CN105847927A

CN105847927A - 多信源多模式下高速视频无线同步显示装置

Info

Publication number: CN105847927A
Application number: CN201610300990.XA
Authority: CN
Inventors: 刘清; 刘一清; 郭昕
Original assignee: East China Normal University
Current assignee: East China Normal University
Priority date: 2016-05-09
Filing date: 2016-05-09
Publication date: 2016-08-10
Anticipated expiration: 2036-05-09
Also published as: CN105847927B

Abstract

本发明公开了一种多信源多模式下高速视频无线同步显示装置，它包括发送端电路、接收端电路及显示器，所述发送端电路与接收端电路无线连接，接收端电路与显示器有线连接，其中，发送端电路包括发送端电源模块、视频接收编码模块及无线视频发送模块，接收端电路包括接收端电源模块、无线视频接收模块、视频接收解码模块、视频处理重构模块、模式控制模块、DDR3视频缓冲模块，HDMI信号输入模块以及HDMI信号输出模块。本发明能够对异步多源的视频进行无线传输和重构，并将其同步稳定无缝拼接显示在4k高清屏幕上，适合多路视频监控、车内多方位显示等不便于布线的多路视频查看场合。

Description

多信源多模式下高速视频无线同步显示装置

技术领域

本发明涉及视频传输、视频处理以及视频显示领域，具体涉及视频编解码处理、视频无线传输、内存的驱动控制，以及视频数据的处理和重构等部分，可实现将多路信源视频数据重构，支持多路异步视频源同步无缝拼接显示在4k高清显示屏上。

背景技术

在实际生活中，有越来越多的视频数据闯入到日常生活，为了能够更方便、更高效地分析、处理及显示视频数据，促进大数据时代的进步发展，数字视频处理技术便接受了这项使命。通过传统的显示方式视频时，在单个显示屏上显示一路视频信号。而当需要同时查看多路视频数据的时候，不仅接线繁琐，而且不能很直观的在同一屏幕上显示出多路视频信号。

这种单一的显示方式对于有大量视频信号的今天，已经不再能够满足人们对于视频数据的需求。而且随着技术的提高，显示屏的分辨率也越来越高，在分辨率高显示屏上仅仅显示一路视频信号，就显得有些浪费。

生活离不开图像数据的显示以及处理技术，在多路视频源异步输入的时候，如果能够同时对多路视频源进行分析、查看以及对数字视频信号处理，则可以极大地提高效率。

屏幕的发展可谓是突飞猛进，从传统的CRT（Cathode Ray Tube）显示器到目前主流的LCD（Liquid Crystal Display）显示屏幕，如今已经出现了OLED（Organic Light Emitting Display）等新型显示屏幕。随着显示屏幕的发展，这将会极大地提升用户的观感，改善用户体验。同样，低功耗技术在便携设备上广泛的应用提升了设备的续航时间，广色域显示技术极大地提升了用户观感。显示技术的发展，同样也说明了视频在我们生活中有着不可或缺的地位。

VR(Virtual Reality)技术的飞速发展，不仅仅需要显示设备技术的支撑，更需要视频处理技术的进步与发展。在VR技术中，对于图像的分辨率以及刷新率等，以及视频处理速率等方面，有着更高的要求。我们的生活离不开视频处理技术。

发明内容

本发明为目前超大高清屏幕逐渐普及而屏幕利用率不够高，提供的一种解决方案。实现根据配置模式，对多路视频信号进行传输、压缩、处理、再显示，从而提升超大高清屏幕的使用效率，为使用者提供便捷。

