CN109445876B

CN109445876B - Lut数据加载的方法及监视器

Info

Publication number: CN109445876B
Application number: CN201811522059.1A
Authority: CN
Inventors: 何德文
Original assignee: Beijing Times Osee Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Times Osee Technology Co ltd
Priority date: 2018-12-12
Filing date: 2018-12-12
Publication date: 2023-04-11
Anticipated expiration: 2038-12-12
Also published as: CN109445876A

Abstract

本发明提供了一种LUT数据加载的方法及监视器，该方法包括：SOC芯片根据用户选择的LUT文件名称控制存储于U盘和/或SD卡中的目标LUT数据存储至FLASH存储单元的目标存储位置；SOC芯片根据用户选择的待加载LUT文件名称确定与待加载LUT文件名称对应的FLASH存储单元中存储位置的首地址，并将首地址发送至FPGA芯片，以使FPGA芯片从自身挂载的FLASH存储单元中加载首地址所对应的二进制LUT数据。该方法只涉及SOC芯片和FPGA芯片，减少了LUT数据加载的成本，LUT数据加载的过程，不涉及大批量数据的传输，两个芯片之间的通信也很简单，提高了通信效率，提高了LUT数据加载速度，缓解了现有技术中两种LUT数据的加载方法在进行LUT数据的加载时，过程复杂，速度慢，且成本高的技术问题。

Description

LUT数据加载的方法及监视器

技术领域

本发明涉及视频显示的技术领域，尤其是涉及一种LUT数据加载的方法及监视器。

背景技术

目前所有的显示类产品，尤其是对于应用于广播、电影行业的专业监视器，在出厂前都需要进行色彩校正。色彩校正后通过配套的物理接口将校正后的LUT数据写入监视器，这样通过监视器显示得到的视频显示效果才最佳。

现在所有的视频信号在编辑时，都已经加载了对应的LUT。如广播电视用的HD信号，3G信号一般加载了2.2/709的LUT数据，电影行业一般加载了HLG，PQ，S-LOG2/3等各个摄像机厂商的LUT数据。所以，一个监视器将配备多个LUT使用，以满足不同形式LUT之间的切换。

一般的，所有的LUT数据都会以二进制数据的形式存放在监视器的存储器(如EEPROM或FLASH)中，这些存储器一般会挂载在监视器的控制芯片上。为满足不同视频信号的需求，所以监视器内会预存多种多张的1DLUT、3DLUT，实际应用时，用户通过监视器的按键和UI界面来实现LUT的切换，从而达到正确的显示效果。

目前大部分监视器的做法是运用带网络接口的ARM来实现LUT数据的写入，由于ARM本身就是一个处理器，按键和LUT储存单元实现都没有问题，但是对于OSD菜单，目前的ARM芯片无法实现。而所有的监视器都会提供人机交互接口，而OSD菜单是人机交互不可缺少的一部分，所以一般会通过一个电视的ASIC芯片来实现，以下简称SOC芯片，由于SOC芯片具备按键等外部接口功能、高质量视频信号处理功能和OSD显示功能等，成为监视器类产品不可缺少的一个主要芯片。SOC芯片其实也配备LUT加载单元，但仅能满足电视上的简单应用，不能实现多种LUT的需求，所以一般的LUT加载单元会选择可以灵活实现各种功能的FPGA编辑逻辑器件，FPGA的优势是，只要资源充足，可以灵活实现视频处理的任何功能。基于这种实现方式，一般LUT数据加载的方案通过图1(a)中的方式实现。从图1(a)中可以得到，要实现LUT数据加载，首先，PC机通过网口将LUT数据发送给ARM，ARM将不同的LUT按照不同的地址单元保存在储存单元内；通过挂载在SOC芯片的按键，LCD屏将显示对应的OSD菜单。找到LUT加载的选项后确认，SOC芯片将通过拟定的RS232串口协议通知ARM要发送哪个存储位置地址的LUT给FPGA；ARM从LUT存储单元调取LUT数据，通过拟定好的SPI协议将数据发送给FPGA进行实现，从而完成整个LUT数据加载的过程。

