CN104702875A - 一种液晶显示设备以及一种视频图像显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液晶显示设备，包括：液晶驱动模块、图像处理模块和液晶显示屏；所述液晶驱动模块，用于根据接收到的视频信号生成标准LVDS视频信号，并发送给所述图像处理模块；所述图像处理模块，用于从获取到的标准LVDS视频信号中解析出各帧视频图像，分别对各帧视频图像进行图像质量优化，并将优化后的各帧视频图像还原为标准LVDS视频信号，发送给所述液晶显示屏进行显示。本发明同时公开了一种视频图像显示方法。应用本发明所述方案，能够降低实现成本。

Description

一种液晶显示设备以及一种视频图像显示方法

技术领域

本发明涉及图像处理技术，特别涉及一种液晶显示设备以及一种视频图像显示方法。

背景技术

随着各地“平安城市”项目的建设，以城市为单位的视频安防监控系统正经历着从点到面，从功能单一到智能灵活的发展和革新，曾经系统前端以模拟摄像机为主的应用模式如今正朝着以构建网络化、整合化、智能化和高清化为目标的数字化网络监控新模式全速前进。

另外，安防监控通常要求7×24小时持续不间断，而且，对于一些特殊的监控场景，如高速公路、机场、港口、地铁、停车场、银行、发电厂、监狱等，可能会遇到雾天、夜晚低照度等情况，当出现这些情况时，希望仍可以获得质量较好的视频图像，否则，安防监控的功效将会大大降低。

比如，在低照度情况下，当被摄景物的光亮低到一定程度而使得摄像机输出的视频信号电平低于某一阈值时，反映到监视器的屏幕上，将会出现一屏很难分辨出层次的、灰暗的视频图像，从而无法达到安防监控的目的。

传统的解决方式是：在上述监控场景布设具有特定功能的摄像机，如低照度摄像机、红外摄像机或具有透雾功能的摄像机等，这些摄像机会对拍摄到的视频图像进行一定的质量优化处理，从而得到质量较好的视频图像，发送给监视器进行显示。

但是，每个摄像机只能对应一个监控点，当有相应需求的监控点较多时，则需要布设大量的具有上述特定功能的摄像机，从而极大地增加了实现成本。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种液晶显示设备以及一种视频图像显示方法，能够降低实现成本。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种液晶显示设备，包括：液晶驱动模块、图像处理模块和液晶显示屏；

所述液晶驱动模块，用于根据接收到的视频信号生成标准低压差分LVDS视频信号，并发送给所述图像处理模块；

所述图像处理模块，用于从获取到的标准LVDS视频信号中解析出各帧视频图像，分别对各帧视频图像进行图像质量优化，并将优化后的各帧视频图像还原为标准LVDS视频信号，发送给所述液晶显示屏进行显示。

一种视频图像显示方法，包括：

液晶显示设备根据接收到的视频信号生成标准低压差分LVDS视频信号，从标准LVDS视频信号中解析出各帧视频图像，分别对各帧视频图像进行图像质量优化，并将优化后的各帧视频图像还原为标准LVDS视频信号，通过自身的液晶显示屏进行显示。

可见，采用本发明所述方案，将对视频图像进行图像质量优化的功能从前端摄像机转移至后端液晶显示设备，从而无需在不同的监控点分别布设具有特定功能的摄像机，进而降低了实现成本；而且，本发明所述方案对于多屏拼接以及一屏显示多画面的液晶显示设备均适用，即具有广泛适用性。

附图说明

图1为本发明液晶显示设备实施例的组成结构示意图。

图2为现有LVDS的接口时序示意图。

图3为本发明所述图像处理单元的组成结构示意图。

图4为本发明对某一帧视频图像进行扩展操作的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案更加清楚、明白，以下参照附图并举实施例，对本发明所述方案作进一步的详细说明。

