CN1148967C - 同屏幕实时显示多路图像的数字控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
一种同屏幕实时显示多路图像的数字控制方法及系统，包括要有一个显示器(70)和多台摄像机(21)、(22)…(2n)，其方法包括由同步信号发生电路(30)发生并送出不少于两路的、同相位的摄像机同步信号usyn1、usyn2、…usynn至各摄像机(21)、(22)…(2n)等步骤，其系统还包括控制器(10)、控制逻辑产生电路(40)及视频合成电路(60)等装置。本发明可在一个屏幕上同时显示多个视角的图像，方便汽车驾驶员观察车辆周围环境；同时可节省视镜占用的空间，增强在拥挤环境下驾车的灵活性。
Description
技术领域 本发明涉及图像通信技术，特别是涉及同屏幕实时显示多路图像的数字控制技术。
背景技术 现有技术中，汽车视镜装置采用的是在汽车后方和左右方分设的多个反光式视镜，这些视镜安装于车体不同部位，此种汽车视镜装置虽具有简单、低成本等优点，但由于其视镜分设在汽车的不同部位，汽车驾驶员要观察不同侧面时，需要将头偏向不同方向，影响了汽车驾驶员的反应灵敏度。另一个缺点是采用这种分设的反光式视镜，为了让驾驶员能够观察清楚，其体积都较大，在某些交通拥挤的场合，由于视镜所占据的空间，影响了车辆驾驶的机动性。现有技术有简单采用单台摄像机与显示器实现的后视镜，这样的后视镜无法解决汽车两侧的同屏观察问题。如采用多台摄像机虽可解决多视角观察问题，但多视角图像的同时显示需要多台显示器，因汽车驾驶室空间有限，使得其无法实用。
发明内容 本发明的目的在于避免上述现有技术的不足之处而提出一种同屏幕实时显示多路图像的数字控制方法，该方法可将来自不同位置的图像，合成在一个屏幕上显示，使驾驶员可同时观察汽车的左侧、右侧、车前、车后等不同部位的情况，而不需要将头在左右侧来回扭转，有利于汽车驾驶员对车辆行驶环境作出敏锐反应。利用分设在汽车左、右侧部位的微型摄像机来取代反光式视镜，可有效减少视镜对空间的占用，有利于汽车在空间相对拥挤的环境下，提高车辆行驶的机动性。
本发明的目的可以通过采用以下技术方案来实现：
一种同屏幕实时显示多路图像的数字控制方法，包括要有一个显示器和多台摄像机，还包括以下步骤，
A.由同步信号发生电路发生并送出不少于两路的、同相位的摄像机同步信号usyn1、
usyn2、…usynn至各摄像机；
B.所述同步信号发生电路同时再分别送出各一路同相位的同步usyn和usyn.s至控制
逻辑产生电路和视频合成电路，由控制逻辑产生电路产生对应于所述摄像机的控制
信号uc1、uc2、...ucn，连同各摄像机输出的同步视频输出信号uv1、uv2、...uvn，
一齐输入视频切换控制电路；
c.所述视频合成电路综合所有输入信号后输出合成视频信号us.v至显示器。
本发明的目的还要通过采用以下技术方案来进一步实现：
一种同屏幕显示多路图像的数字控制系统，包括摄像机和显示器，还包括与显示器连接的控制器、同步信号发生电路、控制逻辑产生电路和视频合成电路，由所述同步信号发生电路发生并送出不少于两路的、同相位的摄像机同步信号usyn1、usyn2、...usynn至各摄像机；所述同步信号发生电路同时再分别送出各一路同相位的同步usyn和usyn.s至控制逻辑产生电路和视频合成电路，由所述控制逻辑产生电路产生对应于所述摄像机的控制信号，连同各该摄像机输出的同步视频信号，一齐输入视频合成电路；所述视频合成电路综合所有输入信号后输出合成视频信号us.v至显示器。
与现有技术相比较，本发明同屏幕实时显示多路图像的数字控制方法的优点在于：1.可在一个屏幕上同时显示多个视角的图像，方便汽车驾驶员观察车辆周围环境；2.采用微型摄像机取代汽车视镜，可节省视镜占用的空间，增强在拥挤环境下驾车的灵活性，或作为反光式后视镜的一种补充，可集中观察车体的不同部位，也能为驾驶带来便利。
附图说明
图1是本发明同屏幕实时显示多路图像的数字控制方法采用不同数量摄像机的合成显示方案示意图，包括图1A是两台摄像机的摄像合成显示方案示意图、图1B是三台摄像机的摄像合成显示方案示意图、图1C是四台摄像机的摄像合成显示方案示意图、图1D是五台摄像机的摄像合成显示方案示意图；
图2是所述数字控制方法应用到汽车视镜时各装置及设备的位置与连接关系示意图；
图3是所述数字控制方法的系统流程图；
图4是所述数字控制方法控制逻辑产生电路40的逻辑框图；
图5是所述数字控制方法视频切换控制电路60的逻辑框图；
