CN103269416A - 采用并行处理方式实现视频图像拼接显示的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用并行处理方式实现视频图像拼接显示的装置及方法，包括控制单元、图像分割单元、视频格式侦测单元以及至少两组后续单元，每组后续单元包括图像处理单元、接口单元以及终端显示单元；其中，所述图像分割单元的输出端分别与后续单元的输入端连接，所述后续单元中的图像处理单元、接口单元以及终端显示单元分别依次连接。本发明视频图像拼接显示装置及方法通过先将视频图像信号进行分割再进行图像处理，并且在图像处理部分采用并行同步处理方式，其处理速度更快，视频显示更加流畅，系统的散热效果也会更好；采用多个独立图像处理单元，可以使拼接显示效果的一致性能够得到保证，调整也更为方便。

Description

采用并行处理方式实现视频图像拼接显示的装置及方法

技术领域

本发明属于显示技术领域，涉及一种视频图像拼接显示装置及方法，具体是一种基于并行同步图像处理的视频图像拼接显示装置及方法的设计。

背景技术

在显示技术领域中，随着生活生产的需要，普通的大尺寸显示屏已经不能满足人们的需要。逐步出现了视频图像拼接显示技术，所谓的视频图像拼接显示技术是将输入的视频图像信号首先经过解码处理获得视频图像的码流信息，然后将视频图像进行缩放处理以获得所需要分辨率以及尺寸，再对经过缩放处理的视频图像进行信号的增强处理，然后对视频图像进行伽玛（Gamma）调整，最后进行图像分割，分割后的视频图像再同时分别输出到多台终端显示设备，每台终端显示设备显示画面的一部分，通过将所有的终端显示设备拼接在一起的方式实现整幅画面的显示。

但是在现有的视频拼接显示方法与装置中，如图1所示为现有技术视频拼接显示装置的结构框图，都采用的是先对获得的视频图像信号进行图像处理，然后再进行分割，并且在视频图像的图像处理部分采用的是串行数据的处理方式，整个处理过程不仅响应的速度慢、发热大、散热差，并且最后在终端显示设备上呈现的图像效果不佳，每台终端显示设备之间的同步性、均一性也较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种采用并行处理方式实现视频图像拼接显示的装置及方法，该视频图像拼接显示装置及方法在视频图像的处理过程中处理速度快、视频显示流畅，并且散热效果较好。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种采用并行处理方式实现视频图像拼接显示的装置，包括：控制单元、图像分割单元、视频格式侦测单元以及至少两组后续单元，每组后续单元包括图像处理单元、接口单元以及终端显示单元；其中，所述图像分割单元的输出端与后续单元的输入端连接，所述后续单元中的图像处理单元、接口单元以及终端显示单元依次连接；所述图像分割单元、视频格式侦测单元分别作为解码后的数字视频图像信号的输入端，视频格式侦测单元用于对数字视频图像信号进行识别，确定视频格式；图像分割单元用于对输入的数字视频图像信号进行分割；所述图像处理单元用于对分割后的数字视频图像信号进行图像处理；所述接口单元用于输出图像处理单元处理后的图像至终端显示单元；所述终端显示单元用于显示接口单元输出的视频图像；其中所述控制单元与其他所有单元连接，用于协调控制其他所有单元的工作。

进一步的，所述图像处理单元包括缩放处理单元、图像增强单元以及伽玛调整单元，其中，所述缩放处理单元、图像增强单元以及伽玛调整单元依次连接，所述缩放处理单元用于对分割后数字视频图像信号进行缩放处理，图像增强单元用于对缩放处理单元输出的视频图像信号进行图像增强处理，伽玛调整单元用于对图像增强单元输出的视频图像信号进行RGB分量的伽玛值调整处理。

进一步的，所述后续单元还包括图像缓存单元，所述图像缓存单元、图像处理单元、接口单元以及终端显示单元依次连接，所述图像缓存单元用于对分割后的视频图像信号进行缓存，并且匹配图像分割单元与图像处理单元之间的处理速度。

更进一步的，所述后续单元为4组。

进一步的，所述图像分割单元与视频格式侦测单元采用FPGA芯片实现。

进一步的，所述接口单元采用HDMI接口芯片实现。

一种采用并行处理方式实现视频图像拼接显示的方法，包括以下步骤：

（1）将解码后的数字视频图像信号进行识别，确定视频格式，并按显示区域分割为至少两个部分；

（2）同时对分割后的视频图像信号分别进行图像处理；

（3）将处理后的各个视频图像信号分别转换成可供外接的终端显示单元进行显示的视频图像信号；

（4）将所有的终端显示单元显示的视频图像信号拼接为一幅完整的图像。

进一步的，所述步骤（2）中图像处理单元对输入的视频图像信号进行图像处理之前还包括对分割后的视频图像信号进行暂存以及对图像分割和图像处理的处理速度进行匹配的步骤。

进一步的，所述步骤（2）中的图像处理具体包括如下步骤：

（1）对暂存的视频图像信号进行分辨率及大小的调整；

（2）对调整后的视频图像信号进行增强处理；

（3）将增强后的视频图像信号进行RGB分量的伽玛值调整处理，最后输出调整后的视频图像信号。

本发明的有益效果是：采用本发明一种采用并行处理方式实现视频图像拼接显示的装置及方法，通过先将视频图像信号进行分割再进行图像处理，并且在图像处理部分采用并行同步处理方式，相对于现有技术，无论图像分割单元还是图像处理单元所处理的数据量都大大降低，其处理速度更快，视频显示更加流畅，系统的散热效果也会更好；同时因为采用了多个独立的缩放处理单元、图像增强单元及伽玛调整单元，可以对输出的视频图像信号分别进行图像缩放、图像增强以及伽玛调整，所以最后拼接显示的图像效果、一致性能够得到保证，调整也更为方便。

