CN1941884A - 一种显示信号无线传输方法和装置以及显示设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种显示信号无线传输装置，用于在外部主机设备和显示设备之间传输显示数据；包括：无线信号收发单元，用于建立与该外部主机设备之间的基于网络传输协议的高频带范围的信号通道；主控制器，连接该无线信号收发单元，用于对来自无线信号收发单元的信号进行解析，解析出外部设备的信息、配置信息和/或显示数据，并且根据该配置信息进行配置和模式选择，并输出有效的显示数据；图像数据处理控制单元，连接该主控制器和显示设备，用于实现来自主控制器的显示数据的存储和输出控制，以及显示设备接口信号的时序控制。本发明还公开一种显示设备以及一种显示信号无线传输方法。
Description
技术领域
本发明涉及数据无线传输和数据处理技术，尤其是涉及一种显示信号无线传输方法和装置以及显示设备。
背景技术
现代社会，人们之间的联系和沟通日益增多，信息交换日益频繁且信息量逐渐增多。随着电子技术和材料工业的发展，人们日益广泛地接触各种电子数据处理系统，因此不可避免地会更多、更广泛、更经常地面对各种显示设施、显示装置。
可以说，目前，显示设备已经越来越成为人们生活中不可缺少的一部分。显示设备主要分为：阴极射线管(Cathode Ray Tube)显示器，简称CRT显示器，是台式计算机的重要显示部分；平板显示器，主要包括液晶显示器(简称LCD显示器)和等离子显示器等，是应用在多个领域的显示设备，包括计算机，家庭应用等；大屏显示设备，包括投影大屏幕(简称DLP)以及电视墙等，是公共场所首选的显示设备。
作为显示设备，具有一个共同点，即是输入的显示数据的流量大，所需的带宽高，这也是目前几乎所有的显示设备信号不能摆脱电缆传输的重要原因。
但是，显示设备采用电缆连接存在较多的不足之处：例如，台式计算机使用时必须和CRT显示器采用电缆连接在一起，长度受电缆的影响，移动也受到限制；另外，显示设备是一对一的专用设备，如果多个主机设备分时共享同一平板显示器将会频繁的进行电缆的插拔连接；更重要的是，多个主机不能在一个大屏显示设备上同时在线显示各自的内容。当前，显示设备屏幕越来越大，多个主机用户同时使用同一个显示设备具备有很强的市场需求和前景，是一个重要的技术课题。
为此，人们希望能够采用无线传输的方式来向显示设备传送信号，从而摆脱电缆的束缚。现有技术中，存在一种无线传输显示信号的方法，其流程大致包括：采用主机设备先进行图像的深度压缩(有损压缩)，然后通过IEEE802.11a/b无线传输技术将信号发送至显示设备；显示设备无线接收后再进行解压，将恢复的点阵图像按照显示设备的接口信号要求输出显示。但是该现有技术的缺陷在于：由于无线传输技术(IEEE802.11a/b)不能很好的解决显示设备高流量的问题，因此需要采用深度有损压缩，导致显示的图像并不能达到原始图像及同步的效果；加之只能采用压缩和解压的设计方式，成本也不易控制；并且不易实现多个主机设备在一个显示设备上同时在线显示各自内容的设计。
有鉴于此，需要提供一种新型的显示信号传输机制来解决上述问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明解决的技术问题在于提供一种显示信号无线传输方法和装置以及显示设备，能够实现显示设备信号的无线传输，无需进行深度有损压缩，从而提高显示质量。
在此基础上，本发明进一步解决的问题是能够实现显示设备的多用户使用，显示设备能被自由切换和共享。
为此，本发明解决技术问题的技术方案是：提供一种显示信号无线传输装置，用于在外部主机设备和显示设备之间传输显示数据；包括：
无线信号收发单元，用于建立与该外部主机设备之间的基于网络传输协议的高频带范围的信号通道；
主控制器，连接该无线信号收发单元，用于对来自无线信号收发单元的信号进行解析，解析出外部设备的信息、配置信息和/或显示数据，并且根据该配置信息进行配置和模式选择，并输出有效的显示数据；
图像数据处理控制单元，连接该主控制器和显示设备，用于实现来自主控制器的显示数据的存储和输出控制，以及显示设备接口信号的时序控制。
优选地，所述无线信号收发单元包括：天线和无线传输单元；所述天线用于接收和发送高频带模拟信号；所述无线传输单元用于实现高频带范围的信号的模数/数模转换、编/解码、调制/解调。
优选地，所述无线传输单元是超宽带无线单元，或者高带宽无线网卡；包括射频部分、基带和媒体访问控制部分。
优选地，所述图像数据处理控制单元包括：
分屏控制器，用于在多主机设备同时使用且需进行分屏显示时将来自不同主机设备的显示数据合并为完整的显示数据；
图像存储控制器，用于实现图像的存取控制；
图像输出控制器，用于根据不同的显示模式和刷新频率产生不同的输出时序信号以及同步信号。
优选地，所述主控制器还用于根据外部设备的信息决定是否允许该主机设备共享显示设备，维护主机设备列表以及提供分屏控制参数，控制各外部主机设备对应的输出格式和数据要求。