通过上述的描述可知，LUT数据加载时需要涉及到多种通信，首先是SOC通知ARM的RS232串口通信，然后，ARM通过SPI读取LUT存储器内的LUT数据，最后将LUT数据通过SPI发送给FPGA。由于LUT数据比较庞大，加之是3DLUT数据，一张10位33个点的LUT数据的大小是33x33x33x3x10/8＝134763.75Byte≈132K Byte。这种方法在LUT数据加载期间会出现很长一段时间的黑屏或者信号没有LUT的过程(即灰蒙蒙的视频)，需要诸多的处理环节，加载一种LUT数据耗费大量的时间，用户体验差。

图1(a)中的实现方式中，由于加载一种LUT数据需要涉及到三个芯片的完整通信，导致LUT数据加载过程变慢，且成本高，因此，很多厂家将其进行了改进，得到了另一种LUT数据加载的方案，参考图1(b)。

在图1(b)中，由于SOC芯片本身集成了控制器，所以在LUT存储期间，只需要通过ARM的网口将LUT数据传输至ARM中，ARM再通过串口将LUT数据发送到SOC芯片，SOC芯片将LUT数据保存在LUT存储单元内。只要预存好LUT数据，用户操作实现LUT加载时，就和ARM无关了，用户通过挂载在SOC芯片的按键，调取SOC芯片的菜单，在相应选项选择对应的LUT后，SOC芯片就从LUT存储单元内读取LUT数据，通过SPI串行外设接口发送给FPGA。

这种方式的LUT数据加载的速度比图1(a)中的方式加载速度快很多，但是，前面的LUT存储过程很慢。因为网口的速率一般很高，通常能达到100MB/S，但是转换为串口后，其最高的速率也只能为115200B/S，所以，LUT的存储过程很慢。即通过网口将数据写到ARM，ARM再通过串口发送给SOC，SOC通过模拟的SPI口写入到LUT存储器的过程很慢。这样，也就导致一个完整的LUT数据加载过程(包括了LUT的存储和加载)变慢。

综上，现有技术中的两种LUT数据的加载方法在进行LUT数据的加载时，过程复杂，速度慢，且成本高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种LUT数据加载的方法及监视器，以缓解现有技术中两种LUT数据的加载方法在进行LUT数据的加载时，过程复杂，速度慢，且成本高的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种LUT数据加载的方法，应用于LUT数据加载系统，所述系统包括：带外设接口的SOC芯片和加载LUT数据的FPGA芯片，所述外设接口包括：USB接口和/或SD卡接口，所述FPGA芯片挂载有FLASH存储单元，所述SOC芯片通过SPI接口与所述FPGA芯片连接，所述方法包括：

所述SOC芯片根据用户选择的LUT文件名称控制存储于U盘和/或SD卡中的目标LUT数据存储至所述FLASH存储单元的目标存储位置，其中，所述目标LUT数据为与所述LUT文件名称对应的数据，所述目标存储位置为与所述LUT文件名称对应的存储位置；

所述SOC芯片根据所述用户选择的待加载LUT文件名称确定与所述待加载LUT文件名称对应的所述FLASH存储单元中存储位置的首地址，并将所述首地址发送至所述FPGA芯片，以使所述FPGA芯片从自身挂载的所述FLASH存储单元中加载所述首地址所对应的二进制LUT数据，完成所述LUT数据加载的过程。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述SOC芯片根据用户选择的LUT文件名称控制存储于U盘和/或SD卡中的目标LUT数据存储至所述FLASH存储单元的目标存储位置包括：

所述SOC芯片根据所述用户选择的LUT文件名称获取存储于所述U盘和/或所述SD卡中的目标LUT数据；

所述SOC芯片将所述目标LUT数据转换为二进制LUT数据；

所述SOC芯片根据LUT文件名称与FLASH存储单元中LUT数据存储位置的对应关系擦除与所述LUT文件名称对应的目标存储位置中的原始LUT数据，并将所述二进制LUT数据存储于所述目标存储位置。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述SOC芯片根据所述用户选择的LUT文件名称获取存储于所述U盘和/或所述SD卡中的目标LUT数据包括：

