CN102883120B - 一种双画面图像显示装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双画面图像显示装置及控制方法，显示装置包括信号输入模块、视频处理模块、3D处理模块、数据缓存模块、存储模块、显示模块和发射模块，其中还在视频处理模块中设有一个非线性处理模块，控制方法为通过对双画面图像沿着图像中心点位置将各个图像分割为M个区域：再对各个图像区域进行非线性放大，经过非线性放大后再对分割的区域进行像素点插入补充，其插入补充的像素点与非线性与各个区域放大的距离成正比，将得到全画面显示的画面图像，通过非线性放大，也使得双画面显示中图像在全屏显示时不易扭曲变形，使得人们有较好的观影效果。

Description

一种双画面图像显示装置及控制方法

技术领域

本发明设计双画面显示领域，特别涉及在显示屏幕上全画面显示两个画面的双画面图像显示装置及控制方法。

背景技术

现在有游戏设备可以提供双人游戏，即在同屏幕上面分割画面提供两个游戏玩家进行游戏，依照目前的双画面显示方法，可以将这两个分割画面同时全尺寸进行显示，让玩家有身临其境的游戏体验。如专利申请号：201010281122.4的发明《基于同步显示的双画面同屏显示方法》揭露表面分别贴有垂直、水平偏振膜,观看者戴上配设的垂直或水平偏振眼镜以观看A路或B路图像，该方法可以在同一屏幕区域同时显示两个画面,而使不同的人在同一显示设备上互不干扰地同时观看不同的画面；专利申请号：201010281121.X的发明《基于异步显示的双画面同屏显示方法》揭露异步显示的双画面同屏显示方法，可以在同一屏幕区域显示两个画面,而使不同的人在同一显示设备上互不干扰地同时观看不同的画面；另外还有申请号为201110304235.6的发明专利《双画面显示装置及实现方法》，这些专利都揭露了一种可以实现在同一显示区域全尺寸显示两个画面的视频帧处理的技术方法。同时，申请号201110204383.0《可调偏光式3D和2D兼容的3D眼镜及其调节方法》与申请号201110200673.8《可调快门式3D眼镜3D和2D兼容的接收装置及方法》也都揭露了在同屏幕双画面显示进行接收的方法。

由于原始画面为分割画面，画面的尺寸为常规的尺寸的一半，通常可能是水平方向或者垂直方向尺寸只有一半，如果进行全画面显示，则需要对原始的画面进行放大。进行图像尺寸放大时，由于原尺寸的长宽与放大后图像的长宽不成比例关系，进行线性缩放，会出现严重的图像变形和显示效果降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使得双画面显示中图像放大不易扭曲变形，使得人们有较好的观影效果的双画面图像显示装置及控制方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：其包括以下模块：

信号输入模块：用于视频信号的输入，所述的视频信号包括HDMI、YPBBR、VGA、AV或RF；

视频处理模块：对信号输入模块输入的信号进行第一级处理，所述的第一级处理包括A/D转换、信号采样、解码、缩放、3D格式编码处理后得到LVDS信号后进行输出；

第一数据缓存模块：用来缓存视频处理模块对信号进行解码、编码和Scale处理时产生的数据运算；

第一存储模块：存储视频处理模块的运行程序数据文件和用户设置数据信息；

3D处理模块：即为双画面处理模块，用来对视频处理模块的输出信号进行第二级处理，所述的第二级处理包括对信号提取、3D分析运算处理和重新编码输出；

第二数据缓存模块：用来缓存3D处理模块对视频信号进行3D处理产生的数据运算；

第二存储模块：存储3D处理模块的运行程序数据文件和用户设置数据信息等；

显示模块：为液晶显示屏，用来对第二级处理后得到的视频信号进行处理后显示；

发射模块：为显示模块在异步传送双画面图像信号设有此模块，所述的发射模块用来发送控制信号，所述的控制信号包括红外线，蓝牙或WIFI，此模块在配置；

所述的信号输入模块输出端连接到视频处理模块的输入端，视频处理模块与3D处理模块相连接，3D处理模块输出端连接到显示模块和发射模块的输入端，其中视频处理模块还与第一数据缓存模块和第一存储模块相连接，3D处理模块还与第二数据缓存模块和第二存储模块相连接，所述的视频处理模块中设有一个非线性处理模块。