附图说明

图1为现有技术视频图像拼接显示装置的结构框图；

图2为本发明实施例的一种采用并行处理方式实现视频图像拼接显示的装置的结构框图；

图3为本发明实施例的一种采用并行处理方式实现视频图像拼接显示的装置中的图像处理单元的结构框图；

图4为本发明实施例的一种采用并行处理方式实现视频图像拼接显示的装置的优选实施方式的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步的说明。

如图2所示为本发明实施例的一种采用并行处理方式实现视频图像拼接显示的装置的结构框图，包括：控制单元、图像分割单元、视频格式侦测单元以及至少两组后续单元，每组后续单元包括图像处理单元、接口单元以及终端显示单元；其中，所述图像分割单元的输出端与后续单元的输入端连接，所述后续单元中的图像处理单元、接口单元以及终端显示单元依次连接；所述图像分割单元、视频格式侦测单元分别作为解码后的数字视频图像信号的输入端，视频格式侦测单元用于对数字视频图像信号进行识别，确定视频格式；图像分割单元用于对输入的数字视频图像信号进行分割；所述图像处理单元用于对分割后的数字视频图像信号进行图像处理；所述接口单元用于输出图像处理单元处理后的图像至终端显示单元；所述终端显示单元用于显示接口单元输出的视频图像；其中所述控制单元与其他所有单元连接，用于协调控制其他所有单元的工作。为了提高图像的处理速度，在本发明实施例中将分割后的视频图像信号送至多个并行的后续单元中，在图像的处理上采用并行同步处理方式，无论在处理速度，还是在处理的效果上，与现有技术相比都提高了很多。如图3所示为本发明实施例的图像拼接显示装置中的图像处理单元的结构框图，其中包括缩放处理单元、图像增强单元以及伽玛调整单元，用于对图像进行缩放，增强以及对图像的RGB分量的伽玛值进行调整。

本发明一种采用并行处理方式实现视频图像拼接显示的装置通过采用先对视频图像进行分割再进行图像处理的顺序，与原传统技术相比，无论图像分割单元还是图像处理单元所处理的数据量都大大降低，其处理速度更快，视频显示更加流畅，系统的散热效果也会更好，同时因为每组后续单元中采用了独立的图像处理单元，可以对输出信号分别进行图像缩放、图像增强、伽玛调整，所以使最后拼接显示出的图像效果、一致性能够得到保证，其调整也更为方便。为了进一步完善视频图像的处理过程，在本发明实施例的视频图像拼接装置的后续单元中还包括图像缓存单元，所述图像缓存单元、图像处理单元、接口单元以及终端显示单元依次连接，所述图像缓存单元用于对分割后的视频图像信号进行缓存，并且匹配图像分割单元与图像处理单元之间的处理速度。根据不同的实际环境以及用户需求，其配置的后续单元的组数也可作相应的调整，现在较多采用的是四组后续单元，每组后续单元中同样包括图像缓存单元、图像处理单元、接口单元以及终端显示单元。

本发明实施例的一种采用并行处理方式实现视频图像拼接显示的方法，其包括以下步骤：

（1）将解码后的数字视频图像信号进行识别，确定视频格式，并按显示区域分割为至少两个部分；

（2）同时对分割后的视频图像信号分别进行图像处理；

（3）将处理后的各个视频图像信号分别转换成可供外接的终端显示单元进行显示的视频图像信号；

（4）将所有的终端显示单元显示的视频图像信号拼接为一幅完整的图像。

其中，在所述步骤（2）中图像处理单元对输入的视频图像信号进行图像处理之前还包括对分割后的视频图像信号进行暂存以及对图像分割和图像处理的处理速度进行匹配的步骤。所述步骤（2）中的图像处理具体包括如下步骤：

（1）对暂存的视频图像信号进行分辨率及大小的调整；

（2）对调整后的视频图像信号进行增强处理；

（3）将增强后的视频图像信号进行RGB分量的伽玛值调整处理，最后输出调整后的视频图像信号。

本发明一种采用并行处理方式实现视频图像拼接显示的方法通过采用先进行图像分割再进行图像处理的顺序，并且在图像处理部分采用了并行同步的处理方法，不仅处理的数据率大大降低，也克服了现有技术中存在的响应速度慢、发热严重、散热慢等各种问题。

