CN104243964A - 立体led显示控制系统及方法、显示控制卡 - Google Patents

Abstract

本发明涉及立体LED显示控制系统及方法以及显示控制卡。其中，控制系统包括：主控制器和从控制器。主控制器适于从上位机或者本地存储器获取3D传输格式视频源且包括视频解码模块、存储模块以及输出控制逻辑；视频解码模块用于对获取的3D传输格式视频源进行解码以得到分离的左眼图像数据和右眼图像数据，存储模块用于存储分离后的左眼图像数据和右眼图像数据，输出控制逻辑用于将存储的左眼图像数据和右眼图像数据输出。从控制器用于接收并处理所述输出控制逻辑输出的左眼图像数据和右眼图像数据以供驱动控制立体LED显示屏进行显示。本发明利用硬件完成对3D传输格式视频源的解码，实时性高且性能更好；且本发明具有低复杂度、高可靠性及低成本的优点。

Description

立体LED显示控制系统及方法、显示控制卡

技术领域

本发明涉及立体LED显示技术领域，特别涉及一种立体LED显示控制系统、一种显示控制卡以及一种立体LED显示控制方法。

背景技术

3D显示技术可以分为眼镜式和裸眼式两大类。裸眼3D主要用于公用商务场合，将来还会应用到手机等便携式设备上。而在家用消费领域，无论是显示器、投影机或者电视，需要配合3D眼镜使用。在眼镜式3D技术中，我们又可以细分出三种主要的类型：色差式、偏光式和主动快门式，也就是平常所说的色分法、光分法和时分法。尽管3D显示技术分类繁多，不过最基本的原理是相似的，就是利用左右眼分别接收不同画面，然后经过大脑对图像信息进行叠加重生，构成一个具有前-后、上-下、左-右、远-近等立体方向效果的影像。

目前，主流的3D传输格式主要有以下四种：帧序列格式(FrameSequential)、帧封装格式(Frame Packing)、并排格式(Side-by-Side)以及棋盘格式(Checkerboard)。各种传输格式简介如下：

(1)Frame Sequential：偶尔也被称为Page-Flip(翻页)，在某种层面上来说是最简单的3D格式。Frame Sequential信号是以120帧每秒的速率发送的全解像度画面。各帧按顺序交替，因此显示设备接收到一个左眼帧，接下来一个右眼帧，然后再一个左眼帧，接下来又一个右眼帧，依此类推。该格式比较简单，无需解码设备。

(2)Frame Packing：Frame Packing与Frame Sequential略有不同，其将左右眼图像数据同时发送给视频接收控制终端，左右眼图像数据间有一个较小间隔，本质上是发送一个两倍源图像高度的图像帧，而不是两个较小的左右眼图像帧，帧频保持不变。该格式要求视频接收控制终端能将左右眼图像数据分离且顺序显示。

(3)Side-by-Side：左右眼图像帧水平分辨率被压缩为原始图像的一半，然后合成一帧同时传输，要求视频接收控制终端能够分离两个压缩帧，并将水平分辨率扩展为原始分辨率；Side-by-side有隔行扫描和逐行扫描两种变体。

(4)Checkerboard：左眼和右眼图像被交织成棋盘状，即每隔一个像素分别用于左眼和右眼，形似象棋的棋盘。该格式要求视频接收控制终端能够分离这两幅被交织的图像并且依序显示。

为了利用LED显示屏实现3D显示，目前的系统方案主要是利用PC机完成左右眼图像数据的解码分离，通过两条图像传输线路，一条将左眼图像数据传输至LED显示屏的奇数行(偶数行)，另一条将右眼图像数据传输至LED显示屏的偶数行(奇数行)，其系统架构如图1所示。

然而，该种现有的技术方案存在以下几个方面的不足：

(a)需软件完成3D传输格式的解码，相比与硬件解码实时性差，且容易出现丢帧现象；

(b)软件完成视频解码对PC机处理性能要求较高，额外增加系统成本；

(c)LED显示屏上奇偶行图像数据分开传输导致LED显示屏需额外定制(增加接口)，该类显示屏架构复杂，不利于市场推广；

(d)相较于通用的LED控制系统，该系统方案较复杂；

(e)左右眼图像数据硬件通道分开，将无法最大限度的利用发送卡带宽，尤其当LED显示屏尺寸较小时，单一发送卡的带宽已经足够，硬件通道分离将成倍增加发送卡数量，从而浪费发送卡的带宽并增加成本；

