CN105491368A - 基于fpga的4k裸眼3d一体机及其播放视频的方法 - Google Patents

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Abstract

基于FPGA的4K裸眼3D一体机及其播放视频的方法。本发明涉及4K裸眼3D显示技术，目的是为了提供一种非PC的嵌入式板卡进行4K裸眼3D视频播放的设备。本发明提供一种基于FPGA的4K裸眼3D一体机，包括电源模块及4K裸眼3D显示模块，所述电源模块用于为一体机工作提供电源，所述4K裸眼3D显示模块用于接收4K裸眼3D图像，并进行点对点的显示，所述电源模块与4K裸眼3D显示模块连接，其特征在于，还包括Android嵌入式板及FPGA板，所述Android嵌入式板及FPGA板分别与电源模块连接，所述FPGA板分别与Android嵌入式板及电源模块连接。本发明适用于4K裸眼3D视频显示。

Description

基于FPGA的4K裸眼3D一体机及其播放视频的方法
技术领域
本发明涉及4K裸眼3D显示技术。
背景技术
随着电视产业链的日趋成熟和完善，电视显示方面主要有3D和清晰度两个发展方向。针对3D，人们的要求越来越高，因此对裸眼3D的认可度也越来越高，但是3D会使得电视清晰度降低，因此裸眼3D和4K的结合是电视产业发展的必然趋势。目前市面上的4K裸眼3D广告机都采用Windows的pc方式进行信号处理和播放，为了降低信号处理模块的成本和用户操作的难度，急切的需要一种非pc的嵌入式板卡处理方法。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种非PC的嵌入式板卡进行4K裸眼3D视频播放的方法和设备。
为达到上述目的，本发明提供一种基于FPGA的4K裸眼3D一体机，包括电源模块及4K裸眼3D显示模块，所述电源模块用于为一体机工作提供电源，所述4K裸眼3D显示模块用于接收4K裸眼3D图像，并进行点对点的显示，所述电源模块与4K裸眼3D显示模块连接，其特征在于，还包括Android嵌入式板及FPGA板，所述Android嵌入式板及FPGA板分别与电源模块连接，所述FPGA板分别与Android嵌入式板及电源模块连接；
Android嵌入式板，Android嵌入式板通过实时监测并读取SD卡获得4K裸眼3D内容并进行解码，将解码后的数据通过输出给FPGA板；
FPGA板，接收来自于Android嵌入式板解码后的4k裸眼3D内容，将接收到的内容进行4k裸眼3D合图算法处理，并将处理后的buffer输出给4k裸眼3D显示屏，同时，将从Android嵌入式板过来的音频信息直接输出给喇叭。
具体地，所述Android嵌入式板的输入接口包括SD卡接口、USB接口、网口及WiFi模块接口，输出接口包括HDMI接口。
具体地，所述FPGA板的输入接口包括HDMI接口，输出接口包括LVDS接口和/或V-bye-One接口及音频输出接口。
具体地，所述Android嵌入式板通过HDMI接口进行数据传输，所述处理后的buffer通过LVDS接口或V-bye-One接口输出给4k裸眼3D显示屏。
对应于上述系统，本发明提供一种基于FPGA的4K裸眼3D一体机播放视频的方法，其特征在于，包括如下步骤：
A.Android嵌入式板通过实时监测并读取SD卡获得4K裸眼3D内容并进行解码，将解码后的数据通过输出给FPGA板；
B.FPGA板接收来自于Android嵌入式板解码后的4k裸眼3D内容，将接收到的内容进行4k裸眼3D合图算法处理，并将处理后的buffer输出给4k裸眼3D显示屏，同时，将从Android嵌入式板过来的音频信息直接输出给喇叭；
C.4k裸眼3D显示模块对接收的内容进行点对点显示。
具体地，步骤A中，Android嵌入式板的具体工作流程如下：
第一步，Android系统初始化；
第二步，Android系统检测SD卡；
第三步，读取SD卡中4K裸眼3D内容；
第四步，将第三步的4K裸眼3D内容进行解码；
第五步，将第四步中解码得到的4K裸眼3D图像和音频输出给FPGA板。
第二步中，所述Android系统实时监测是否有SD卡插入，若有SD卡插入则读取SD卡根目录下的4k裸眼3D内容，否则继续监测。
具体的，步骤B中，所述FPGA板的具体工作流程如下：
第一步，FPGA初始化；
第二步，HDMI接收芯片初始化；
第三步，HDMI接收芯片实时监测并接收来自Android嵌入式板的4k裸眼3D图像和音频；
第四步，将第三步中得到的音频直接通过音频输出口传给喇叭，实现4k裸眼3D电视的声音输出；
第五步，将第三步中得到的buffer进行4k裸眼3D的RGB重排列；
第六步，将处理后的4k裸眼3D合成图像输入到4k裸眼3D显示屏。
第五步中，RBG重排列包括分图、放大、RGB重排列；分图，就是将拼接的4k裸眼3D画面分为单独的各视点小视差图；放大，就是将得到的小视差图放大为目标的分辨率；RGB重排列，根据4k裸眼3D排列表，将各个视点的视差图进行采样，最终得到一个和目标分辨率一致的4k裸眼3D合成图像。