所述视频处理模块对信号输入模块输入的视频信号进行A/D转换、信号采样、解码得到原始视频帧图像，识别判断图像视频格式和结构，再对图像进行分割采集，获取双画面的画面图像A和画面图像B；

同时，视频处理模块中的非线性处理模块再对分割的各个图像区域进行非线性放大，经过非线性放大后再对分割的区域进行像素点插入补充，其插入补充的像素点与非线性各个区域放大的距离成正比，得到全画面显示的画面图像A1和画面图像B1；

所述视频处理模块将进行像素插入补充后得到画面图像A1和画面图像B1转化为LVDS信号，并输出给所述3D处理模块，所述显示模块对3D处理模块处理输出的画面图像A1和画面图像B1的视频信号进行双画面处理显示。

所述的控制方法步骤如下：

步骤一：信号输入模块向视频处理模块输出两个视频信号；

步骤二：

1)由视频处理模块对信号输入模块输入的视频信号进行A/D转换、信号采样、解码得到原始视频帧图像，再对图像进行分割采集，获取双画面的画面图像A和画面图像B，分别对画面图像A和画面图像B沿着图像中心点位置将各个图像分割为M个区域：

2)视频处理模块中的非线性处理模块再对分割的各个图像区域进行非线性放大，经过非线性放大后再对分割的区域进行像素点插入补充，其插入补充的像素点与非线性各个区域放大的距离成正比，得到全画面显示的画面图像A₁和画面图像B₁；

3)进行像素插入补充后得到画面图像A₁和画面图像B₁转化为LVDS信号，并向后级进行输出；

步骤三：3D处理模块接收视频处理模块输出的LVDS信号，并对LVDS信号进行第二级处理，所述的第二级处理包括对信号提取、3D分析运算处理，然后重新编码后向后级输出；

步骤四：显示模块对3D处理模块处理输出的画面图像A₁和画面图像B₁的视频信号进行处理显示。

所述的步骤二1)中图像分割为M区域，其区域大小排列如下： $S_{\frac{M}{2}}\≥S_{\frac{M}{2}-1}\≥$ $S_{\frac{M}{2}-2}\≥\mathrm{...}\≥S_2\≥S_1.$

所述的非线性放大包括对画面图像在垂直方向或水平方向上进行非线性放大。

所述的步骤四显示模块采用的显示处理模式包括偏光式3D显示模式或快门式3D显示模式。

本发明采用以上设计方案，通过在视频处理模块中设有一个非线性处理模块，非线性处理模块对分割的各个图像区域进行非线性放大，经过非线性放大后再对分割的区域进行像素点插入补充以及通过插入补充的像素点与非线性各个区域放大的距离成正比，使得双画面显示中图像放大不易扭曲变形，使得人们有较好的观影效果；通过将原始视频图像分割为M区域，其区域大小排列为在原图像的中心位置向两侧扩展依次放大，这样位于图像中心部位的主体图像，变形就会较小或者几乎不变形。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

图1为本发明双画面图像显示装置连接示意图；

图2为本发明双画面图像显示装置控制方法的处理流程图；

图3为本发明双画面图像的左右视频帧格式；

图4为本发明双画面图像的左右视频帧格式方格示意图；

图5本发明双画面图像的左右视频帧格式方格示意图中一个分割画面示意图；

图6为图5经过传统线性放大后的全尺寸示意图；

图7为图5经过非线性放大后的全尺寸示意图；

图8为本发明采用异步快门式双画面显示平台的处理流程图；

图9为本发明采用偏光式双画面显示平台的处理流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明其包括以下以下模块：