(f)对箱体而言，原本一个接收卡的带宽已经足够，此时则需要两个，将造成接收卡带宽的浪费并增加成本。

发明内容

因此，为解决现有技术中存在的至少部分不足，本发明的目的在于提供低复杂度、高性能、低成本的立体LED显示控制系统及方法以及显示控制卡。

具体地，本发明实施例提供的一种立体LED显示控制系统，包括：主控制器和从控制器。其中，主控制器适于从上位机或本地存储器获取3D传输格式视频源且包括视频解码模块、存储模块以及输出控制逻辑；视频解码模块用于对获取的3D传输格式视频源进行解码以得到分离的左眼图像数据和右眼图像数据，存储模块用于存储分离后的左眼图像数据和右眼图像数据，输出控制逻辑用于将存储的左眼图像数据和右眼图像数据输出。从控制器用于接收并处理所述输出控制逻辑输出的左眼图像数据和右眼图像数据以供驱动控制立体LED显示屏进行立体显示。

在本发明的一个实施例中，上述输出控制逻辑用于将所述左眼图像数据和右眼图像数据以交替方式输出。

在本发明的一个实施例中，上述交替方式为逐行或逐列交替方式。

在本发明的一个实施例中，上述输出控制逻辑包括第一输出控制逻辑和第二输出控制逻辑，上述从控制器包括第一从控制器和第二从控制器；第一输出控制逻辑用于输出左眼图像数据至第一从控制器，第二输出控制逻辑用于输出右眼图像数据至第二从控制器。

在本发明的一个实施例中，上述视频解码模块包括可编程逻辑器件，以对3D传输格式视频源进行解码。

此外，本发明实施例提供的一种显示控制卡，适于应用立体LED显示控制系统，其包括：视频解码模块、存储模块以及输出控制逻辑。其中，视频解码模块用于从上位机或本地存储器获取3D传输格式视频源并对获取的3D传输格式视频源进行解码以得到分离的左眼图像数据和右眼图像数据；存储模块用于存储分离后的左眼图像数据和右眼图像数据；输出控制逻辑用于将存储的左眼图像数据和右眼图像数据输出。

在本发明的一个实施例中，上述显示控制卡的输出控制逻辑用于将存储的左眼图像数据和右眼图像数据以逐行或逐列交替方式输出。

在本发明的一个实施例中，上述显示控制卡的输出控制逻辑包括第一输出控制逻辑和第二输出控制逻辑，分别用于输出存储的左眼图像数据和右眼图像数据。

在本发明的一个实施例中，上述显示控制卡的视频解码模块包括可编程逻辑器件，以对3D传输格式视频源进行解码。

另外，本发明实施例提供的一种立体LED显示控制方法，包括步骤：获取3D传输格式视频源；对接收的3D传输格式视频源进行解码以得到分离的左眼图像数据和右眼图像数据；以及将所述左眼图像数据和右眼图像数据以逐行或逐列交替方式输出至接收卡，以由接收卡进行处理后送至立体LED显示屏进行显示。

相较于现有技术，本发明实施例利用硬件完成对3D传输格式视频源的解码，实时性高，性能更好，降低了对上位机处理性能的要求；此外，降低了系统架构的复杂度，提升了可靠性；再者，LED显示屏只需在通用显示屏的基础上进行分光技术改造即可使用，实现更容易，无需增加图1所示的显示屏接口；另外，降低了系统成本，更有利于推广。

通过以下参考附图的详细说明，本发明的其它方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本发明的范围的限定，这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当知道，除非另外指出，不必要依比例绘制附图，它们仅仅力图概念地说明此处描述的结构和流程。

附图说明

下面将结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细的说明。

图1为现有技术的一种立体LED显示控制系统的架构示意图。

图2为本发明第一实施例的立体LED显示控制系统的架构示意图。

图3为图2所示输出控制逻辑的左右眼图像数据输出方式示意图。

图4为图2所示从控制器接收的左右眼图像数据排列格式示意图。

图5为本发明第二实施例的立体LED显示控制系统的架构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

【第一实施例】

本发明第一实施例提出一种基于现有的通用LED显示屏，经过分光技术改造后即可使用的新型立体LED显示控制方案，该方案优选地只需要一套LED显示屏控制设备，仍然基于通用的LED同步控制系统架构，即发送卡(主控制器)+接收卡(从控制器)的架构形式，其中主控制器直接接收上位机传送来的3D传输格式视频源，利用视频解码模块例如板载FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)实现对3D传输格式的硬件解码，借助SDRAM、DDR等存储介质完成左右眼图像数据的分离暂存，然后将图像数据按照左右眼交替的顺序依次将相应的行包发送至从控制器，从控制器接收混合后的图像数据，然后将其顺序对应到立体LED显示屏的相应像素行，即左眼图像数据送至相应的奇数行(偶数行)，右眼图像数据送至相应的偶数行(奇数行)，然后可通过偏振式3D技术即可利用LED显示屏实现较好的3D显示效果。