图1为本发明液晶显示设备实施例的组成结构示意图。如图1所示，包括：图像处理模块和液晶显示屏，另外还可进一步包括液晶驱动模块。

液晶驱动模块，用于根据接收到的视频信号生成标准低压差分（LVDS，Low VoltageDifferential Signal）视频信号，并发送给图像处理模块；接收到的视频信号可能来自于前端摄像机等；

图像处理模块，用于从获取到的标准LVDS视频信号中解析出各帧视频图像，分别对各帧视频图像进行图像质量优化，并将优化后的各帧视频图像还原为标准LVDS视频信号，发送给液晶显示屏进行显示。

其中，液晶驱动模块以及液晶显示屏的功能均和现有技术中相同，不再赘述。

如图1所示，图像处理模块中可具体包括：LVDS接收单元、图像处理单元和LVDS发送单元。

LVDS接收单元，用于从接收到的标准LVDS视频信号中解析出各帧视频图像，并发送给图像处理单元；

图像处理单元，用于针对每帧视频图像，分别进行如下处理：根据该帧视频图像对应的环境类型，按照与该环境类型相对应的优化算法对该帧视频图像进行图像质量优化，并将优化后的该帧视频图像发送给LVDS发送单元；

LVDS发送单元，用于将优化后的各帧视频图像还原为标准LVDS视频信号，并发送给液晶显示屏进行显示。

其中，图像处理单元可将默认的环境类型作为每帧视频图像对应的环境类型。

或者，如图1所示，图像处理模块中还可进一步包括：设置单元，用于接收用户设置的环境类型，并发送给图像处理单元；相应地，图像处理单元可将最新接收到的环境类型作为每帧视频图像对应的环境类型。

在实际应用中，如果图1所示液晶显示设备仅适用于一种环境类型，如雾天，即只能对该种环境类型下拍摄到的视频图像进行图像质量优化，那么则可将该环境类型作为默认的环境类型。

如果图1所示液晶显示设备不仅适用于一种环境类型，如可适用于雾天、低照度、光线对比度强烈等多种不同的环境类型，那么，可由用户根据当前的实际情况，设置当前的环境类型。

比如，当前为低照度的情况，那么用户可通过设置单元通知图像处理单元当前的环境类型为低照度，相应地，图像处理单元会按照低照度对应的优化算法对随后接收到的各帧视频图像进行图像质量优化。

如果当前情况包括了多种不同的环境类型，如雾天和低照度，那么用户可通过设置单元通知图像处理单元当前的环境类型为雾天和低照度，相应地，图像处理单元可依次按照雾天和低照度对应的优化算法对随后接收到的各帧视频图像进行图像质量优化，即分别对每帧视频图像进行两次图像质量优化。

另外，如果当前情况很好，不需要进行图像质量优化，那么用户可通过某种方式向图像处理模块发出关闭指令，使得图像处理模块不再工作，从而简化处理流程。

可在图像处理单元中预先设置好不同的环境类型分别对应的优化算法，具体采用何种优化算法可根据实际需要而定，本发明所述方案中不作限定，可以是任意可行的优化算法，如当环境类型为低照度时，可采用直方图均衡算法。

在实际应用中，图像处理模块可通过现场可编程门阵列（FPGA，FieldProgrammable Gate Array）芯片来实现。

大尺寸的显示面板通常使用的显示标准接口为7:1的低压差分标准接口，由视频电子标准协会（VESA，Video Electronics Standards Association）定义，液晶显示屏上的每一个像素均由红、绿、蓝（RGB）三个元素组成，可构成液晶显示屏上所有可能的颜色。

图2为现有LVDS的接口时序示意图。如图2所示，在一个像素时钟内，每根LVDS通道上传输7bit数据，相应地，LVDS接收单元实现LVDS视频信号接收的方式可为：先用锁相环（PLL，Phase Locked Loop）将像素时钟7倍频率得到线速率时钟clk_x7，之后利用该时钟对LVDS_Clock和LVDS_Channel上的数据进行采样，针对采样得到的串行数据，根据时钟格式“1100011”识别出当前和前一个像素，并进行并串转换，获取正确的对齐后的数据；类似地，LVDS发送单元实现LVDS视频信号发送的方式可为：利用线速率时钟clk_x7，将时钟格式“11000111”当做一根独立的数据线，和其它LVDS_Channel上的并行数据一同发送即可。

