定的当前视频画面分辨率；
(3)检测当前设备连接状态是否发生变化，如未发生变化则保持当前显示内容并循环检测连接状态；
(4)如连接状态发生变化，则继续判断是否建立网络连接，如未建立则显示正在建立网络连接的字符，并在下一行显示固定的当前视频画面分辨率，然后返回循环检测连接状态；
(5)如已建立网络连接则继续判断是否建立视频连接，如未建立视频连接则显示网络已连接，正在建立视频连接的字符，并在下一行显示当前无线网络的信号强度，在最后一行显示固定的当前视频画面分辨率，然后返回循环检测连接状态；
(6)如已建立视频连接则先检测当前输入视频的分辨率信息并调整OSD窗口的位置，然后显示无线网络已建立，视频连接已建立的字符，并显示当前接收视频的实际分辨率，并在最后一行显示视频信号源所连接的发送器端口号，在视频正常连接10秒钟后隐藏OSD窗口，然后循环检测连接状态。
上述显示过程步骤(6)中检测当前输入视频分辨率信息并调整OSD窗口位置的作用是保证在接收器接收到不同分辨率的视频时，OSD窗口在视频有效画面区域中基本位于固定位置，不至于产生较大的偏移，具体方法为：通过主控模块从基带模块获取当前接收视频的分辨率信息，用一线性算法公式计算出OSD窗口在视频画面中的位置，最终由主控模块下发命令至OSD模块调整OSD窗口到该位置。OSD窗口起始位置的计算公式如下：
X＝(((HSYNC_POST+HSYNC_ACT)/10)+HSYNC_POST)
Y＝(((VSYNC_POST+VSYNC_ACT)/10)+VSYNC_POST)上述公式中X为OSD窗口水平像素位置，Y为OSD窗口垂直像素位置。HSYNC_ACT、HSYNC_POST、VSYNC_ACT、VSYNC_POST分别为一帧视频画面的行同步信号有效部分、行同步信号消隐部分、场同步信号有效部分、场同步信号消隐部分的像素值。
采用本发明的OSD产生机制和显示方法，不仅能提升无线高清传输设备人机界面的友好程度，同时本发明还具有如下优点：
1、OSD模块仅置于接收器内部，便于在发送器和接收器未建立连接时也能产生OSD显示。并且由于发送器内部无需OSD模块，降低了产品成本。
2、OSD模块输入和输出的视频数据为标准的RGB或YCbCr裸数据，由后续专门的视频格式转换模块负责转换至各种高清信号传输接口格式，方便OSD模块移植到不同的输出接口平台。
3、OSD模块提供多种参数接口供主控模块配置，方便用户灵活自定义OSD的显示方式。
4、有效保证了在不同视频分辨率下，OSD窗口在视频有效画面区域中基本位于固定位置，提升了界面的美观度。
附图说明
图1为无线高清传输设备的应用场景示意图。
图2为接收器内部模块结构示意图。
图3为接收器主控模块OSD功能的处理流程示意图。
图4为视频画面的行场周期、行场消隐、有效画面的关系示意图。
具体实施方式
图1所示为无线高清传输器的一种典型应用场景。高清视频播放设备(如蓝光DVD、高清硬盘播放机)将视频数据通过HDMI接口传输至发送器，发送器经过内部处理后将视频信号以无压缩的方式无线发射，接收器接收到无线数据并逆向处理后再通过HDMI接口将原始视频数据传输至高清显示设备(如高清电视机、投影仪)显示出来。
OSD模块位于接收器内部，接收器内部模块结构如图2所示。无线射频信号由接收器内部天线接收，然后由射频模块下变频至基带信号后通过I/Q差分数据线传输至基带模块，经基带模块处理后恢复为标准数字RGB信号。该信号通过BT.656数据接口传输至OSD模块作为OSD模块输入信号，OSD模块内部产生RGB格式的OSD内容，叠加在输入信号上然后仍以BT.656接口输出至视频格式转换模块，最后由视频格式转换模块把RGB信号转换为TMDS信号的HDMI高清传输接口格式输出。
主控模块通过SPI总线传输控制信号来与OSD模块通信。具体的，主控模块通过SPI总线读取OSD模块内部寄存器状态，并通过SPI总线对OSD模块内部寄存器进行配置，以此完成对OSD模块的控制，决定OSD模块的显示内容和显示方式。同时，主控模块分别通过SPI总线和I2C总线传输控制信号来与基带模块和视频格式转换模块通信。