本发明的有益效果是：本发明利用Android播放板卡+FPGA板卡代替原来的PC进行4k裸眼3D的信号处理，同时代替原有4k裸眼3D广告机图像卡完成4k裸眼3D显示屏的点屏，进而将Android播放板卡和FPGA板卡集成到裸眼3D广告机中形成4k裸眼3D一体机。
以下结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步详细描述，应当注意的是，实施例仅仅是为了帮助读者更好地理解本发明的技术构思，并不用以限制本发明权利要求的保护范围。
附图说明
图1为本发明实施例一的基于FPGA的4K裸眼3D一体机的原理框图；
图2为本发明实施例二的Android嵌入式板处理流程图；
图3为FPGA板处理流程图。
具体实施方式
本发明提供一种基于FPGA的4K裸眼3D一体机，包括电源模块及4K裸眼3D显示模块，所述电源模块用于为一体机工作提供电源，所述4K裸眼3D显示模块用于接收4K裸眼3D图像，并进行点对点的显示，所述电源模块与4K裸眼3D显示模块连接，其特征在于，还包括Android嵌入式板及FPGA板，所述Android嵌入式板及FPGA板分别与电源模块连接，所述FPGA板分别与Android嵌入式板及电源模块连接。
上述一体机播放视频的方法包括以下步骤：首先，Android嵌入式板通过实时监测并读取SD卡获得4K裸眼3D内容并进行解码，将解码后的数据通过输出给FPGA板。然后，FPGA板接收来自于Android嵌入式板解码后的4k裸眼3D内容，将接收到的内容进行4k裸眼3D合图算法处理，并将处理后的buffer输出给4k裸眼3D显示屏，同时，将从Android嵌入式板过来的音频信息直接输出给喇叭。最后，4k裸眼3D显示模块对接收的内容进行点对点显示。
实施例一
图1为基于FPGA的4k裸眼3D一体机系统框架图。
下面针对该框架各个组成部分的功能及各部分之间的信号传递方式进行详细的描述：
电源板，该模块主要负责给Android嵌入式板、FPGA板和4k裸眼3D显示屏供电，从而实现一体机的电源一体控制。
Android嵌入式板的输入接口包括SD卡接口、USB接口、网口及WiFi模块接口，输出接口包括HDMI接口；Android嵌入式板通过实时监测并读取SD卡获得4k裸眼3D内容，从而实现4k裸眼3D一体机插卡或开机自动全屏播放的功能；Android嵌入式板将解码后的数据通过HDMI输出给FPGA板。
FPGA板的输入接口包括HDMI接口，输出接口包括LVDS和/或V-bye-One接口及音频输出接口；FPGA板接收来自于Android嵌入式板解码后的4k裸眼3D内容，将接收到的内容进行4k裸眼3D合图算法处理；并将处理后的buffer通过LVDS或V-bye-One输出给4k裸眼3D显示屏；同时，将从Android嵌入式板过来的音频信息直接输出给喇叭。
4k裸眼3D显示屏，该模块主要接收FPGA板传输过来的合成后的4k裸眼3D图像，并点对点的显示出来，从而使用户体验到裸眼3D效果。
实施例二
图2为Android嵌入式板处理流程图。
下面主要针对Android嵌入式板通电后的信号处理进行详细的描述：
第一步，Android系统初始化；
第二步，Android系统检测SD卡；
第三步，读取SD卡中4K裸眼3D内容；
第四步，将第三步的4K裸眼3D内容进行解码；
第五步，将第四步中解码得到的4K裸眼3D图像和音频输出给FPGA板。
本发明的实施例二中第二步包括，Android系统实时监测是否有SD卡插入，若有SD卡插入则读取SD卡根目录下的4k裸眼3D内容，否则继续监测。
本发明的实施例二中第四步包括，对裸眼3D内容进行硬解码，解码出来的YUV数据进行硬的YUV转RGB。
实施例三
附图3为FPGA板处理流程图。
下面主要针对FPGA板通电后的信号处理进行详细的描述：
第一步，FPGA初始化；
第二步，HDMI接收芯片初始化；
第三步，HDMI接收芯片实时监测并接收来自Android嵌入式板的4k裸眼3D图像和音频；
第四步，将第三步中得到的音频直接通过音频输出口传给喇叭，实现4k裸眼3D电视的声音输出；
第五步，将第三步中得到的buffer进行4k裸眼3D的RGB重排列；
第六步，将处理后的4k裸眼3D合成图像输入到4k裸眼3D显示屏。
本发明的实施例二中第五步包括，将第四步中得到的RGB数据进行分图、放大、RGB重拍列。分图，就是将拼接的4k裸眼3D画面分为单独的各视点小视差图；放大，就是将得到的小视差图放大为目标的分辨率；RGB重排列，根据4k裸眼3D排列表，将各个视点的视差图进行采样，最终得到一个和目标分辨率一致的4k裸眼3D合成图像。若左上角为坐标原点，坐标(x,y)位置的4k裸眼3D排列表中得值为N，4k裸眼3D合成图像对应(x,y)位置的像素值为M，视差图像存储在V[]图像数组中，则M按以下公式求得：
M＝V[floor(N)]*(1-N+floor(N))+V[floor(N)-1]*(N-floor(N))，其中floor是向下取整函数。