信号输入模块1：用于视频信号的输入，所述的视频信号包括HDMI、YPBBR、VGA、AV或RF；

视频处理模块2：对信号输入模块输入的信号进行第一级处理，所述的第一级处理包括A/D转换、信号采样、解码、缩放、3D格式编码处理后得到LVDS信号后进行输出；

第一数据缓存模块3：用来缓存视频处理模块对信号进行解码、编码和Scale处理时产生的数据运算；

第一存储模块4：存储视频处理模块的运行程序数据文件和用户设置数据信息；

3D处理模块5：用来对视频处理模块的输出信号进行第二级处理，所述的第二级处理包括对信号提取、3D分析运算处理和重新编码输出；

第二数据缓存模块6：用来缓存3D处理模块对视频信号进行3D处理产生的数据运算；

第二存储模块7：存储3D处理模块的运行程序数据文件和用户设置数据信息等；

显示模块8：为液晶显示屏，用来对第二级处理后得到的视频信号进行处理后显示；

发射模块10：为显示模块8在异步传送双画面图像信号设有此模块，所述的发射模块用来发送控制信号，所述的控制信号包括红外线，蓝牙或WIFI，此模块在配置。

如图2所示，以上所述的装置具体处理流程如下：

步骤一：信号输入模块向视频处理模块输出两个视频信号；

步骤二：

1)由视频处理模块对信号输入模块输入的视频信号进行A/D转换、信号采样、解码得到原始视频帧图像，识别判断图像视频格式和结构，再对图像进行分割采集，获取双画面的画面图像A和画面图像B，分别对画面图像A和画面图像B沿着图像中心点位置将各个图像分割为M个区域分别为：

其区域大小排列为： $S_{\frac{M}{2}}\≥S_{\frac{M}{2}-1}\≥$ $S_{\frac{M}{2}-2}\≥\mathrm{...}\≥S_2\≥S_1;$

2)视频处理模块中的非线性处理模块再对分割的各个图像区域进行非线性放大，经过非线性放大后再对分割的区域进行像素点插入补充，其插入补充的像素点与非线性各个区域放大的距离成正比，得到全画面显示的画面图像A₁和画面图像B₁；

3)进行像素插入补充后得到画面图像A₁和画面图像B₁转化为LVDS信号，并向后级进行输出；

步骤三：3D处理模块接收视频处理模块输出的LVDS信号，并对LVDS信号进行第二级处理，所述的第二级处理包括对信号提取、3D分析运算处理，然后重新编码后向后级输出；

步骤四：显示模块对3D处理模块处理输出的画面图像A₁和画面图像B₁的视频信号进行处理显示。

所述的信号输入模块1输出端连接到视频处理模块2的输入端，视频处理模块2与3D处理模块5相连接，3D处理模块5输出端连接到显示模块8和发射模块10的输入端，其中视频处理模块2还与第一数据缓存模块3和第一存储模块4相连接，3D处理模块5还与第二数据缓存模块6和第二存储模块7相连接，所述的视频处理模块2中设有一个非线性处理模块9。

具体的，如图3、图4、图5、图6、图7所示，步骤中以双画面视频图像为左右视频帧格式、M取16进行说明，具体选择区域可以根据实际需要进行增减，本方法步骤也同样适用于上下视频帧格式图像，具体双画面图像控制方法步骤如下：

步骤一：视频信号通过信号输入模块1进行输入两个视频信号；

步骤二：

由视频处理模块2对信号输入模块1输入的视频信号进行A/D转换、信号采样、解码得到原始视频帧图像，再对图像进行分割采集，获取双画面的画面图像A，如图5，和画面图像B，下面以对画面图像A即进行处理进行说明：对画面图像A沿着图像中心点位置将各个图像分割为16个区域：S1，S2，S3，S4，S5，S6，S7，S8，S1，S2，S3，S4，S5，S6，S7，S8；

视频处理模块2中的非线性处理模块9再对分割的各个图像区域进行非线性放大，经过非线性放大后再对分割的区域进行像素点插入补充，其插入补充的像素点与非线性各个区域放大的距离成正比，得到全画面显示的画面图像A₁，如图7，若采用传统放大技术则得到如图6所示的图像，图像出现变形扭曲。