OSD模块内部ROM存储器中存放了默认的字库。也可通过SPI总线从主控模块加载自定义字库、位图到OSD模块内部RAM存储器中，实现各种文字、字体、图标的显示。
OSD模块提供如下寄存器接口可配置：
1、OSD窗口和字符块的位置、大小、颜色；
2、每个字符块的内容；
3、加载字库或位图的RAM存储器地址及加载的字符块内容；
4、选择默认字库或自定义字库(含位图)；
5、选择产生RGB或YCbCr格式的OSD；
6、选择显示或隐藏当前整个OSD。
OSD显示内容包括：当前发送器和接收器的网络模式(单播或广播)、发送器与接收器的网络连接状态、无线网络信号强度、发送器与接收器的视频连接状态、接收器输出视频的分辨率信息、视频信号源对应的发送器端口号等。
OSD显示过程步骤如图3所示：
(1)在接收器系统启动后首先设置OSD输出为RGB或YCbCr颜色空间，然后设置OSD窗口及内容的位置、颜色、大小等属性，创建OSD窗口，并加载自定义字库。
(2)显示OSD窗口，并在窗口首行显示当前网络模式的字符，如“Unicast Mode”或“Broadcast Mode”。然后在下一行显示正在建立网络连接的字符，如“NetworkConnecting...”。在最后一行显示一个固定的当前视频画面分辨率，如“1280*720”，因为在发送器接收器未建立视频连接前需由接收器输出一个空白画面，该画面分辨率可设定。
(3)检测当前设备连接状态是否发生变化，如未发生变化则保持当前显示内容并循环检测连接状态。
(4)如连接状态发生变化，则继续判断是否建立网络连接，如未建立则显示正在建立网络连接的字符，如“Network Connecting...”。并在下一行显示固定的当前视频画面分辨率，如“1280*720”。然后返回循环检测连接状态。
(5)如已建立网络连接则继续判断是否建立视频连接，如未建立视频连接则显示网络已连接，正在建立视频连接的字符，如“Network Connected，Video Connecting…”，并在下一行显示当前无线网络的信号强度，在最后一行显示固定的当前视频画面分辨率，如“1280*720”。然后返回循环检测连接状态。
(6)如已建立视频连接则先检测当前输入视频的分辨率信息并调整OSD窗口的位置。然后显示无线网络已建立，视频连接已建立的字符，如“Network Connected，VideoConnected”。并显示当前接收视频的实际分辨率。并在最后一行显示视频信号源所连接的发送器端口号(一个发送器可连接多个视频信号源)。在视频正常连接10秒钟后隐藏OSD窗口。然后循环检测连接状态。
在上述步骤过程中网络模式、无线网络和视频的连接状态、当前接收视频信号的实际分辨率、无线网络信号强度、视频信号源所连接的发送器端口号等信息均可由主控模块通过SPI控制总线从基带模块获取。
下面给出步骤(6)中在不同输入视频分辨率下保证OSD窗口基本位于视频有效画面固定位置的具体方法。如图4所示，一帧视频画面的有效画面为图中的Active video区域，HSYNC_Period为行同步信号的完整周期，HSYNC_ACT为行同步信号的有效部分，HSYNC_POST为行同步信号的消隐部分，VSYNC_Period为场同步信号的完整周期，VSYNC_ACT为场同步信号的有效部分，HSYNC_POST为场同步信号的消隐部分。由主控模块通过SPI控制总线读取基带模块内部信息获得HSYNC_ACT、HSYNC_POST、VSYNC_ACT、VSYNC_POST的像素值。主控模块通过如下线性算法公式计算出OSD窗口的起始点的坐标位置：
X＝(((HSYNC_POST+HSYNC_ACT)/10)+HSYNC_POST)
Y＝(((VSYNC_POST+VSYNC_ACT)/10)+VSYNC_POST)
公式中X为OSD窗口水平像素位置，Y为OSD窗口垂直像素位置。最后，主控模块将水平像素位置和垂直像素位置通过SPI总线写入OSD模块相应寄存器完成窗口位置的调整。
