CN108924261B - 一种高速帧精确内容馈送显示系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及显示设备领域，公开了一种高速帧精确馈送内容显示系统。其提供了一种面向具有高分辨率和高帧率的视频源进行精确延迟、高质量内容展示的帧精确内容馈送显示系统，即先在内容分配及同步控制模块中，对缓冲的视频帧进行画面区域分割，并将分割后的画面区域块数据与同步信号一起点对点传输至各个高帧率显示驱动模块，然后在各个高帧率显示驱动模块中，根据同步信号重构同步的对应视频区域图像，最后通过所有的驱动显示阵列进行由视频子图像拼接的高分辨率画面展示，由此通过前述分配、同步、重构和再分配显示环节设计，可实现高达1000Hz帧精确内容序列的刷新率和以最大化内容进行展示还原的目的，极大地推进了纵向序列显示体系的内容可塑性。
Description
技术领域
本发明属于显示设备领域，具体涉及一种高速帧精确内容馈送显示系统。
背景技术
高帧率拍摄是摄像机发展的主要方向之一。现阶段高速内容纵向序列显示还处在刚起步的阶段，但是高帧率拍摄已经步入正规。所谓高帧率，就是每秒拍摄更多的帧，但是高帧率显示重构不同于高速摄像。高速摄像目的是为了记录瞬间，例如子弹飞过的瞬间，而高帧率纵向序列重构则是为了得到更流畅的视频或者为了升格视频，例如索尼黑卡RX100M4可以录制最高1000fps的视频图像。但是在现有的显示设备中，还无法对具有高分辨率的高帧率视频图像进行高速且无压缩的精确展示，限制了各方面的回显应用。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的上述问题，本发明目的在于提供一种高速帧精确内容馈送显示系统。
本发明所采用的技术方案为：
一种高速帧精确内容馈送显示系统，其特征在于:包括内容分配及同步控制模块和N个高帧率显示驱动模块，其中，N为不小于3的自然数；
所述内容分配及同步控制模块包括第一传输接口、传输缓冲单元、时钟同步控制单元和第一点对点画面分割分配器，其中，所述第一传输接口用于导入来自高帧率视频源的数据流，所述传输缓冲单元通信连接所述第一传输接口，用于缓冲所述数据流，并按照传输模版以及通过协议分析方式从所述数据流中获取视频帧，所述时钟同步控制单元用于提供统一的同步信号，所述第一点对点画面分割分配器分别通信连接所述传输缓冲单元、所述时钟同步控制单元和各个所述高帧率显示驱动模块，用于按照预制的分配模版将所述视频帧分割为N个画面区域子块，并将各个画面区域子块的数据与所述同步信号一起点对点传输至对应的高帧率显示驱动模块；
所述高帧率显示驱动模块包括第二传输接口、同步分离单元、时钟同步重构单元、传输补偿单元、数据重构单元、内容分布校正单元、第二点对点画面分割分配器和驱动显示阵列，其中，所述第二传输接口用于接收来自所述分配器的画面区域子块数据和同步信号，所述同步分离单元通信连接所述第二传输接口，用于分离出所述同步信号，所述时钟同步重构单元通信连接所述同步分离单元，用于根据所述同步信号重构时钟信号，所述传输补偿单元通信连接所述第二传输接口和所述时钟同步重构单元，用于根据所述时钟信号对所述画面区域子块数据进行同步补偿，所述数据重构单元通信连接所述传输补偿单元，用于根据所述画面区域子块数据重构画面区域图像，所述内容分布校正单元通信连接所述时钟同步重构单元，用于校正与所述画面区域图像同步的输出显示分布区，所述第二点对点画面分割分配器分别通信连接所述数据重构单元和所述内容分布校正单元，用于先将同步的画面区域图像和输出显示分布区叠加在一起，得到待显示的视频区域图像，然后将所述视频区域图像分割为若干个视频子图像，所述驱动显示阵列通信连接所述第二点对点画面分割分配器，用于驱动显示所有的视频子图像。