图6是所述数字控制方法的显示方式按512行*512列划分的显示屏幕示意图，其中X表示其位置对应图像信号为任意可能值；
图7、图8分别为采用两台摄像机时所要求的产生控制信号Uc1、Uc2的存储器存储数据D1和D2的示意图，图9是采用两台摄像机时产生边界控制信号Ue的存储器存储数据De的示意图，图中，1对应图像像素允许输出，0对应图像像素禁止输出。
具体实施方式 以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述。
一种同屏幕实时显示多路图像的数字控制方法，如图2、图3所示，包括要有一个显示器70和多台摄像机21、22、...、2n，还包括以下步骤，
A.由同步信号发生电路30发生并送出不少于两路的、同相位的摄像机同步信号usyn1、
usyn2、...usynn至各摄像机21、22、...、2n；
B.所述同步信号发生电路30同时再分别送出各一路同相位的同步信号usyn和usyn.s
至控制逻辑产生电路40和视频合成电路60，由该控制逻辑产生电路40产生对应于
所述摄像机21、22、...、2n的控制信号uc1、uc2、...、ucn，连同各摄像机输出的
同步视频输出信号uv1、uv2、...、uvn，一齐输入视频合成电路；
C.所述视频合成电路60综合所有输入信号后输出合成视频信号us.v至显示器70。
如图4所示，所述控制逻辑产生电路40包括行、列地址产生电路42、可编程存储器44和锁存器46，同步信号usyn输入至行、列地址产生电路42、按照显示器70屏幕上各路视频信号图像既定的相对位置关系，全屏幕按数字化图像作行、列划分，所述地址产生电路42输出行地址和列地址信号至可编程存储器44，该存储器44的不同数据位输出D1、D2、...Dn和用于产生边界控制信号的数据位De，经锁存器46在时钟信号CLK控制下锁存后输出产生控制信号uc1、uc2、...ucn以及边界控制信号ue至视频合成电路60。边界控制信号ue作用是在各路视频信号显示后切换到同步信号产生电路30输出的同步信号上，以保证显示图像的稳定。
如图5所示，所述视频合成电路60包括各模拟开关61、62、...、6n和6e，以及合成网络6s，来自各摄像机的同步视频信号uv1、uv2、...、uvn分别送至相应的模拟开关61、62、...、6n，在控制信号uc1、uc2、...、ucn的控制下输出信号uv1′、uv2′、...uvn′至所述合成网络6s；再有来自同步信号发生电路30的信号usyn.s分别送至模拟开关6e和合成网络6s，其中模拟开关6e取所述信号usyn.s中的复合消隐信号配合输入的边界控制信号ue一起产生信号usyn.s′输入合成网络6s，而所述信号usyn.s中的复合同步信号则直接输入合成网络6s，最后由所述合成网络6s将输入的多路视频和同步信号综合成为合成视频信号号us.v送至显示器70。
所述各同步信号usyn1、usyn2、...usyn和usyn.s中均包含行同步、场同步信号以及复合消隐和复合同步信号。如图6所示，所述显示器70按照625行PAL制式显示图像，全屏幕按512行×512列数字化图像划分并实现控制，但并不对实际图像信号进行数字化处理。
如图1所示，两台摄像机摄取的图像同屏幕显示时，摄像机安装位置与反光式后视镜位置相近，在所述显示器70的屏幕上，左半部显示左侧摄像机摄取的图像，右半部显示右侧摄像机摄取的图像；三台摄像机摄取的图像同屏显示时，在屏幕左1/3部分和右1/3部分分别显示左、右侧摄像机摄取的图像，中间1/3面积则显示后视摄像机摄取的图像；采用四台摄像机时，可在前述三台摄象机基础上增加前视摄像机，同屏显示前、后、左、右四台摄像机的画面，左右两侧图象可占屏幕两侧的1/4～1/3，前后摄像机各占显示图象中间部分的上下半部；采用五台摄像机时，可在前述四台摄像机基础上增加车厢内视摄像机，同屏显示前、后、左、右、车内五台摄像机的画面。左右两侧图象仍可占屏幕两侧的1/4～1/3，车前、车内、车后摄象机各占显示屏幕中间部分的上、中、下三个部分，各部分大小可根据需要适当调整。
如图2所示，摄像机21是左侧摄像机、22是右侧摄像机、23是后侧摄像机、24和25分别是前视和车内摄像机，所述各摄像机可根据需要采取水平、垂直或倾斜安装，以保证各摄像机扫描图像的有用视像部分能够显示在显示方案中的对应部分。为了便于在屏幕上区分来自不同摄像机的图像，可在分界部分增加几个像素或扫描线的隔离条。