本发明的上述方案可以解决目前立体LED显示方案中存在的一些问题，比如：降低立体LED显示控制系统方案的复杂度，提高可靠性；LED显示屏可直接将通用LED显示屏经过分光技术改造后得到，易于推广；利用硬件完成对3D传输格式的解码工作，实时性高，性能优；能最大限度的利用发送卡带宽，尤其当LED显示屏尺寸较小时(单一发送卡的带宽已经足够)，将明显降低系统成本；以及能最大限度的利用接收卡带宽，对多数箱体而言，一张接收卡即可，有效降低系统成本。

具体地，请参阅图2，立体LED显示控制系统20包括主控制器21和从控制器23。其中，主控制器21也可称之为发送卡，其包括视频解码模块211、左眼图像数据存储模块213a、右眼图像数据存储模块213b、以及输出控制逻辑215。上位机10例如PC机无需完成对3D传输格式视频源解码，大大降低了对上位机处理性能的要求，3D传输格式视频源直接接入主控制器21例如通过DVI线或HDMI线等接入主控制器21，由主控制器21中的视频解码模块211完成对3D传输格式视频源的解码，然后将解码获得的左右眼图像数据分别暂存在左眼图像数据存储模块213a和右眼图像数据存储模块213b，场同步信号到来后，输出控制逻辑215负责将存储的左眼图像数据和右眼图像数据以交替方式输出至从控制器23，其接收的数据排列格式如图3所示。之后，由从控制器23对接收的左右眼图像数据进行数据处理及灰度编码后送至立体LED显示屏30以供驱动控制立体LED显示屏30进行立体显示。本实施例中，视频解码模块211例如包括可编程逻辑器件例如FPGA，以对3D传输格式视频源进行解码，但本发明并不以此为限，也可采用其他具有解码能力的器件。左眼图像数据存储模块213a和右眼图像数据存储模块213b例如是SDRAM、DDR等存储介质，并且存储模块213a,213b可以是同一存储介质的不同分区，也可以独立的存储介质；换而言之，左眼图像数据和右眼图像数据可以是逻辑上的分开存储，也可以是物理上的分开存储。

承上述，输出控制逻辑215的作用主要是调整控制左右眼图像数据的输出顺序，场同步信号到来后，启动图像数据传输，按照如图4所示顺序输出至从控制器23，即先输出一行左眼(或右眼)图像数据，紧接着再输出一行右眼(或左眼)图像数据，依次类推。简而言之，图4所示的输出方式为左眼图像数据和右眼图像数据逐行交替输出方式。然而，也可根据从控制器23的处理能力变更该种交替输出方式，例如变更为多行交替、逐帧交替等等，只是采用图4所示的逐行交替方式更方便从控制器23后续的数据处理和灰度编码操作。此外，本实施例中的从控制器23也可称之为接收卡，其上通常设置有可编程逻辑器件例如FPGA以用于进行数据处理和灰度编码、以及显示驱动电路以根据处理后的图像数据驱动控制LED显示屏的灯板上的LED进行显示。另外，本领域技术人员可以理解的是，显示技术领域中的“行”和“列”是可以等效替换的，例如从某一观看者的角度而言，上述左右眼图像数据的输出方式为逐行交替输出方式，但从另一观看者的角度，则会是逐列交替输出方式。

【第二实施例】

请参阅图5，其为本发明第二实施例的立体LED显示控制系统40的架构示意图。如图5所示，立体LED显示控制系统40包括主控制器41和两路从控制器也即第一从控制器43a及第二从控制器43b。其中，主控制器41也可称之为发送卡，其包括视频解码模块211、左眼图像数据存储模块213a、右眼图像数据存储模块213b、第一输出控制逻辑415a以及第二输出控制逻辑415b。上位机10例如PC机无需完成对3D传输格式视频源解码，大大降低了对上位机处理性能的要求，3D传输格式视频源直接接入主控制器41例如通过DVI线或HDMI线等接入主控制器41，由主控制器41中的视频解码模块211完成对3D传输格式视频源的解码，然后将解码获得的左右眼图像数据分别暂存在左眼图像数据存储模块213a和右眼图像数据存储模块213b，场同步信号到来后，第一输出控制逻辑415a负责将存储的左眼图像数据输出至第一从控制器43a，第二输出控制逻辑415b负责将存储的右眼图像数据输出至第二从控制器43b。之后，由第一从控制器43a和第二从控制器43b分别对接收的左眼图像数据和右眼图像数据进行数据处理及灰度编码后送至立体LED显示屏40以供驱动控制立体LED显示屏40进行立体显示。本实施例中，第一从控制器43a及第二从控制器43b也可称之为接收卡，其上通常设置有可编程逻辑器件例如FPGA以用于进行数据处理和灰度编码、以及显示驱动电路以根据处理后的图像数据驱动控制LED显示屏的灯板上的LED进行显示。