另外，图3为本发明所述图像处理单元的组成结构示意图。如图3所示，包括：预处理子单元、优化子单元和后处理子单元，对应于不同的环境类型，这三个子单元的具体功能也可能会有所不同。

以下以环境类型为雾天为例，对上述各子单元的功能进行说明。

1）预处理子单元，用于针对每帧视频图像，分别将该帧视频图像从RGB三元色转换到YCbCr色彩空间，并获取该帧视频图像的视频参数，连同去除了无效信息的该帧视频图像一起发送给优化子单元。

由于预处理子单元接收到的每帧视频图像中的每个像素均由RGB三个元素组成，而去雾算法通常是基于YCbCr色彩空间的，因此，需要将每帧视频图像分别从RGB三元色转换到YCbCr色彩空间。

另外，针对每帧视频图像，还可分别进行如下处理：获取该帧视频图像的视频参数，如视频格式、视频帧总行数、有效行数、每行总像素点数、有效像素点数等，并去除该帧视频图像中的无效信息，即保留有效信息，如有效行、有效像素点等。

2）优化子单元，用于针对每帧视频图像，分别根据该帧视频图像的视频参数，对该帧视频图像进行去雾处理，并将去雾处理后的该帧视频图像发送给后处理子单元。

优化子单元具体采用何种去雾算法来进行去雾处理可根据实际需要而定，较佳地，可采用延时较小的去雾算法。

针对每帧视频图像，优化子单元可根据每帧视频图像的雾化程度，自适应地确定所需采用的去雾强度，并按照确定的去雾强度对每帧视频图像进行去雾处理；或者，获取用户通过设置单元设置的去雾强度，并按照最新获取的去雾强度对每帧视频图像进行去雾处理；即可以采用自适应调节和手动调节两种方式。

3）后处理子单元，用于针对每帧视频图像，分别将该帧视频图像从YCbCr色彩空间恢复为RGB三原色，并将恢复后的视频图像发送给LVDS发送单元。

后处理子单元的功能与预处理子单元的功能相对应，将视频图像从YCbCr色彩空间恢复为RGB三原色。

另外，预处理子单元还可进一步用于，在将一帧视频图像发送给优化子单元之前，确定该帧视频图像的分辨率是否符合预定要求，如果否，则通过扩展操作，将该帧视频图像的分辨率扩展为符合预定要求；

相应地，后处理子单元还可进一步用于，在接收到一帧视频图像之后，确定是否对该帧视频图像进行了扩展操作，如果是，则通过裁剪操作，将该帧视频图像的分辨率裁剪成进行扩展操作之前的分辨率。

上述符合预定要求通常是指分辨率的行数和列数均能够被10整除，预处理子单元接收到的视频图像的分辨率可能为各种分辨率，而去雾算法通常适用于分辨率的行数和列数均能够被10整除的视频图像，因此，当某一帧视频图像的分辨率不符合预定要求时，可按照每行的右侧、每帧的末行补充黑数据的方式，对该帧视频图像进行扩展操作，之后，当该帧视频图像经过去雾处理后，可再将其扩展的部分裁剪掉，即恢复成原始分辨率。

图4为本发明对某一帧视频图像进行扩展操作的示意图。如图4所示，该帧视频图像的原始分辨率为1366×768，扩展后的分辨率为1370×770，灰色区域表示未进行扩展操作之前的原始视频图像，黑色区域表示扩展的部分。

基于上述介绍，本发明同时公开了一种视频图像显示方法。

所述方法包括：液晶显示设备根据接收到的视频信号生成标准LVDS视频信号，从标准LVDS视频信号中解析出各帧视频图像，分别对各帧视频图像进行图像质量优化，并将优化后的各帧视频图像还原为标准LVDS视频信号，通过自身的液晶显示屏进行显示。