优化的，所述驱动显示阵列包括呈阵列排布的M对多维驱动器和高帧率显示器，其中，M为不小于3的自然数，所述多维驱动器用于驱动对应的高帧率显示器输出展示对所述视频区域图像进行画面分割后的视频子图像。具体的，所述多维驱动器为与2D/3D高帧率显示器匹配的接口关联设备和数据转换连接设备。具体的，所述高帧率显示器为LED显示器或多机同步投影叠加设备。
优化的，所述高帧率显示驱动模块还包括通信连接所述数据重构单元的色域修正单元，其中，所述色域修正单元用于在匹配高帧率显示器的色度坐标中对所述数据重构单元中的画面区域图像进行色域重构。
优化的，所述高帧率显示驱动模块还包括通信连接所述数据重构单元的灰阶校正重构单元，其中，所述灰阶校正重构单元用于对所述数据重构单元中的画面区域图像进行灰阶重构。
优化的，所述高帧率显示驱动模块还包括通信连接所述数据重构单元的显示内容补偿修正单元，其中，所述显示内容补偿修正单元用于对所述数据重构单元中的画面区域图像进行在亮度及色度均匀性上的逐点校正重构。
优化的，所述内容分配及同步控制模块还包括通信连接所述传输缓冲单元的同步补偿单元，其中，所述同步补偿单元用于对所述传输缓冲单元中的视频帧进行内容重构、补偿、修正和帧序列重新定位。
具体的，所述第一传输接口为同步数据视频接口、DVI接口或HMDI接口。
本发明的有益效果为：
(1)本发明创造提供了一种面向具有高分辨率和高帧率的视频源进行精确延迟、高质量内容展示的帧精确内容馈送显示系统，即先在内容分配及同步控制模块中，对缓冲的视频帧进行画面区域分割，并将分割后的画面区域块数据与同步信号一起点对点传输至各个高帧率显示驱动模块，然后在各个高帧率显示驱动模块中，根据同步信号重构同步的对应视频区域图像，最后通过所有的驱动显示阵列进行由视频子图像拼接的高分辨率画面展示，由此通过前述分配、同步、重构和再分配显示环节设计，可实现高达1000Hz帧精确内容序列的刷新率和以最大化内容进行展示还原的目的，极大地推进了纵向序列显示体系的内容可塑性；
(2)可极大地拓宽现有技术体系对于显示内容承载过程构造复杂度的可能性的理解和实现，为色立体、多维成像投影和视觉研究等，打开了应用大门，例如可服务于如下高质量的内容回显：[a]基于高质量3D回显的可行性保障，可最大限度降低左、右眼独立成像带来的环境连续性撕裂；[b]对高速运动行为的呈现，可进行精确的内容过程细节展示；[c]对于高速拍摄的回显系统，可提供实际的技术支撑平台；[d]对于多角度显示的电子沙盘系统和实时远程环境重构，可提供高精度的内容显示平台；[e]对过程关联的内容深度和过程变化深度的展现及应用，可提供呈现平台；因此可使人们对视频的理解，从颜色、内容、灰阶和左右眼，进一步拓展为高帧率提供纵向序列过程复杂度为基础的广阔空间；
(3)在驱动显示单元中，通过采用阵列化的多维驱动方式来进行细化分配显示，可以进一步降低驱动显示单元的带载单元数量，提高内容承载的帧速率和显示内容的精确质量；
(4)在内容重构及分配网络模块中，通过布置同步补偿单元，可以对视频帧进行精确恢复，确保视频流的完整性；
(5)在高帧率显示驱动模块中，通过布置色域修正单元、灰阶校正重构单元和/或显示内容补偿修正单元，可以确保最终显示的画面区域图像的真实性，使得在1000Hz的高频内容刷新率下，依然能保证8bit分辨率的单色灰阶完整性灰阶线性度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的高速帧精确内容馈送显示系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。
实施例一
如图1所示，本实施例提供的所述高速帧精确内容馈送显示系统，包括内容分配及同步控制模块和N个高帧率显示驱动模块，其中，N为不小于3的自然数。