实现本发明目的的具体技术方案是：

一种多信源多模式下高速视频无线同步显示装置，特点是该装置包括：

发送端电路、接收端电路及显示器，所述发送端电路与接收端电路无线连接，接收端电路与显示器有线连接；其中：

1）发送端电路为数路，每一路包括：

视频接收编码模块，将接收到的HDMI（High Definition Multimedia Interface）视频数据进行解码以及编码压缩处理；

无线视频发送模块，与视频接收编码模块连接，将编码后的视频数据进行无线传输；

发送端电源模块，分别连接视频接收编码模块、无线视频发送模块，为视频接收编码模块及无线视频发送模块提供所需电压；

2）接收端电路包括：

无线视频接收模块，为数个，分别与发送端电路无线连接，接收多路无线视频数据；

视频接收解码模块，为数个，分别与无线视频接收模块连接，将接收到的视频数据进行解码处理，并产生对应RGB视频信号；

视频处理重构模块，与视频接收解码模块连接，将不同视频源传输、解码后的数据根据配置的模式进行重构；

DDR3视频缓冲模块，与视频处理重构模块连接，将视频源缓存至DDR3存储芯片中；

模式控制模块，与视频处理重构模块连接，通过拨码开关控制工作状态，实现输出模式的可控；

HDMI信号输入模块，与视频处理重构模块连接，将接收到的HDMI输入视频数据进行处理，输出RGB视频数据给视频处理重构模块；

HDMI信号输出模块，至少两个，与视频处理重构模块连接，将视频处理重构模块输出的视频信号转换成HDMI格式输出至4k高清显示屏上；

接收端电源模块，分别与无线视频接收模块、视频接收解码模块、视频处理重构模块、DDR3视频缓冲模块、模式控制模块、HDMI信号输入模块、HDMI信号输出模块连接，为无线视频接收模块、视频接收解码模块、视频处理重构模块、DDR3视频缓冲模块、模式控制模块、HDMI信号输入模块以及HDMI信号输出模块提供所需电压。

所述视频处理重构模块包括：

FPGA（Field－Programmable Gate Array）主控制模块、视频数据接收控制模块、视频输入数据缓冲模块、视频输出数据缓冲模块、DDR3缓冲控制模块、DDR3驱动模块、输出视频重构模块、模式控制字读取模块、ARM处理模块及ARM输出端口。其中，视频数据接收控制模块与视频输入数据缓冲模块连接；视频输入数据缓冲模块与FPGA主控制模块连接；DDR3缓冲控制模块以及ARM（Advanced RISC Machines）处理模块与FPGA主控制模块之间相互连接；模式控制字读取模块与FPGA主控制模块连接；FPGA主控制模块与视频输出数据缓冲模块连接；DDR3缓冲控制模块与DDR3驱动模块连接；视频输出数据缓冲模块与输出视频重构模块连接；ARM处理模块与ARM输出端口连接。

本发明的无线传输方式，摆脱了冗余复杂的连线，解决了复杂繁琐的布线工作。在一些应用场合，发挥着不可替代的优势。

本发明通过改变配置模式，实现可控的多模式高清4k屏幕显示。不仅能够兼容传统的显示模式，而且能够实现多路视频无缝拼接，并通过无线视频传输的方式，将视频无缝拼接后在4k高清显示屏上显示。多模式的配置，使得可灵活应用。

本发明还解决了多屏幕视频拼接中的边框问题，实现无缝拼接。其无缝拼接特性还提高了屏幕的利用率，可实现多路视频的同时显示。与传统的拼接相比，本发明是基于硬件设计完成的，保障了工作性能。

附图说明

图1为本发明结构框图；

图2 为本发明发送端电路结构框图；

图3为本发明接收端电路结构框图；

图4为本发明视频处理重构模块结构框图。

具体实施方式

实施例

参阅图1，本发明包括发送端电路121、接收端电路122及显示器123，所述接收端电路122与发送端电路121无线连接，接收端电路122与显示器123有线连接；发送端电路121负责从相互独立视频源传输来的视频信号进行接收和编码，并通过无线方式进行传输；接收端电路122负责将多路视频源接收下来，进行解码，形成RGB视频后，通过对视频进行缓冲、重构等操作，形成稳定的高清视频码流，并在显示器123上同步稳定显示多路视频输出。

参阅图2，本发明发送端电路为数路，每一路包括：发送端电源模块1、视频接收编码模块2、无线视频发送模块3。每一视频接收编码模块2一端与视频输入源连接，另一端与无线视频发送模块3连接，视频接收编码模块2 对接收到的HDMI视频数据进行解码以及编码压缩处理；无线视频发送模块3建立无线连接，通过Wi-Fi信号，将压缩后的视频数据发送至接收端电路，实现视频传输。

发送端电源模块1将外部输入的电压转换为所需电压提供给视频接收编码模块2及无线视频发送模块3。

参阅图3，本发明接收端电路包括：接收端电源模块11、四个无线视频接收模块41、42、43、44、四个视频接收解码模块51、52、53、54、视频处理重构模块6、DDR3视频缓冲模块7、模式控制模块8、HDM信号输入模块9及两个HDMI信号输出模块101、102；其中：

四个无线视频接收模块41、42、43、44负责接收对应通道的视频数据，各通道相互独立，与无线视频发送模块3建立可靠通信并对应与四个视频接收解码模块51、52、53、54连接。