一种同屏幕显示多路图像的数字控制系统，如图2、图3所示，包括摄像机21、22、...、2n和显示器70，还包括有同步信号发生电路30、控制逻辑产生电路40和视频合成电路60，由所述同步信号发生电路30发生并送出不少于两路的、同相位的摄像机同步信号usyn1、usyn2、...usynn至各摄像机21、22、...、2n；所述同步信号发生电路30同时再分别送出各一路同相位的同步usyn和usyn.s至控制逻辑产生电路40和视频合成电路60，由所述控制逻辑产生电路40产生对应于所述摄像机21、22、...、2n的控制信号uc1、uc2、...、ucn，连同各该摄像机输出的同步视频信号uv1、uv2、...、uvn，一齐输入视频合成电路；所述视频合成电路60综合所有输入信号后输出合成视频信号us.v至显示器70。如图4所示，所述控制逻辑产生电路40包括行、列地址产生电路42、可编程存储器44和锁存器46，同步信号usyn输入至行、列地址产生电路42、按照显示器70屏幕上各路视频信号图像既定的相对位置关系，全屏幕按数字化图像作行、列划分，所述地址产生电路42输出行地址和列地址信号至可编程存储器44，该存储器44的不同数据位按照行、列地址的顺序输出D1、D2...Dn和用于产生边界控制信号的数据位De，经锁存器46在时钟信号CLK控制下锁存后产生控制信号uc1、uc2、...ucn以及边界控制信号ue，输出至视频合成电路60。如图5所示，所述视频合成电路60包括各模拟开关61、62...6n和6e，以及合成网络6s，来自各摄像机的同步视频信号uv1、uv2、...uvn分别送至相应的模拟开关61、62、...、6n，各模拟开关在控制信号uc1、uc2、...、ucn的控制下输出信号uv1′、uv2′、...、uvn′至所述合成网络6s；再有来自同步信号发生电路30的信号usyn.s分别送至模拟开关6e和合成网络6s，其中模拟开关6e取所述信号usyn.s中的复合消隐信号配合输入的边界控制信号ue一起产生信号usyn.s′输入合成网络6s，而所述信号usyn.s中的复合同步信号则直接输入合成网络6s，最后由所述合成网络6s将输入的多路视频和同步信号综合成为合成视频信号号us.v送至显示器70。
本发明关键在于提出了一种将来自多台摄像机的同步图像合成在一个屏幕上实时显示的数字控制方法，采用该方法，可充分利用显示设备显示有用图象信息。
数字控制汽车合成视镜装置是该控制方法的直接应用。
本发明描述的合成视镜装置，涉及两至五台摄像机，显示方式针对625行隔行扫描的PAL制式的摄像机与显示器，对未描述的显示制式、摄像机种类、数量以及根据车型采取的摄像机不同安装方式而实现的合成视镜均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种同屏幕实时显示多路图像的数字控制方法，包括要有一个显示器(70)和多台摄像机(21、22、...、2n)，其特征在于：还包括以下步骤，
A.由同步信号发生电路(30)发生并送出不少于两路的、同相位的摄像机同步信号usyn1、
usyn2、...usynn至各摄像机(21、22、...、2n)；
B.所述同步信号发生电路(30)同时再分别送出各一路同相位的同步usyn和usyn.s至控
制逻辑产生电路(40)和视频合成电路(60)，由所述控制逻辑产生电路(40)产生对
应于所述摄像机(21、22、...、2n)的控制信号uc1、uc2、...ucn，连同各摄像机输出
的同步视频信号uv1、uv2、...uvn，一齐输入视频合成电路；
C.所述视频合成电路(60)综合所有输入信号后输出合成视频信号us.v至显示器(70)。
2.如权利要求1所述的同屏幕实时显示多路图像的数字控制方法，其特征在于：所述控制逻辑产生电路(40)包括行、列地址产生电路(42)、可编程存储器(44)和锁存器(46)，同步信号usyn输入至行、列地址产生电路(42)，按照显示器(70)屏幕上各路视频信号图像既定的相对位置关系，全屏幕按数字化图像作行、列划分，所述地址产生电路(42)输出行地址和列地址信号至可编程存储器(44)，该存储器(44)的不同数据位输出D1、D2...Dn和用于产生边界控制信号的数据位De，经锁存器(46)在时钟信号CLK控制下锁存后产生控制信号uc1、uc2、...ucn以及边界控制信号ue，输出至视频合成电路(60)。