所述内容分配及同步控制模块包括第一传输接口、传输缓冲单元、时钟同步控制单元和第一点对点画面分割分配器，其中，所述第一传输接口用于导入来自高帧率视频源的数据流，所述传输缓冲单元通信连接所述第一传输接口，用于缓冲所述数据流，并按照传输模版以及通过协议分析方式从所述数据流中获取视频帧，所述时钟同步控制单元用于提供统一的同步信号，所述第一点对点画面分割分配器分别通信连接所述传输缓冲单元、所述时钟同步控制单元和各个所述高帧率显示驱动模块，用于按照预制的分配模版将所述视频帧分割为N个画面区域子块，并将各个画面区域子块的数据与所述同步信号一起点对点传输至对应的高帧率显示驱动模块。
如图1所示，在所述内容分配及同步控制模块的结构中，所述第一传输接口用于外接具有高分辨率和高帧率的视频源(例如服务器或硬盘)，为了实现高速传输目的，具体的，所述第一传输接口可以但不限于为同步数据视频接口、DVI(Digital Visual Interface,数字视频接口)接口或HMDI(High Definition Multimedia Interface，高清晰度多媒体接口)接口等。所述传输模版为在长帧传输中的现有帧结构，例如Jumbo帧(即巨型帧)的帧结构，所述协议分析为对传输协议的现有解析方法，由此可以从所述数据流中获取具有大尺寸画面和高分辨率的视频帧。
所述高帧率显示驱动模块包括第二传输接口、同步分离单元、时钟同步重构单元、传输补偿单元、数据重构单元、内容分布校正单元、第二点对点画面分割分配器和驱动显示阵列，其中，所述第二传输接口用于接收来自所述分配器的画面区域子块数据和同步信号，所述同步分离单元通信连接所述第二传输接口，用于分离出所述同步信号，所述时钟同步重构单元通信连接所述同步分离单元，用于根据所述同步信号重构时钟信号，所述传输补偿单元通信连接所述第二传输接口和所述时钟同步重构单元，用于根据所述时钟信号对所述画面区域子块数据进行同步补偿，所述数据重构单元通信连接所述传输补偿单元，用于根据所述画面区域子块数据重构画面区域图像，所述内容分布校正单元通信连接所述时钟同步重构单元，用于校正与所述画面区域图像同步的输出显示分布区，所述第二点对点画面分割分配器分别通信连接所述数据重构单元和所述内容分布校正单元，用于先将同步的画面区域图像和输出显示分布区叠加在一起，得到待显示的视频区域图像，然后将所述视频区域图像分割为若干个视频子图像，所述驱动显示阵列通信连接所述第二点对点画面分割分配器，用于驱动显示所有的视频子图像。
如图1所示，在所述高帧率显示驱动模块的结构中，所述第二传输接口以多对一方式通信连接所述第一点对点画面分割分配器。所述同步分离单元、所述时钟同步重构单元、所述传输补偿单元、所述数据重构单元和所述内容分布校正单元的工作原理均为现有技术。
前述整个高速帧精确内容馈送显示系统的工作原理如下：先在所述内容分配及同步控制模块中，对缓冲的视频帧进行画面区域分割，并将分割后的画面区域块数据与同步信号一起点对点传输至各个所述高帧率显示驱动模块，然后在各个高帧率显示驱动模块中，根据同步信号重构同步的对应视频区域图像，最后通过所有的驱动显示阵列进行由视频子图像拼接的高分辨率画面展示。由此通过前述分配、同步、重构和再分配显示环节设计，可实现高达1000Hz帧精确内容序列的刷新率和以最大化内容进行展示还原的目的，极大地推进了纵向序列显示体系的内容可塑性。
优化的，所述驱动显示阵列包括呈阵列排布的M对多维驱动器和高帧率显示器，其中，M为不小于3的自然数，所述多维驱动器用于驱动对应的高帧率显示器输出展示对所述视频区域图像进行画面分割后的视频子图像。如图1所示，由此通过采用阵列化的多维驱动方式来进行细化分配显示，可以进一步降低驱动显示单元的带载单元数量，提高内容承载的帧速率和显示内容的精确质量。具体的，所述多维驱动器可以但不限于为与2D/3D高帧率显示器匹配的接口关联设备和数据转换连接设备等。所述显示器可以但不限于为LED显示器或多机同步投影叠加设备等。