Claims (9)

1.基于FPGA的4K裸眼3D一体机，包括电源模块及4K裸眼3D显示模块，所述电源模块用于为一体机工作提供电源，所述4K裸眼3D显示模块用于接收4K裸眼3D图像，并进行点对点的显示，所述电源模块与4K裸眼3D显示模块连接，其特征在于，还包括Android嵌入式板及FPGA板，所述Android嵌入式板及FPGA板分别与电源模块连接，所述FPGA板分别与Android嵌入式板及电源模块连接；
Android嵌入式板，Android嵌入式板通过实时监测并读取SD卡获得4K裸眼3D内容并进行解码，将解码后的数据通过输出给FPGA板；
FPGA板，接收来自于Android嵌入式板解码后的4k裸眼3D内容，将接收到的内容进行4k裸眼3D合图算法处理，并将处理后的buffer输出给4k裸眼3D显示屏，同时，将从Android嵌入式板过来的音频信息直接输出给喇叭。
2.如权利要求1所述的基于FPGA的4K裸眼3D一体机，其特征在于，所述Android嵌入式板的输入接口包括SD卡接口、USB接口、网口及WiFi模块接口，输出接口包括HDMI接口。
3.如权利要求1所述的基于FPGA的4K裸眼3D一体机，其特征在于，所述FPGA板的输入接口包括HDMI接口，输出接口包括LVDS接口和/或V-bye-One接口及音频输出接口。
4.如权利要求2或3所述的基于FPGA的4K裸眼3D一体机，其特征在于，所述Android嵌入式板通过HDMI接口进行数据传输，所述处理后的buffer通过LVDS接口或V-bye-One接口输出给4k裸眼3D显示屏。
5.基于FPGA的4K裸眼3D一体机播放视频的方法，其特征在于，包括如下步骤：
A.Android嵌入式板通过实时监测并读取SD卡获得4K裸眼3D内容并进行解码，将解码后的数据通过输出给FPGA板；
B.FPGA板接收来自于Android嵌入式板解码后的4k裸眼3D内容，将接收到的内容进行4k裸眼3D合图算法处理，并将处理后的buffer输出给4k裸眼3D显示屏，同时，将从Android嵌入式板过来的音频信息直接输出给喇叭；
C.4k裸眼3D显示模块对接收的内容进行点对点显示。
6.如权利要求5所述的基于FPGA的4K裸眼3D一体机播放视频的方法，其特征在于，步骤A中，Android嵌入式板的具体工作流程如下：
第一步，Android系统初始化；
第二步，Android系统检测SD卡；
第三步，读取SD卡中4K裸眼3D内容；
第四步，将第三步的4K裸眼3D内容进行解码；
第五步，将第四步中解码得到的4K裸眼3D图像和音频输出给FPGA板。
7.如权利要求6所述的基于FPGA的4K裸眼3D一体机播放视频的方法，其特征在于，第二步中，所述Android系统实时监测是否有SD卡插入，若有SD卡插入则读取SD卡根目录下的4k裸眼3D内容，否则继续监测。
8.如权利要求5或6或7所述的基于FPGA的4K裸眼3D一体机播放视频的方法，其特征在于，步骤B中，所述FPGA板的具体工作流程如下：
第一步，FPGA初始化；
第二步，HDMI接收芯片初始化；
第三步，HDMI接收芯片实时监测并接收来自Android嵌入式板的4k裸眼3D图像和音频；
第四步，将第三步中得到的音频直接通过音频输出口传给喇叭，实现4k裸眼3D电视的声音输出；
第五步，将第三步中得到的buffer进行4k裸眼3D的RGB重排列；
第六步，将处理后的4k裸眼3D合成图像输入到4k裸眼3D显示屏。
9.如权利要求8所述的基于FPGA的4K裸眼3D一体机播放视频的方法，其特征在于，步骤B的第五步中，RBG重排列包括分图、放大、RGB重排列；分图，就是将拼接的4k裸眼3D画面分为单独的各视点小视差图；放大，就是将得到的小视差图放大为目标的分辨率；RGB重排列，根据4k裸眼3D排列表，将各个视点的视差图进行采样，最终得到一个和目标分辨率一致的4k裸眼3D合成图像。
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