CN103106889B - 通过自动修正edid提高输出分辨率的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种通过自动修正EDID提高输出分辨率的方法。如何在保证显示效果的前提下，显示更大的分辨率就成为一个目前各厂家共同的挑战，目前EDID定义的最佳分辨率作为恒定值并不能满足拼接显示的需求。本发明的方法包括如下步骤：根据用户选择屏幕范围计算最佳分辨率，根据最佳分辨率自动修改EDID信息；对隔行图像视频进行去隔行计算操作；将最后图像视频倍频后输出。本发明应用在多屏拼接技术领域，在不改变总带宽2.2G的前提下，通过一根HDMI/DVI线，在保证显示效果的前提下实现4倍高清的显示。

Description

通过自动修正EDID提高输出分辨率的方法

技术领域：

本发明涉及一种通过自动修正EDID提高输出分辨率的方法，属于多屏拼接显示技术领域。

背景技术：

随着多屏拼接显示技术的进步，所使用的屏幕更多，要显示的底图会更大（如GIS地图），如何在保证显示效果的前提下，显示更大的分辨率就成为一个目前各厂家共同的挑战。4Kx2K(384x2160)的显示设备，图像正变得越来越多，目前市场上普遍使用的设备都是基于HDMI 1.3以下标准，单个通道支持的带宽都<=2.2G，支持的视频分辨率为1920x1200@60Hz，大约只有4Kx2K的1/4。

显卡HDMI/DVI输出根据EDID(Extended Display Identification Data,扩展显示标识数据)来识别显示设备。显示设备中的EDID描述了显示设备的特性，包括可以显示的分辨率，色彩能力，生产厂家，默认的最佳分辨率等等。

EDID中，以128个字节为一个单元（Block）,第一单元中，第54到71，共18个字节，描述了显示设备的最佳分辨率。这18个字节中，包含最佳分辨率的Pixel Clock(时钟频率),分辨率，行，场的消隐期，同步宽带，信号模式等等，这里面对我们扩大显示分辨率比较关键的数据是：

54~55字节：定义了Pixel Clock，这个数据决定了最佳分辨率下的时钟带宽，数据带宽大约是这个带宽的10倍，对于1920*1080P@60Hz信号，这个数值为146M；

56~59字节：定义了显示分辨率；

71字节：定义了信号的模式，包括行，场极性，是否隔行显示，是模拟信号还是数字信号等等。

对于单个显示设备而言，其最佳分辨率是一定的。而在多屏拼接显示领域，随着用户选择屏幕数量的不同，其物理分辨率是不同的，并且这种物理分辨率和单个屏的物理分辨率是倍数关系的。比如，用户选择了4块屏作为显示区域，对于（1366x768）标清屏,其物理分辨率为2732x1536,而对于全高清屏(1920x1080)，其物理分辨率为3840x2160。显然目前这种EDID定义的最佳分辨率作为恒定值并不能满足拼接显示的需求。

在多屏拼接领域，为了实现高分辨率输出的多屏拼接，市场通用的做法是采用多个输入，每个输入为1920x1080P的方式，通过多输出显卡合成一个更高分辨率的方式，这种方式的本质并没有改变。其缺陷也很明显：多个1080P并不是一个整体，每次使用时候，操作的对象都是单个1080P，而不是图像整体；输出图像的质量必然达不到预期的效果；采用多显卡输出，成本也比较高，每个输出都需要一根HDMI/DVI线缆，连接也比较复杂，导致的故障点较多。

发明内容：

本发明的目的是针对上述存在的问题提供一种通过自动修正EDID提高输出分辨率的方法及装置，在不改变总带宽2.2G的前提下，通过一根HDMI/DVI线，在保证显示效果的前提下实现4倍高清的显示。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