3.如权利要求1所述的同屏幕实时显示多路图像的数字控制方法，其特征在于：所述视频合成电路(60)包括各模拟开关(61、62、...、6n，6e)，以及合成网络(6s)，来自各摄像机的同步视频信号uv1、uv2、...uvn分别送至相应的模拟开关(61、62、...、6n)，各模拟开关(61、62、...、6n)在控制信号uc1、uc2、...ucn的控制下输出信号uv1′、uv2′、...uvn′至所述合成网络(6s)；有来自同步信号发生电路(30)的信号usyn.s分别送至模拟开关(6e)和合成网络(6s)，其中模拟开关(6e)取所述信号usyn.s中的复合消隐信号配合输入的边界控制信号ue一起产生信号usyn.s′输入合成网络(6s)，而所述信号usyn.s中的复合同步信号则直接输入合成网络(6s)，最后由所述合成网络(6s)将输入的多路视频和同步信号综合成为合成视频信号us.v送至显示器(70)。
4.如权利要求1所述的同屏幕实时显示多路图像的数字控制方法，其特征在于：所述各同步信号usyn1、usyn2、...usynn和usyn.s中均包含行同步、场同步信号以及复合消隐和复合同步信号。
5.如权利要求1或2所述的同屏幕实时显示多路图像的数字控制方法，其特征在于：所述显示器(70)按照625行PAL制式显示图像，全屏幕按512行×512列数字化图像划分并实现控制，但并不对实际图像信号进行数字化处理。
6.如权利要求1所述的同屏幕实时显示多路图像的数字控制方法，其特征在于：所述同屏幕显示是在所述显示器(70)的屏幕上，左半部显示左侧摄像机摄取的图像，右半部显示右侧摄像机摄取的图像。
7.如权利要求1所述的同屏幕实时显示多路图像的数字控制方法，其特征在于：所述同屏幕显示是在所述显示器(70)的屏幕上，左1/3部分和右1/3部分分别显示左、右侧摄像机摄取的图像，中间1/3面积则显示后视摄像机摄取的图像。
8.一种同屏幕显示多路图像的数字控制系统，包括摄像机(21、22、...、2n)和显示器(70)，其特征在于：还包括同步信号发生电路(30)、控制逻辑产生电路(40)和视频合成电路(60)，由所述同步信号发生电路(30)发生并送出不少于两路的、同相位的摄像机同步信号usyn1、usyn2、...usynn至各摄像机(21、22、...、2n)；所述同步信号发生电路(30)同时再分别送出各一路同相位的同步信号usyn和usyn.s至控制逻辑产生电路(40)和视频合成电路(60)，由所述控制逻辑电路(40)产生对应于所述摄像机(21、22、...、2n)的控制信号uc1、uc2、...、ucn，连同各摄像机输出的同步视频信号uv1、uv2、...uvn，一齐输入视频合成电路；所述视频合成电路(60)综合所有输入信号后输出合成视频信号us.v至显示器(70)。
9.如权利要求8所述的同屏幕实时显示多路图像的数字控制系统，其特征在于：所述控制逻辑产生电路(40)包括行、列地址产生电路(42)、可编程存储器(44)和锁存器(46)，同步信号usyn输入至行、列地址产生电路(42)，按照显示器(70)屏幕上各路视频信号图像既定的相对位置关系，全屏幕按数字化图像作行、列划分，所述地址产生电路(42)输出行地址和列地址信号至可编程存储器(44)，该存储器(44)的不同数据位的顺序输出D1、D2、...、Dn和用于产生边界控制信号的数据位De，经锁存器(46)在时钟信号CLK控制下锁存后产生控制信号uc1、uc2、...ucn以及边界控制信号ue，输出至视频合成电路(60)。
10.如权利要求8所述的同屏幕实时显示多路图像的数字控制系统，其特征在于：所述视频合成电路(60)包括各模拟开关(61、62、...、6n，6e)，以及合成网络(6s)，来自各摄像机的同步视频信号uv1、uv2、...uvn分别送至相应的模拟开关(61、62、...、6n)，各模拟开关(61、62、...、6n)在控制信号uc1、uc2、...的控制下输出信号uv1′、uv2′、...、uvn′至所述合成网络(6s)；再有来自同步信号发生电路(30)的信号usyn.s分别送至模拟开关(6e)和合成网络(6s)，其中模拟开关(6e)取所述信号usyn.s中的复合消隐信号配合输入的边界控制信号ue一起产生信号usyn.s′输入合成网络(6s)，而所述信号usyn.s中的复合同步信号则直接输入合成网络(6s)，最后由所述合成网络(6s)将输入的多路视频和同步信号综合成为合成视频信号号us.v送至显示器(70)。
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