为了便于本领域普通技术人员能够理解并实施本方案，下面采用一种优选的实施方式对本发明一种采用并行处理方式实现视频图像拼接显示的装置及方法进行说明：

如图4所示为本发明实施例的一种采用并行处理方式实现视频图像拼接显示的装置的优选实施方式的结构框图，其包括图像分割单元与视频格式侦测单元一体的FPGA芯片，4组后续单元，其中图像缓存单元包括缓存芯片1-4、图像处理单元包括图像处理芯片1-4、接口单元包括HDMI接口芯片1-4及终端显示单元包括终端显示设备1-4，图像处理芯片中包括缩放处理单元、图像增强处理单元及伽玛调整单元。

其具体的工作过程为：解码后的数字视频图像信号输入到FPGA芯片，所述数字视频图像信号的分辨率为1920*1080，FPGA芯片对所述的数字视频图像信号进行识别及分割，分割为4路分辨率为960*540的视频图像信号，并依次存入并行的4个缓存芯片内；4个缓存芯片将接收到的分割后的视频图像信号同步输出至图像处理芯片；4个图像处理芯片同时对视频图像信号进行图像缩放、图像增强、RGB分量的伽玛值调整，输出4路分辨率为1920*1080的视频图像信号，然后通过HDMI接口芯片输出给终端显示设备，完成拼接的显示；在系统工作过程中，所有芯片工作时序受控于主控芯片，同时，不同显示终端设备对应的图像处理芯片中的图像缩放、图像增强、RGB的伽玛值均可独立进行调整，确保显示终端在显示效果上的差异可以降到最小，保证图像的显示效果及一致性。

Claims (9)

1.一种采用并行处理方式实现视频图像拼接显示的装置，其特征在于，包括：控制单元、图像分割单元、视频格式侦测单元以及至少两组后续单元，每组后续单元包括图像处理单元、接口单元以及终端显示单元；其中，所述图像分割单元的输出端与后续单元的输入端连接，所述后续单元中的图像处理单元、接口单元以及终端显示单元依次连接；所述图像分割单元、视频格式侦测单元分别作为解码后的数字视频图像信号的输入端，视频格式侦测单元用于对数字视频图像信号进行识别，确定视频格式；图像分割单元用于对输入的数字视频图像信号进行分割；所述图像处理单元用于对分割后的数字视频图像信号进行图像处理；所述接口单元用于输出图像处理单元处理后的图像至终端显示单元；所述终端显示单元用于显示接口单元输出的视频图像；其中所述控制单元与其他所有单元连接，用于协调控制其他所有单元的工作。

2.如权利要求1所述的一种采用并行处理方式实现视频图像拼接显示的装置，其特征在于，所述图像处理单元包括缩放处理单元、图像增强单元以及伽玛调整单元，其中，所述缩放处理单元、图像增强单元以及伽玛调整单元依次连接，所述缩放处理单元用于对分割后数字视频图像信号进行缩放处理，图像增强单元用于对缩放处理单元输出的视频图像信号进行图像增强处理，伽玛调整单元用于对图像增强单元输出的视频图像信号进行RGB分量的伽玛值调整处理。

3.如权利要求1所述的一种采用并行处理方式实现视频图像拼接显示的装置，其特征在于，所述后续单元还包括图像缓存单元，所述图像缓存单元、图像处理单元、接口单元以及终端显示单元依次连接，所述图像缓存单元用于对分割后的视频图像信号进行缓存，并且匹配图像分割单元与图像处理单元之间的处理速度。

4.如权利要求3所述的一种采用并行处理方式实现视频图像拼接显示的装置，其特征在于，所述后续单元为4组。

5.如权利要求1至4任一项权利要求所述的一种采用并行处理方式实现视频图像拼接显示的装置，其特征在于，所述图像分割单元与视频格式侦测单元采用FPGA芯片实现。

6.如权利要求1至4任一项权利要求所述的一种采用并行处理方式实现视频图像拼接显示的装置，其特征在于，所述接口单元采用HDMI接口芯片实现。

7.一种采用并行处理方式实现视频图像拼接显示的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将解码后的数字视频图像信号进行识别，确定视频格式，并按显示区域分割为至少两个部分；

（2）同时对分割后的视频图像信号分别进行图像处理；

（3）将处理后的各个视频图像信号分别转换成可供外接的终端显示单元进行显示的视频图像信号；

（4）将所有的终端显示单元显示的视频图像信号拼接为一幅完整的图像。

8.如权利要求7所述的一种采用并行处理方式实现视频图像拼接显示的方法，其特征在于，所述步骤（2）中图像处理单元对输入的视频图像信号进行图像处理之前还包括对分割后的视频图像信号进行暂存以及对图像分割和图像处理的处理速度进行匹配的步骤。

9.如权利要求8所述的一种采用并行处理方式实现视频图像拼接显示的方法，其特征在于，所述步骤（2）中的图像处理具体包括如下步骤：

（1）对暂存的视频图像信号进行分辨率及大小的调整；

（2）对调整后的视频图像信号进行增强处理；

（3）将增强后的视频图像信号进行RGB分量的伽玛值调整处理，最后输出调整后的视频图像信号。

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