通过自动修正EDID提高输出分辨率的方法，该方法包括如下步骤：

根据用户选择屏幕范围计算最佳分辨率，根据最佳分辨率自动修改EDID信息；

对隔行图像视频进行去隔行计算操作；

将最后图像视频倍频后输出。

所述的通过自动修正EDID提高输出分辨率的方法，所述的倍频后的频率为60Hz。

所述的通过自动修正EDID提高输出分辨率的方法，所述的自动修改EDID信息包括修改EEPROM中的EDID信息的第56~59字节，修改分辨率，同时修改EEPROM中的EDID信息的第71字节，设置为隔行模式,模拟HDMI/DVI线缆拔插以自动刷新分辨率。

所述的通过自动修正EDID提高输出分辨率的方法，所述的对隔行图像视频进行去隔行计算操作，具体是通过采集当前帧和前一帧的像素，计算2帧像素的差，根据计算得到的差，选择场合并的方法，或者通过前后像素空间插值计算新的像素值。

所述的通过自动修正EDID提高输出分辨率的方法，所述的将最后图像视频倍频后输出的方法是通过建立标准60Hz场同步信号，在每个同步信号下降沿读取通过建立标准60Hz场同步信号，在每个同步信号下降沿读取DDR中的视频数据后输出，从而保证输出频率为60Hz。

附图说明：

图1是本发明的流程图。

具体实施方式：

通过自动修正EDID提高输出分辨率的方法，该方法包括：

根据用户的选择，计算出最佳的物理分辨率，通过修改EDID中的内容，然后模拟HDMI/DVI线拔插过程，显卡检测到HDMI/DVI线缆的拔插过程，刷新分辨率，从而输出最佳分辨率的图像。具体过程如下：

用户现在要作为整个物理显示的屏幕范围（比如2*2，3*3等等）；

PC端软件根据用户的选择，计算用户选择范围的最佳分辨率，通过RS232将最佳分辨率信息发送给外置拼接器；

外置拼接器中固件根据最佳分辨率，通过IIC通信，修改EEPROM中的EDID信息的第56~59字节，修改分辨率，修改第71字节，设置为隔行模式；

将HDMI/DVI接口中的HPD脚，DDC通道中的SCL引脚拉低；

由于HPD被拉低，显卡会检测到线缆被拔出，但是显卡仍然会通过DDC去检测EDID内容，由于SCL也被拉低，显卡无法检测到EDID内容；

显卡认为HDMI/DVI线缆被拔出，刷新分辨率，将原来通过HDMI/DVI接口的内容关闭，不再送出；

延迟500ms；

将DDC通道中SCL还原到正常信号状态（即由IIC信号线上的设备决定）；

将HPD拉高；

显卡检测到HPD信号，认为HDMI/DVI线缆插入，显卡尝试读取EDID；

显卡识别到新的EDID；

显卡根据新的EDID，送出新的最佳分辨率。

然而，分辨率的改变，在不改变Pixel Clock的情况下，场频必然会相应的下降，这是由于：

Pixel Clock = HTotal * VTotal * Vfreq

其中：

Pixel Clock：刷新频率；

HTotal：水平点数，是水平分辨率和同步时钟，水平消隐的和；

VTotal：水平点数，是垂直分辨率和同步时钟，垂直（场）消隐的和；

VFreq：场频。

比如在1920x1080@60Hz下，其Pixel Clock为146M，如果分辨率调整为3840x2160，忽略掉同步时钟宽度，消隐期差别影响，在逐行显示模式下，则场频大约为15Hz。

对隔行图像视频进行去隔行计算操作：

在逐行模式下，每一帧图像按顺序从上到下，从左到右，依次一行接一行传输显示。而在隔行模式下，每一帧图像的显示是通过2场完成的。2场显示中，第一场（奇数场）只传输显示奇数行，即1，3，5，7…行，第二场（偶数场）只传输显示偶数行，即2，4，6，8…行；

通过分析逐行模式和隔行模式可以知道，隔行模式的带宽仅仅是逐行模式的一半。为了提高场频，采用隔行输入的方法，同样对于146M，3840x2160的分辨率，在隔行输入模式下，其场频可以达到30Hz。