3)进行像素插入补充后得到画面图像A₁转化为LVDS信号，并向后级进行输出；

步骤三：3D处理模块5接收视频处理模块2输出的LVDS信号，并对LVDS信号进行第二级处理，所述的第二级处理包括对信号提取、3D分析运算处理，然后重新编码后向后级输出；

步骤四：显示模块8对3D处理模块处理输出的画面图像A₁的视频信号进行处理显示。

所述的步骤二1)中图像分割为M区域，其区域大小排列如下：S1≤S2≤S3≤S4≤S5≤S6≤S7≤S8。

所述的非线性放大包括对画面图像在垂直方向或水平方向上进行非线性放大。

所述的步骤四显示模块采用的显示处理模式包括偏光式3D显示模式或快门式3D显示模式。

所述的显示装置在异步传送双画面图像信号中还设有发射模块，所述的发生模块用来发送控制信号，所述的控制信号包括红外线，蓝牙或WIFI，此模块在配置。画面图像B也按照以上步骤进行处理，最终在显示模块8上显示出全画面视频图像。

如图8所示,为本发明的采用Side-by-side(Half)双画面图像格式应用在异步快门显示平台上面的具体处理流程，首先读取到图像帧的左半部分，即读取到960*1080的左半部分有效图像(目前FHD图像即全高清图像分辨率定义为1920*1080)，将这部分图像采用本提案的非线性缩放技术进行处理，即在图像的中心线两边分别对应等距离的放大区域:S1，S2，S3，S4，S5，S6，S7，S8，即在获取的单画面图像中心向两侧进行分段，这里实施例需要在水平方向进行缩放，则在水平方向以图像中心分别向两侧分隔8个区域，然后视频图像处理器根据图像像素间的关系以及视频帧的帧间关系对图像进行智能差补，其插补的像素点与放大的距离成正比，也就是说放大越大需要插补更多的像素点，这样以图像中心向两侧进行整个图像的插补，其插补放大系数以图像中心向外依次增大，则经过非线性缩放后的区域S1，S2，S3，S4，S5，S6，S7，S8，这里的像素水平距离S1≤S2≤S3≤S4≤S5≤S6≤S7≤S8，进行非线性缩放处理后的单画面图像视频帧为1920*1080；同样对右半部分图像进行同样处理，得到非线性缩放处理后的单画面图像视频帧为1920*1080，在异步快门双画面显示平台上，可以分别显示左半部视频帧图像，和右半部视频帧图像，并且在显示两部分图像的同时给出快门切换信号。

如图9所示，本发明采用偏光式双画面显示平台上的应用实施例，其非线性放大与上述步骤一致，其与采用Side-by-side(Half)双画面图像格式应用在异步快门显示平台上面不同之处为，经过非线性放大得到的单画面图像视频帧为1920*1080，然后再将两帧图像合并成为一帧图像(3840*1084，相当于Side-by-side(Full)格式双画面视频帧)(也可以依次传送，3D处理模块将接收的图像送到数据缓存模块进行缓存，待收到下一帧视频帧后，在3D处理模块中一并完成图像的双画面处理)并编码成为LVDS信号向后端双画面处理模块，双画面处理模块对图像帧进行处理，将左半部分图像和右半部分图像分别在不同的显示行上面进行显示，以达到两部分图像的双画面显示。

Claims (5)