所述SOC芯片根据所述用户选择的LUT文件名称获取存储于所述U盘和/或所述SD卡中的目标LUT文件；

所述SOC芯片提取所述目标LUT文件中的所述目标LUT数据。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述首地址的大小为1字节。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述FPGA芯片从自身挂载的所述FLASH存储单元中加载所述首地址所对应的二进制LUT数据包括：

所述FPGA芯片按照预设数据长度从所述FLASH存储单元中加载所述首地址所对应的预设数据长度的二进制LUT数据。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，在完成所述LUT数据加载的过程之后，所述方法还包括：

将所述二进制LUT数据显示在LCD显示屏上。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，当所述用户选择所述LUT文件名称和所述待加载LUT文件名称时，通过所述SOC芯片的按键和OSD显示菜单进行选择。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述U盘和/或所述SD卡中预先存储有不同格式的LUT文件。

第二方面，本发明实施例还提供了一种监视器，所述监视器包括上述第一方面中所述的LUT数据加载系统，且所述监视器在进行LUT数据加载时，采用上述第一方面中所述的LUT数据加载的方法。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述监视器还包括LCD显示屏。

本发明实施例带来了以下有益效果：

现有技术中的两种LUT数据的加载方法在进行LUT数据的加载时，过程复杂，速度慢，且成本高。与现有的LUT数据加载的方法相比，本发明的LUT数据加载的方法中，SOC芯片根据用户选择的LUT文件名称控制存储于U盘和/或SD卡中的目标LUT数据存储至FLASH存储单元的目标存储位置，然后，SOC芯片根据用户选择的待加载LUT文件名称确定与待加载LUT文件名称对应的FLASH存储单元中存储位置的首地址，并将首地址发送至FPGA芯片，以使FPGA芯片从自身挂载的FLASH存储单元中加载首地址所对应的二进制LUT数据，完成LUT数据加载的过程。该方法所应用的LUT数据加载系统中，只涉及SOC芯片和FPGA芯片，减少了LUT数据加载的成本，并且LUT数据存储和加载的过程，不涉及大批量数据的传输，两个芯片之间的通信也很简单，大大提高了通信效率，提高了LUT数据加载速度，简化了LUT数据加载的过程，缓解了现有技术中两种LUT数据的加载方法在进行LUT数据的加载时，过程复杂，速度慢，且成本高的技术问题。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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(a)为本发明实施例提供的现有技术中LUT数据加载的方案示意图；

图1(b)为本发明实施例提供的另一种现有技术中LUT数据加载的方案示意图；

图2为本发明实施例提供的一种LUT数据加载系统的示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种LUT数据加载系统的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种LUT数据加载的方法的流程图；

图5为本发明实施例提供的LUT数据存储的方法流程图；

图6为本发明实施例提供的数据存储对应关系的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种LUT数据加载的方法进行详细介绍。

实施例一：

一种LUT数据加载的方法，应用于LUT数据加载系统，参考图2或图3，该系统包括：带外设接口的SOC芯片和加载LUT数据的FPGA芯片，外设接口包括：USB接口和/或SD卡接口，FPGA芯片挂载有FLASH存储单元，SOC芯片通过SPI接口与FPGA芯片连接，参考图4，该方法包括：

S401、SOC芯片根据用户选择的LUT文件名称控制存储于U盘和/或SD卡中的目标LUT数据存储至FLASH存储单元的目标存储位置，其中，目标LUT数据为与LUT文件名称对应的数据，目标存储位置为与LUT文件名称对应的存储位置；

S402、SOC芯片根据用户选择的待加载LUT文件名称确定与待加载LUT文件名称对应的FLASH存储单元中存储位置的首地址，并将首地址发送至FPGA芯片，以使FPGA芯片从自身挂载的FLASH存储单元中加载首地址所对应的二进制LUT数据，完成LUT数据加载的过程。

具体的，在工作时，用户先将需要用的目标LUT数据存储至U盘或SD卡中，然后将U盘或SD卡插入SOC芯片的外设接口，用户通过SOC芯片的按键和OSD菜单选择LUT文件名称。