优化的，所述高帧率显示驱动模块还包括通信连接所述数据重构单元的色域修正单元、灰阶校正重构单元和/或显示内容补偿修正单元，其中，所述色域修正单元用于在匹配高帧率显示器的色度坐标中对所述数据重构单元中的画面区域图像进行色域重构，所述灰阶校正重构单元用于对所述数据重构单元中的画面区域图像进行灰阶重构，所述显示内容补偿修正单元用于对所述数据重构单元中的画面区域图像进行在亮度及色度均匀性上的逐点校正重构。如图1所示，所述色域重构、所述灰阶重构和所述逐点校正重构的具体方法均为现有方法，通过布置前述色域修正单元、灰阶校正重构单元和/或显示内容补偿修正单元，可以确保最终显示的画面区域图像的真实性，使得在1000Hz的高频内容刷新率下，依然能保证8bit分辨率的单色灰阶完整性灰阶线性度。
优化的，所述内容分配及同步控制模块还包括通信连接所述传输缓冲单元的同步补偿单元，其中，所述同步补偿单元用于对所述传输缓冲单元中的视频帧进行内容重构、补偿、修正和帧序列重新定位。如图1所示，所述内容重构、补偿、修正和帧序列重新定位的方法也为现有方法，例如通过生成伪帧的现有技术来找回丢失的视频帧(即将伪帧作为丢失视频帧)，进而可以对视频帧进行精确恢复，确保视频流的完整性。
综上，采用本实施例所提供的高速帧精确内容馈送显示系统，具有如下技术效果：
(1)本实施例提供了一种面向具有高分辨率和高帧率的视频源进行精确延迟、高质量内容展示的帧精确内容馈送显示系统，即先在内容分配及同步控制模块中，对缓冲的视频帧进行画面区域分割，并将分割后的画面区域块数据与同步信号一起点对点传输至各个高帧率显示驱动模块，然后在各个高帧率显示驱动模块中，根据同步信号重构同步的对应视频区域图像，最后通过所有的驱动显示阵列进行由视频子图像拼接的高分辨率画面展示，由此通过前述分配、同步、重构和再分配显示环节设计，可实现高达1000Hz帧精确内容序列的刷新率和以最大化内容进行展示还原的目的，极大地推进了纵向序列显示体系的内容可塑性；
(2)可极大地拓宽现有技术体系对于显示内容承载过程构造复杂度的可能性的理解和实现，为色立体、多维成像投影和视觉研究等，打开了应用大门，例如可服务于如下高质量的内容回显：[a]基于高质量3D回显的可行性保障，可最大限度降低左、右眼独立成像带来的环境连续性撕裂；[b]对高速运动行为的呈现，可进行精确的内容过程细节展示；[c]对于高速拍摄的回显系统，可提供实际的技术支撑平台；[d]对于多角度显示的电子沙盘系统和实时远程环境重构，可提供高精度的内容显示平台；[e]对过程关联的内容深度和过程变化深度的展现及应用，可提供呈现平台；因此可使人们对视频的理解，从颜色、内容、灰阶和左右眼，进一步拓展为高帧率提供纵向序列过程复杂度为基础的广阔空间；
(3)在驱动显示单元中，通过采用阵列化的多维驱动方式来进行细化分配显示，可以进一步降低驱动显示单元的带载单元数量，提高内容承载的帧速率和显示内容的精确质量；
(4)在内容重构及分配网络模块中，通过布置同步补偿单元，可以对视频帧进行精确恢复，确保视频流的完整性；
(5)在高帧率显示驱动模块中，通过布置色域修正单元、灰阶校正重构单元和/或显示内容补偿修正单元，可以确保最终显示的画面区域图像的真实性，使得在1000Hz的高频内容刷新率下，依然能保证8bit分辨率的单色灰阶完整性灰阶线性度。
本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。
Claims (9)
1.一种高速帧精确内容馈送显示系统，其特征在于:包括内容分配及同步控制模块和N个高帧率显示驱动模块，其中，N为不小于3的自然数；