值得一提的是，本发明上述第二实施例虽然采用了两路从控制器，但其可只需一路主控制器，相对于图1所示的现有技术，其仍存在显著的技术效果。

另外，基于上述各个实施例的立体LED显示控制系统的描述，还可归纳出相关于本发明实施例的一种优选的立体LED显示控制方法，其包括步骤：(a)接收3D传输格式视频源，例如通过DVI线或HDMI线等视频信号线从上位机接收3D传输格式视频源；(b)对接收的3D传输格式视频源进行解码以得到分离的左眼图像数据和右眼图像数据；以及(c)将所述左眼图像数据和右眼图像数据以逐行交替方式输出至接收卡，以由接收卡进行处理后送至立体LED显示屏进行显示。

再者，在其他实施例中，本发明的立体LED显示控制系统并不限于采用LED同步控制系统架构，也可以采用LED异步控制系统架构，例如将前述实施例的作为主控制器的发送卡替换成其他显示控制卡，也即替换成异步控制卡。相应地，立体LED显示控制系统20可以采用异步控制卡(主控制器)+接收卡(从控制器)的架构；也可以采用单独异步控制卡(主控制器+从控制器)的架构，这是因为异步控制卡上通常整合有接收卡的功能。另外，在采用LED异步控制系统架构的情形下，主控制器获取的3D传输格式视频源例如是预先存储在异步控制卡自带的存储器中，或者是存储在SD卡等可移动存储器上并在使用时与异步控制卡电连接，简而言之，主控制器是从本地存储器获取3D传输格式视频源。

至此，本文中应用了具体个例对本发明立体LED显示控制系统、发送卡以及立体LED显示控制方法的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，本发明的保护范围应以所附的权利要求为准。

Claims (10)

1.一种立体LED显示控制系统，其特征在于，包括：

主控制器，适于从上位机或本地存储器获取3D传输格式视频源且包括视频解码模块、存储模块以及输出控制逻辑，所述视频解码模块用于对获取的3D传输格式视频源进行解码以得到分离的左眼图像数据和右眼图像数据，所述存储模块用于存储分离后的左眼图像数据和右眼图像数据，以及所述输出控制逻辑用于将存储的左眼图像数据和右眼图像数据输出；

从控制器，用于接收并处理所述输出控制逻辑输出的左眼图像数据和右眼图像数据以供驱动控制立体LED显示屏进行显示。

2.如权利要求1所述的立体LED显示控制系统，其特征在于，所述输出控制逻辑用于将所述左眼图像数据和右眼图像数据以交替方式输出。

3.如权利要求2所述的立体LED显示控制系统，其特征在于，所述交替方式为逐行或逐列交替方式。

4.如权利要求1所述的立体LED显示控制系统，其特征在于，所述输出控制逻辑包括第一输出控制逻辑和第二输出控制逻辑，所述从控制器包括第一从控制器和第二从控制器；所述第一输出控制逻辑用于将所述左眼图像数据输出至所述第一从控制器，所述第二输出控制逻辑用于将所述右眼图像数据输出至所述第二从控制器。

5.如权利要求1所述的立体LED显示控制系统，其特征在于，所述视频解码模块包括可编程逻辑器件，以对3D传输格式视频源进行解码。

6.一种显示控制卡，适于应用立体LED显示控制系统，其特征在于，包括：

视频解码模块，用于从上位机或本地存储器获取3D传输格式视频源并对接收的3D传输格式视频源进行解码以得到分离的左眼图像数据和右眼图像数据；

存储模块，用于存储分离后的左眼图像数据和右眼图像数据；以及

输出控制逻辑，用于将存储的左眼图像数据和右眼图像数据输出。

7.如权利要求6所述的显示控制卡，其特征在于，所述输出控制逻辑用于将存储的左眼图像数据和右眼图像数据以逐行或逐列交替方式输出。

8.如权利要求6所述的显示控制卡，其特征在于，所述输出控制逻辑包括第一输出控制逻辑和第二输出控制逻辑，分别用于输出存储的左眼图像数据和右眼图像数据。

9.如权利要求6所述的显示控制卡，其特征在于，所述视频解码模块包括可编程逻辑器件，以对3D传输格式视频源进行解码。

10.一种立体LED显示控制方法，其特征在于，包括步骤：

获取3D传输格式视频源；

对获取的3D传输格式视频源进行解码以得到分离的左眼图像数据和右眼图像数据；以及

将所述左眼图像数据和右眼图像数据以逐行或逐列交替方式输出至接收卡，以由接收卡进行处理后送至立体LED显示屏进行显示。