这样，SOC芯片根据用户选择的LUT文件名称控制存储于U盘和/或SD卡中的目标LUT数据存储至FLASH存储单元的目标存储位置。

其中，SOC芯片预先存储有LUT文件名称与FLASH存储单元中各存储位置的对应关系。

进而，SOC芯片根据用户选择的待加载LUT文件名称确定与待加载LUT文件名称对应的FLASH存储单元中存储位置的首地址，并将首地址发送至FPGA芯片，以使FPGA芯片从自身挂载的FLASH存储单元中加载首地址所对应的二进制LUT数据，完成LUT数据加载的过程。

具体的，当用户通过按键和OSD菜单选择待加载LUT文件名称后，SOC芯片根据待加载LUT文件名称能够确定该名称对应的FLASH存储单元中存储位置的首地址，然后，SOC芯片将首地址发送至FPGA芯片，以使FPGA芯片从自身挂载的FLASH存储单元中加载首地址所对应的二进制LUT数据，完成LUT数据加载的过程。

上述内容对LUT数据加载的方法进行了整体描述，下面对其中涉及到的具体内容进行详细描述。

可选地，参考图5，SOC芯片根据用户选择的LUT文件名称控制存储于U盘和/或SD卡中的目标LUT数据存储至FLASH存储单元的目标存储位置包括：

S501、SOC芯片根据用户选择的LUT文件名称获取存储于U盘和/或SD卡中的目标LUT数据；

S502、SOC芯片将目标LUT数据转换为二进制LUT数据；

S503、SOC芯片根据LUT文件名称与FLASH存储单元中LUT数据存储位置的对应关系擦除与LUT文件名称对应的目标存储位置中的原始LUT数据，并将二进制LUT数据存储于目标存储位置。

其中，SOC芯片根据用户选择的LUT文件名称获取存储于U盘和/或SD卡中的目标LUT数据包括：

(1)SOC芯片根据用户选择的LUT文件名称获取存储于U盘和/或SD卡中的目标LUT文件；

(2)SOC芯片提取目标LUT文件中的目标LUT数据。

具体的，SOC芯片发送至FPGA芯片的首地址的大小为1字节。

具体的，FPGA芯片从自身挂载的FLASH存储单元中加载首地址所对应的二进制LUT数据包括：

FPGA芯片按照预设数据长度从FLASH存储单元中加载首地址所对应的预设数据长度的二进制LUT数据。

另外，在完成LUT数据加载的过程之后，该方法还包括：

将二进制LUT数据显示在LCD显示屏上。

具体的，当用户选择LUT文件名称和待加载LUT文件名称时，通过SOC芯片的按键和OSD显示菜单进行选择。

另外，U盘和/或SD卡中预先存储有不同格式的LUT文件。

下面以通俗的语言对本发明的LUT数据加载的方法进行介绍。

LUT数据存储的过程：

(1)用户将需要用的LUT文件存储在U盘或SD卡内；

(2)用户将U盘或SD卡插入SOC芯片的外设接口，通过按键和SOC芯片的OSD菜单选择LUT文件名称，SOC芯片将根据LUT文件名称提取文件中的LUT数据；

(3)SOC芯片在提取得到LUT数据后，将不同格式的LUT数据(比如.dat文件中的浮点型LUT数据，cube文件中的十六进制LUT数据等)转换为二进制的LUT数据；

(4)SOC芯片通过定义好的SPI交互协议，打开FPGA芯片的端口，使SOC芯片-FPGA芯片-FLASH的路径开通，此时相当于SOC芯片可以直接操作FLASH；

(5)SOC芯片通过SPI接口，按照FLASH的读写规范，擦除LUT文件名称对应FLASH存储位置的原有数据，将新的二进制LUT数据写入对应的FLASH的存储位置，且将LUT文件名称保存于挂载在SOC芯片上的EEPROM中。具体的，数据存储的对应关系如图6所示。