所述内容分配及同步控制模块包括第一传输接口、传输缓冲单元、时钟同步控制单元和第一点对点画面分割分配器，其中，所述第一传输接口用于导入来自高帧率视频源的数据流，所述传输缓冲单元通信连接所述第一传输接口，用于缓冲所述数据流，并按照传输模版以及通过协议分析方式从所述数据流中获取视频帧，所述时钟同步控制单元用于提供统一的同步信号，所述第一点对点画面分割分配器分别通信连接所述传输缓冲单元、所述时钟同步控制单元和各个所述高帧率显示驱动模块，用于按照预制的分配模版将所述视频帧分割为N个画面区域子块，并将各个画面区域子块的数据与所述同步信号一起点对点传输至对应的高帧率显示驱动模块；
所述高帧率显示驱动模块包括第二传输接口、同步分离单元、时钟同步重构单元、传输补偿单元、数据重构单元、内容分布校正单元、第二点对点画面分割分配器和驱动显示阵列，其中，所述第二传输接口用于接收来自所述第一点对点画面分割分配器的画面区域子块数据和同步信号，所述同步分离单元通信连接所述第二传输接口，用于分离出所述同步信号，所述时钟同步重构单元通信连接所述同步分离单元，用于根据所述同步信号重构时钟信号，所述传输补偿单元通信连接所述第二传输接口和所述时钟同步重构单元，用于根据所述时钟信号对所述画面区域子块数据进行同步补偿，所述数据重构单元通信连接所述传输补偿单元，用于根据所述画面区域子块数据重构画面区域图像，所述内容分布校正单元通信连接所述时钟同步重构单元，用于校正与所述画面区域图像同步的输出显示分布区，所述第二点对点画面分割分配器分别通信连接所述数据重构单元和所述内容分布校正单元，用于先将同步的画面区域图像和输出显示分布区叠加在一起，得到待显示的视频区域图像，然后将所述视频区域图像分割为若干个视频子图像，所述驱动显示阵列通信连接所述第二点对点画面分割分配器，用于驱动显示所有的视频子图像。
2.如权利要求1所述的一种高速帧精确内容馈送显示系统，其特征在于:所述驱动显示阵列包括呈阵列排布的M对多维驱动器和高帧率显示器，其中，M为不小于3的自然数，所述多维驱动器用于驱动对应的高帧率显示器输出展示对所述视频区域图像进行画面分割后的视频子图像。
3.如权利要求2所述的一种高速帧精确内容馈送显示系统，其特征在于：所述多维驱动器为与2D/3D高帧率显示器匹配的接口关联设备和数据转换连接设备。
4.如权利要求2所述的一种高速帧精确内容馈送显示系统，其特征在于：所述高帧率显示器为LED显示器或多机同步投影叠加设备。
5.如权利要求1所述的一种高速帧精确内容馈送显示系统，其特征在于:所述高帧率显示驱动模块还包括通信连接所述数据重构单元的色域修正单元，其中，所述色域修正单元用于在匹配高帧率显示器的色度坐标中对所述数据重构单元中的画面区域图像进行色域重构。
6.如权利要求1所述的一种高速帧精确内容馈送显示系统，其特征在于：所述高帧率显示驱动模块还包括通信连接所述数据重构单元的灰阶校正重构单元，其中，所述灰阶校正重构单元用于对所述数据重构单元中的画面区域图像进行灰阶重构。
7.如权利要求1所述的一种高速帧精确内容馈送显示系统，其特征在于：所述高帧率显示驱动模块还包括通信连接所述数据重构单元的显示内容补偿修正单元，其中，所述显示内容补偿修正单元用于对所述数据重构单元中的画面区域图像进行在亮度及色度均匀性上的逐点校正重构。
8.如权利要求1所述的一种高速帧精确内容馈送显示系统，其特征在于：所述内容分配及同步控制模块还包括通信连接所述传输缓冲单元的同步补偿单元，其中，所述同步补偿单元用于对所述传输缓冲单元中的视频帧进行内容重构、补偿、修正和帧序列重新定位。
9.如权利要求1所述的一种高速帧精确内容馈送显示系统，其特征在于：所述第一传输接口为同步数据视频接口、DVI接口或HMDI接口。
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