其中，分别对各帧视频图像进行图像质量优化可包括：针对每帧视频图像，分别根据该帧视频图像对应的环境类型，按照与该环境类型相对应的优化算法对该帧视频图像进行图像质量优化。

每帧视频图像对应的环境类型的确定方式可包括：

分别将默认的环境类型作为每帧视频图像对应的环境类型；

或者，接收用户设置的环境类型，针对每帧视频图像，分别将用户最新设置的环境类型作为该帧视频图像对应的环境类型。

另外，当所述环境类型为雾天时，分别对各帧视频图像进行图像质量优化的具体实现方式可为：

针对每帧视频图像，分别进行如下处理：

将该帧视频图像从RGB三元色转换到YCbCr色彩空间；

获取该帧视频图像的视频参数，并去除该帧视频图像中的无效信息；

根据获取到的视频参数，对该帧视频图像进行去雾处理；

将该帧视频图像从YCbCr色彩空间恢复为RGB三原色。

较佳地，在进行去雾处理之前，还可进一步进行如下处理：确定该帧视频图像的分辨率是否符合预定要求，如果否，则通过扩展操作，将该帧视频图像的分辨率扩展为符合预定要求；

相应地，在进行去雾处理之后，还可进一步进行如下处理：确定是否对该帧视频图像进行了扩展操作，如果是，则通过裁剪操作，将该帧视频图像的分辨率裁剪成进行扩展操作之前的分辨率。

在进行去雾处理时，可根据每帧视频图像的雾化程度，自适应地确定所需采用的去雾强度，并按照确定的去雾强度对每帧视频图像进行去雾处理；或者，获取用户设置的去雾强度，并按照最新获取的去雾强度对每帧视频图像进行去雾处理。

总之，采用本发明所述方案，将对视频图像进行图像质量优化的功能从前端摄像机转移至后端液晶显示设备，从而无需在不同的监控点分别布设具有特定功能的摄像机，进而降低了实现成本；而且，本发明所述方案对于多屏拼接以及一屏显示多画面的液晶显示设备均适用，且可适用于各种不同分辨率的视频图像，具有广泛适用性；另外，在液晶显示设备上进行图像质量优化处理，所得即所见，且可进行自适应或手动调节，实现起来非常灵活方便；再有，要实现本发明所述方案，只需要在现有的液晶显示设备上增加一个FPGA芯片即可，工程实现简单，且稳定可靠。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种液晶显示设备，其特征在于，包括：液晶驱动模块、图像处理模块和液晶显示屏；

所述液晶驱动模块，用于根据接收到的视频信号生成标准低压差分LVDS视频信号，并发送给所述图像处理模块；

所述图像处理模块，用于从获取到的标准LVDS视频信号中解析出各帧视频图像，分别对各帧视频图像进行图像质量优化，并将优化后的各帧视频图像还原为标准LVDS视频信号，发送给所述液晶显示屏进行显示。

2.根据权利要求1所述的液晶显示设备，其特征在于，

所述图像处理模块中包括：LVDS接收单元、图像处理单元和LVDS发送单元；

所述LVDS接收单元，用于从接收到的标准LVDS视频信号中解析出各帧视频图像，并发送给所述图像处理单元；

所述图像处理单元，用于针对每帧视频图像，分别进行如下处理：根据该帧视频图像对应的环境类型，按照与该环境类型相对应的优化算法对该帧视频图像进行图像质量优化，并将优化后的该帧视频图像发送给所述LVDS发送单元；