LUT数据加载的过程：

(1)用户通过操作SOC芯片的按键，调出关于加载LUT数据的OSD菜单，用户选择对应的LUT文件名；

(2)SOC芯片根据对应的LUT文件名确定该文件名在FLASH中的存储位置，以首地址的形式表示，该首地址只有一个字节，将该首地址通知FPGA芯片，其中，FLASH中的各个存储位置的首地址不同；

(3)由于转换后的二进制LUT数据的文件大小是固定的，所以FPGA接收到首地址后，按照预设好的LUT文件长度从FLASH中加载与首地址对应的数据，导入后显示在LCD显示屏上。

本发明的方法中，SOC芯片的USB接口可以挂载U盘，更改SOC的代码模块后能实现LUT数据的提取，实现了LUT数据加载的物理通道。在FPGA芯片内通过专用的SPI接口挂载LUT存储设备(如FLASH)能达到快速读取和保存，其速率基本上能达到50Mbps。

该方法使得LUT数据的存储和加载过程将变得更加可靠、稳定，尤其是速度很快，基本上可以达到一秒中切换5～10次的目标。而且在成本上，由于不再需要网口，ARM芯片也将不会再用，直接可以用SOC芯片和FPGA芯片实现LUT的存储和加载，减少了成本费用。

本发明以减少成本、大大提高加载LUT数据速率为目的，配备现有通用的U盘存储，而且方便、可行性大大提高，用户仅仅通过一个装载好LUT文件的U盘，不在需要通过网线连接电脑，就能达到LUT数据的实时导入和加载显示。该方法不涉及到大批量的数据传输，两个芯片之间的通信非常简单，大大提高了通信效率，从而为LUT文件的导入缩短了很长的时间。本发明不再依赖于电脑和网线，采用目前很流行的U盘，从而降低了配备设备要求和布线的麻烦，提供了用户使用的便利性。

实施例二：

一种监视器，该监视器包括上述实施例一中的LUT数据加载系统，且该监视器在进行LUT数据加载时，采用上述实施例一中的LUT数据加载的方法，该监视器还包括LCD显示屏。

本发明实施例所提供的LUT数据加载的方法及监视器的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种LUT数据加载的方法，其特征在于，应用于LUT数据加载系统，所述系统包括：带外设接口的SOC芯片和加载LUT数据的FPGA芯片，所述外设接口包括：USB接口和/或SD卡接口，所述FPGA芯片挂载有FLASH存储单元，所述SOC芯片通过SPI接口与所述FPGA芯片连接，所述方法包括：

所述SOC芯片根据所述用户选择的待加载LUT文件名称确定与所述待加载LUT文件名称对应的所述FLASH存储单元中存储位置的首地址，并将所述首地址发送至所述FPGA芯片，以使所述FPGA芯片从自身挂载的所述FLASH存储单元中加载所述首地址所对应的二进制LUT数据，完成所述LUT数据加载的过程；

所述FPGA芯片按照预设数据长度从所述FLASH存储单元中加载所述首地址所对应的预设数据长度的二进制LUT数据；

所述U盘和/或所述SD卡中预先存储有不同格式的LUT文件。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述SOC芯片根据用户选择的LUT文件名称控制存储于U盘和/或SD卡中的目标LUT数据存储至所述FLASH存储单元的目标存储位置包括：

所述SOC芯片将所述目标LUT数据转换为二进制LUT数据；

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述SOC芯片根据所述用户选择的LUT文件名称获取存储于所述U盘和/或所述SD卡中的目标LUT数据包括：

所述SOC芯片提取所述目标LUT文件中的所述目标LUT数据。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述首地址的大小为1字节。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在完成所述LUT数据加载的过程之后，所述方法还包括：

将所述二进制LUT数据显示在LCD显示屏上。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述用户选择所述LUT文件名称和所述待加载LUT文件名称时，通过所述SOC芯片的按键和OSD显示菜单进行选择。

7.一种监视器，其特征在于，所述监视器包括上述权利要求1中所述的LUT数据加载统，且所述监视器在进行LUT数据加载时，采用上述权利要求1至6中任一项所述的LUT数据加载的方法。

8.根据权利要求7所述的监视器，其特征在于，所述监视器还包括LCD显示屏。