基本的去隔行技术有两种：单场插值和场合并。采用单场插值方法，每一场自己可以变成视频帧。比如对于奇数场，可以简单将第1行和第3行相加再除以2后得到第2行，用同样的方法可以得到所有偶数行，这种方式实际上降低了垂直方向的分辨率，图像会更柔和；场合并是指2个时间上错开的奇数场和偶数场合并为一帧，如果是运动视频，则容易产生锯齿。本发明中，采用综合应用这两种方式来去隔行，称为运动自适应方法，该方法通过采集当前帧和前一帧的像素，计算2帧像素的差（运动值），根据运动值，选择场合并的方法，或者通过前后像素空间插值计算新的像素值。

在外置拼接器的输出板卡中，将隔行输入切割为4个部分，每个部分为屏的物理分辨率，隔行输入，比如，屏的物理分辨率为1920x1080,视频源为3840x2160@15Hz,则切割过的分辨率为1920x1080@15Hz，隔行模式。通过去隔行算法将视频变换为1920x1080@30Hz,逐行模式。

将最后图像视频倍频到60Hz输出：

对于现在的LCD显示，其一般的刷新率为60Hz,尽管对于很多显示器或者电视，其可以接收非60Hz输入，然而，本发明中考虑通用性，将输出的场频变换为60Hz。

由于采用隔行算法后，视频数据被保存在DDR中，倍频到60Hz的方法比较简单，本发明中，通过建立标准60Hz场同步信号，在每个同步信号下降沿读取DDR中的视频数据后输出，从而保证输出频率为60Hz。

对于DDR，存在视频数据的写入和读取的过程，由于原始视频数据的刷新率小于60Hz,所以在读取数据时，必然存在多次读取同一帧数据的过程，这个过程实现了倍频的功能。

为了保证读取的数据是完整的一帧内容，本发明中，读取的DDR数据总是上一帧的数据，当前要写入帧的数据，只有写入完成后才能允许读取。本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。本发明的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。

Claims (5)

1.一种通过自动修正EDID提高输出分辨率的方法，其特征是：该方法包括如下步骤：

根据用户选择屏幕范围计算最佳分辨率，根据最佳分辨率自动修改EDID信息；

将HDMI/DVI接口中的HPD脚及DDC通道中的SCL引脚拉低；

延迟500ms；

将DDC通道中的SCL引脚还原到正常信号状态；

将HPD脚拉高；

显卡识别到新的EDID；

显卡根据新的EDID，送出新的最佳分辨率；

对隔行图像视频进行去隔行计算操作；所述的对隔行图像视频进行去隔行计算操作采用运动自适应方法，具体是通过采集当前帧和前一帧的像素，计算2帧像素的差，根据计算得到的差，选择场合并的方法，或者通过前后像素空间插值计算新的像素值；

将最后图像视频倍频后输出。

2.根据权利要求1所述的通过自动修正EDID提高输出分辨率的方法，其特征是：所述的倍频后的频率为60Hz。

3.根据权利要求1或2所述的通过自动修正EDID提高输出分辨率的方法，其特征是：所述的自动修改EDID信息包括修改EEPROM中的EDID信息的第56~59字节，修改分辨率，同时修改EEPROM中的EDID信息的第71字节，设置为隔行模式。

4.根据权利要求1或2所述的通过自动修正EDID提高输出分辨率的方法，其特征是：所述的将最后图像视频倍频后输出的方法是通过建立标准60Hz场同步信号，在每个同步信号下降沿读取DDR中的视频数据后输出，从而保证输出频率为60Hz。

5.根据权利要求3所述的通过自动修正EDID提高输出分辨率的方法，其特征是：所述的将最后图像视频倍频后输出的方法是通过建立标准60Hz场同步信号，在每个同步信号下降沿读取DDR中的视频数据后输出，从而保证输出频率为60Hz。