所述LVDS发送单元，用于将优化后的各帧视频图像还原为标准LVDS视频信号，并发送给所述液晶显示屏进行显示。

3.根据权利要求2所述的液晶显示设备，其特征在于，

所述图像处理单元，将默认的环境类型作为每帧视频图像对应的环境类型；

或者，

所述图像处理模块中进一步包括：设置单元；

所述设置单元，用于接收用户设置的环境类型，并发送给所述图像处理单元；

所述图像处理单元，将最新接收到的环境类型作为每帧视频图像对应的环境类型。

4.根据权利要求3所述的液晶显示设备，其特征在于，

所述图像处理单元中包括：预处理子单元、优化子单元和后处理子单元；

当所述环境类型为雾天时，

所述预处理子单元，用于针对每帧视频图像，分别将该帧视频图像从RGB三元色转换到YCbCr色彩空间，并获取该帧视频图像的视频参数，连同去除了无效信息的该帧视频图像一起发送给所述优化子单元；

所述优化子单元，用于针对每帧视频图像，分别根据该帧视频图像的视频参数，对该帧视频图像进行去雾处理，并将去雾处理后的该帧视频图像发送给所述后处理子单元；

所述后处理子单元，用于针对每帧视频图像，分别将该帧视频图像从YCbCr色彩空间恢复为RGB三原色，并将恢复后的该帧视频图像发送给所述LVDS发送单元。

5.根据权利要求4所述的液晶显示设备，其特征在于，

所述预处理子单元进一步用于，在将一帧视频图像发送给所述优化子单元之前，确定该帧视频图像的分辨率是否符合预定要求，如果否，则通过扩展操作，将该帧视频图像的分辨率扩展为符合预定要求；

所述后处理子单元进一步用于，在接收到一帧视频图像之后，确定是否对该帧视频图像进行了扩展操作，如果是，则通过裁剪操作，将该帧视频图像的分辨率裁剪成进行扩展操作之前的分辨率。

6.根据权利要求4所述的液晶显示设备，其特征在于，

所述优化子单元进一步用于，

根据每帧视频图像的雾化程度，自适应地确定所需采用的去雾强度，并按照确定的去雾强度对每帧视频图像进行去雾处理；

或者，

获取用户通过所述设置单元设置的去雾强度，并按照最新获取的去雾强度对每帧视频图像进行去雾处理。

7.一种视频图像显示方法，其特征在于，包括：

液晶显示设备根据接收到的视频信号生成标准低压差分LVDS视频信号，从标准LVDS视频信号中解析出各帧视频图像，分别对各帧视频图像进行图像质量优化，并将优化后的各帧视频图像还原为标准LVDS视频信号，通过自身的液晶显示屏进行显示。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

所述分别对各帧视频图像进行图像质量优化包括：

针对每帧视频图像，分别根据该帧视频图像对应的环境类型，按照与该环境类型相对应的优化算法对该帧视频图像进行图像质量优化。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，

每帧视频图像对应的环境类型的确定方式包括：

分别将默认的环境类型作为每帧视频图像对应的环境类型；

或者，

接收用户设置的环境类型，针对每帧视频图像，分别将用户最新设置的环境类型作为该帧视频图像对应的环境类型。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，

当所述环境类型为雾天时，所述分别对各帧视频图像进行图像质量优化包括：

针对每帧视频图像，分别进行如下处理：

将该帧视频图像从RGB三元色转换到YCbCr色彩空间；

获取该帧视频图像的视频参数，并去除该帧视频图像中的无效信息；

根据获取到的视频参数，对该帧视频图像进行去雾处理；

将该帧视频图像从YCbCr色彩空间恢复为RGB三原色。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，

所述进行去雾处理之前，进一步包括：确定该帧视频图像的分辨率是否符合预定要求，如果否，则通过扩展操作，将该帧视频图像的分辨率扩展为符合预定要求；

所述进行去雾处理之后，进一步包括：确定是否对该帧视频图像进行了扩展操作，如果是，则通过裁剪操作，将该帧视频图像的分辨率裁剪成进行扩展操作之前的分辨率。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，

所述对该帧视频图像进行去雾处理包括：

根据该帧视频图像的雾化程度，自适应地确定所需采用的去雾强度，并按照确定的去雾强度对该帧视频图像进行去雾处理；

或者，

获取用户设置的去雾强度，并按照最新获取的去雾强度对该帧视频图像进行去雾处理。