四个视频接收解码模块51、52、53、54将通过不同信道接收到视频数据进行解码处理，产生对应RGB视频信号，并分别与视频处理重构模块6相连。

视频处理重构模块6，通过FPGA控制，将接收到的多路视频信号进行重构整合。将视频信号进行FIFO缓冲后，通过FPGA控制将视频信号存储；并能够读取模式控制模块8配置信息，根据配置信息进行工作，进行读取、视频存储、重构编码等操作；还能够与DDR3视频缓冲模块7相互连接，为FPGA处理芯片提供足够的存储空间；还可实现FPGA和外部分通信。

视频处理重构模块6通过对DDR3视频缓冲模块7的控制，实现将多路视频源缓存至DDR3存储芯片中；其包含四片DDR3存储芯片，为视频存储提供了足够的空间。

模式控制模块8通过拨码开关控制工作状态，实现输出模式可控及视频拼接显示的灵活应用及可配置；其中可分为：单屏幕显示模式，只选通单个信号通道；双屏幕拼接模式，选通两个信号通道；三屏幕拼接模式，选通三路通道；四屏幕拼接模式，实现四路视频信号显示；以及级联模式等模式控制。

HDMI信号输入模块9将接收一路视频输入源HDMI信号，并转化为相应的RGB信号，此HDMI输入，可实现将接收端电路级联，实现多路视频的输入。

两个HDMI信号输出模块101、102，将从视频处理重构模块6输出的视频信号进行转换，以HDMI格式输出至外部高清显示屏，适合使用于级联扩展等功能。

接收端电源模块11包括外部电源输入部分、电压转换部分，将外部输入的特定电压转换为接收端电路中各模块所需电压，为各模块提供电源。例如，输入电压为12V 2A，并将其转化为5V、3.3V、2.5V、1.5V、1.2V、1.0V、0.75V等电压。

参阅图4，本发明的视频处理重构模块6包括五个视频数据接收控制模块611、612、613、614、615、五个视频输入数据缓冲模块621、622、623、624、625、FPGA主控制模块63、两个视频输出数据缓冲模块661、662、DDR3缓冲控制模块67、DDR3驱动模块68、两个输出视频重构模块691、692、模式控制字读取模块6010、ARM处理模块64及ARM输出端口65。其中，视频数据接收控制模块611、612、613、614、615将接收到的视频信号进行检测和控制，输出至视频输入数据缓冲模块621、622、623、624、625，再传输至FPGA主控制模块63，通过FPGA主控制模块63实现控制五路视频信号，以及控制DDR3缓冲控制模块67。DDR3缓冲控制模块67对DDR3驱动模块68进行控制，实现对DDR3视频缓冲模块7的控制和数据交互。其中五路视频信号中有一路为HDMI信号输入模块9的视频输入源信号和视频接收解码模块51、52、53、54的四路信号。FPGA主控制模块63对于视频数据的处理、组织是根据模式控制字读取模块6010对于模式控制模块8读取结果进行操作的。其中处理后的数据经由视频输出数据缓冲模块661、662和输出视频重构模块691、692输出至HDMI信号输出模块101、102。ARM处理模块64能够与FPGA之间进行信息交互，通过ARM输出端口65将FPGA的状态信息以及视频配置信息传输出来。

Claims

1.一种多信源多模式下高速视频无线同步显示装置，其特征在于该装置包括：

1）发送端电路为数路，每一路包括：

视频接收编码模块，将接收到的HDMI视频数据进行解码以及编码压缩处理；

2）接收端电路包括：

2.根据权利要求1所述的多信源多模式下高速视频无线同步显示装置，其特征在于所述视频处理重构模块包括：

FPGA主控制模块、视频数据接收控制模块、视频输入数据缓冲模块、视频输出数据缓冲模块、DDR3缓冲控制模块、DDR3驱动模块、输出视频重构模块、模式控制字读取模块、ARM处理模块及ARM输出端口；其中，视频数据接收控制模块与视频输入数据缓冲模块连接；视频输入数据缓冲模块与FPGA主控制模块连接；DDR3缓冲控制模块以及ARM处理模块与FPGA主控制模块之间相互连接；模式控制字读取模块与FPGA主控制模块连接；FPGA主控制模块与视频输出数据缓冲模块连接；DDR3缓冲控制模块与DDR3驱动模块连接；视频输出数据缓冲模块与输出视频重构模块连接；ARM处理模块与ARM输出端口连接。