1.一种双画面图像显示装置，其特征在于：包括以下模块：

信号输入模块：用于视频信号的输入，所述的视频信号包括HDMI、YPBBR、VGA、AV或RF；

视频处理模块：对信号输入模块输入的信号进行第一级处理，所述的第一级处理包括A/D转换、信号采样、解码、缩放、3D格式编码处理后得到LVDS信号后进行输出；

第一数据缓存模块：用来缓存视频处理模块对信号进行解码、编码和Scale处理时产生的数据运算；

第一存储模块：用来存储视频处理模块的运行程序数据文件和用户设置数据信息；

3D处理模块：即为双画面处理模块，用来对视频处理模块的输出信号进行第二级处理，所述的第二级处理包括对信号提取、3D分析运算处理和重新编码输出；

第二数据缓存模块：用来缓存3D处理模块对视频信号进行3D处理产生的数据运算；

第二存储模块：用来存储3D处理模块的运行程序数据文件和用户设置数据信息；

显示模块：为液晶显示屏，用来对第二级处理后得到的视频信号进行处理后显示；

发射模块：为显示模块在异步传送双画面图像信号设有此模块，所述的发射模块用来发送控制信号，所述的控制信号包括红外线，蓝牙或WIFI；

所述的信号输入模块输出端连接到视频处理模块的输入端，视频处理模块与3D处理模块相连接，3D处理模块输出端连接到显示模块和发射模块的输入端，其中视频处理模块还与第一数据缓存模块和第一存储模块相连接，3D处理模块还与第二数据缓存模块和第二存储模块相连接，所述的视频处理模块中设有一个非线性处理模块；

所述视频处理模块对信号输入模块输入的视频信号进行A/D转换、信号采样、解码得到原始视频帧图像，识别判断图像视频格式和结构，再对图像进行分割采集，获取双画面的画面图像A和画面图像B；

同时，视频处理模块中的非线性处理模块再对分割的各个图像区域进行非线性放大，经过非线性放大后再对分割的区域进行像素点插入补充，其插入补充的像素点与非线性各个区域放大的距离成正比，得到全画面显示的画面图像A1和画面图像B1；

所述视频处理模块将进行像素插入补充后得到画面图像A1和画面图像B1转化为LVDS信号，并输出给所述3D处理模块，所述显示模块对3D处理模块处理输出的画面图像A1和画面图像B1的视频信号进行双画面处理显示。

2.一种采用权利要求1所述的一种双画面图像显示装置的控制方法，其特征在于：所述的控制方法如下：

步骤一：信号输入模块向视频处理模块输出两个视频信号；

步骤二：

1)由视频处理模块对信号输入模块输入的视频信号进行A/D转换、信号采样、解码得到原始视频帧图像，识别判断图像视频格式和结构，再对图像进行分割采集，获取双画面的画面图像A和画面图像B，分别对画面图像A和画面图像B沿着图像中心点位置将各个图像分割为M个区域,具体如下：

$S_{\frac{M}{2}},S_{\frac{M}{2}-1},S_{\frac{M}{2}-2}\mathrm{...},S_2,S_1,S_1,S_2\mathrm{...},S_{\frac{M}{2}-2},S_{\frac{M}{2}-1}{S}_{\frac{M}{2}};$

2)视频处理模块中的非线性处理模块再对分割的各个图像区域进行非线性放大，经过非线性放大后再对分割的区域进行像素点插入补充，其插入补充的像素点与非线性各个区域放大的距离成正比，得到全画面显示的画面图像A1和画面图像B1；

3)进行像素插入补充后得到画面图像A1和画面图像B1转化为LVDS信号，并向后级进行输出；

步骤三：3D处理模块接收视频处理模块输出的LVDS信号，并对LVDS信号进行第二级处理，所述的第二级处理包括对信号提取、3D分析运算处理，然后重新编码后向后级输出；

步骤四：显示模块对3D处理模块处理输出的画面图像A1和画面图像B1的视频信号进行处理显示。

3.根据权利要求2所述的一种双画面图像显示装置的控制方法，其特征在于：

所述的步骤二1)中图像分割为M区域，其区域大小排列如下：

$S_{\frac{M}{2}}\≥S_{\frac{M}{2}-1}\≥S_{\frac{M}{2}-2}\≥...\≥S_2\≥S_1.$

4.根据权利要求2所述的一种双画面图像显示装置的控制方法，其特征在于：所述的非线性放大包括对画面图像在垂直方向或水平方向上进行非线性放大。

5.根据权利要求2所述的一种双画面图像显示装置的控制方法，其特征在于：所述的步骤四显示模块采用的显示处理模式包括偏光式3D显示模式或快门式3D显示模式。