Claims (6)
1.一种无线高清传输设备的OSD产生机制，包括发送器、接收器，其特征在于，将OSD模块置于接收器内部的基带模块之后，视频格式转换模块之前；OSD模块与主控模块通过控制总线连接；
OSD模块与主控模块通过控制总线连接，主控模块通过控制总线获取OSD模块状态，并通过控制总线发送控制命令至OSD模块，决定OSD显示内容和显示方式；
基带模块负责视频数据的解调为标准视频格式并将视频数据通过数据总线发送至OSD模块，OSD模块负责在解调后的视频数据上叠加OSD内容，不改变数据的格式；OSD模块位于视频格式转换模块之前，OSD模块将带OSD内容的视频数据通过数据总线发送至视频格式转换模块，由专门的视频格式转换模块负责将叠加OSD内容的标准视频格式转换到HDMI、DP高清传输格式。
2.一种无线高清传输设备的OSD显示方法，其特征在于，显示过程如下：
(1)在接收器系统启动后首先设置OSD输出为RGB或YCbCr颜色空间，然后设置OSD窗口及内容的位置、颜色、大小属性，创建OSD窗口，并加载自定义字库；
(2)显示OSD窗口，并在窗口首行显示当前网络模式的字符，然后在下一行显示正在建立网络连接的字符，在最后一行显示一个固定的当前视频画面分辨率；
(3)检测当前设备连接状态是否发生变化，如未发生变化则保持当前显示内容并循环检测连接状态；
(4)如连接状态发生变化，则继续判断是否建立网络连接，如未建立则显示正在建立网络连接的字符，并在下一行显示固定的当前视频画面分辨率，然后返回循环检测连接状态；
(5)如已建立网络连接则继续判断是否建立视频连接，如未建立视频连接则显示网络已连接，正在建立视频连接的字符，并在下一行显示当前无线网络的信号强度，在最后一行显示固定的当前视频画面分辨率，然后返回循环检测连接状态；
(6)如已建立视频连接则先检测当前输入视频的分辨率信息并调整OSD窗口的位置，然后显示无线网络已建立，视频连接已建立的字符，并显示当前接收视频的实际分辨率，并在最后一行显示视频信号源所连接的发送器端口号，在视频正常连接10秒钟后隐藏OSD窗口，然后循环检测连接状态。
3.根据权利要求4所述的一种无线高清传输设备的OSD显示方法，其特征在于，检测当前输入视频分辨率信息并调整OSD窗口位置的具体方法为：通过主控模块从基带模块获取当前接收视频的分辨率信息，用一线性算法公式计算出OSD窗口在视频画面中的位置，最终由主控模块下发命令至OSD模块调整OSD窗口到该位置。
4.根据权利要求5所述的一种无线高清传输设备的OSD显示方法，其特征在于，OSD窗口起始位置的计算公式如下：
X＝(((HSYNC_POST+HSYNC_ACT)/10)+HSYNC_POST)
Y＝(((VSYNC_POST+VSYNC_ACT)/10)+VSYNC_POST)
上述公式中X为OSD窗口水平像素位置，Y为OSD窗口垂直像素位置；HSYNC_ACT为一帧视频画面的行同步信号有效部分、HSYNC_POST为行同步信号消隐部分、VSYNC_ACT为场同步信号有效部分、VSYNC_POST为场同步信号消隐部分的像素值。
5.根据权利要求5所述的一种无线高清传输设备的OSD显示方法，其特征在于，OSD显示内容，包括：无线高清传输设备网络连接状态、无线高清传输设备视频连接状态、当前接收器输出视频信号分辨率信息、当前无线网络信号强度、当前网络模式、视频信号源端口号。
6.根据权利要求5所述的一种无线高清传输设备的OSD显示方法，其特征在于，OSD模块具有如下功能：
(1)内部自带各种文字的字库，并可由用户手动加载自定义字库和位图；
(2)支持RGB或YCbCr颜色空间的OSD输出；
(3)OSD窗口、显示内容的位置、大小、颜色可动态调整；
(4)提供多个寄存器接口供外部主控模块进行参数配置。
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