优选地，还包括数模转换单元，位于图像数据处理控制单元和显示设备，用于将来自图像数据处理控制单元的显示数据转换后输出给显示设备。
优选地，该装置还可以对外部主机设备发送的无损压缩后的显示数据进行解压缩。
本发明还提供一种包括显示装置以及前述的显示信号无线传输装置的显示设备，其中，所述无线传输装置设置在显示设备内部，从外部主机设备接收显示信号并传递给该显示装置。
本发明还提供一种显示信号无线传输方法，应用于在外部主机设备和显示设备之间传输显示数据；包括步骤：
1)基于网络传输协议，以无线方式接收来自外部主机设备的高频带范围的信号；
2)解析该接收到的信号，解析出外部设备的信息、配置信息和/或显示数据；并且根据该配置信息进行配置和模式选择，并输出有效的显示数据；
3)对前述有效的显示数据进行处理，对显示设备接口信号的时序进行控制，将显示数据输出至所述显示设备。
优选地，所述步骤3)中，所述处理包括：在多主机设备同时使用且需进行分屏显示时将来自不同主机设备的显示数据合并为完整的显示数据；实现图像的存取控制；所述步骤3)中根据不同的显示模式和刷新频率产生不同的输出时序信号以及同步信号。
优选地，所述步骤2)中还包括：根据外部设备的信息决定是否允许该主机设备共享显示设备；维护主机设备列表以及提供分屏控制参数，控制各外部主机设备对应的输出格式和数据要求。
优选地，在所述步骤1)之前还包括某一外部主机设备控制各外部主机设备对应的输出格式和数据要求。
优选地，在所述步骤3)中还包括在输出显示数据给显示设备前对其进行转换。
优选地，还包括对外部主机设备发送的无损压缩后的显示数据进行解压缩。
相对于现有技术，本发明的有益效果是：由于本发明采用高频带范围的信号进行显示信号的无线传输，使得通用的显示设备可以摆脱与主机设备之间的电缆连接，便于移动使用。
此外，由于采用超宽带无线传输单元，使得原始的点阵图像数据可以直接传输和接收，使显示设备不仅能够显示同步，而且显示效果等同于原始图像。
而且，本发明采用网络传输协议和分屏控制设计，使多个主机设备能够将待显示的数据传递给同一个显示设备进行分屏处理。达到了显示设备多主机分屏显示的目的和效果。
附图说明
图1是本发明的显示信号无线传输装置的框图；
图2是本发明的显示信号无线传输方法的流程图；
图3是本发明的显示信号无线传输装置的实现多用户使用的示意图；
图4是本发明一种显示信号的无线传输装置实现多用户使用分屏显示的一个实施例的流程图；
图5是本发明一种的显示信号无线传输装置实施例的方框图。
具体实施方式
请参阅图1，是本发明的显示信号无线传输装置的框图。
该无线传输装置包括天线1、无线传输单元2、存储器3、主控制器4、图像存储单元5、图像数据处理控制单元6、DAC(数模转换)单元7以及电源单元8。
其中，所述天线1，主要用于接收和发送高频带RF(射频)模拟信号。与无线传输单元2相连接。
所述无线传输单元2可采用UWB(Ultra Broadband，超宽带)无线单元，也可以是带宽较宽的可满足需要的IEEE802.11x高带宽无线网卡。该无线传输单元2通常包括RF部分、基带和媒体访问控制部分(图未示)。其中，RF部分主要完成高频带范围的模拟信号发送和接收，并对接收的信号进行滤波处理，可控制数据信号输入输出速率；基带和媒体访问控制部分主要完成对RF信号的模数/数模转换、编解码、调制和解调，遵从标准的媒体访问控制协议，提供接口同主控制器4相连接。
所述存储器3包括记忆存储体和非记忆存储单元(图未示)，与主控制器4相连接，提供主控制器4的运行环境。其中，记忆存储体存储主控制器4的程序代码，掉电后代码不会丢失。非记忆存储单元上电后运行，可以存放程序代码，也可以用来缓存数据。
所述主控制器4主要完成对无线传输单元2接收的数据进行解析的功能，解析出不同外部设备地址信息及其相应的数据，解析出配置信息和图像点阵数据，按照配置信息进行配置和模式的选择，并将有效的图像点阵数据传递给图像数据处理控制单元6进行处理。
所述图像数据处理控制单元6主要完成点阵图像的成帧存储、分屏图像成帧控制、显示设备接口信号的时序控制和点阵图像的刷新控制，输出DVI、LVDS等数字信号。图像数据处理控制单元6可以同外部的数字接口的显示设备相连接，也可连接DAC单元7进行模数转换后传输至显示设备200。
所述图像存储单元5同图像数据处理控制单元6相连接，主要存储图像数据处理控制单元6处理完的点阵图像数据，并按照图像帧的方式存储。
所述DAC单元7连接图像数据处理控制单元6，主要完成数字的显示输出信号到模拟信号的转换，转换成VGA信号，可外接到支持VGA信号输出的显示设备上。
所述电源单元8提供本发明的显示信号无线传输装置工作时的供电要求。
当然，本领域的技术人员可以理解，本发明的显示信号无线传输装置也可以设置于显示设备内部。此时，本发明的装置可以不再单独需要电源单元8，可直接利用显示设备的内部电源进行供电。
此外，该无线传输装置中，无线传输单元2的数目可以为多个，主控制器4提供多个接口与对应的无线传输单元2进行连接。
请参阅图2，是本发明的显示信号无线传输方法的流程图。
本发明实现显示设备信号无线传输的方法包括：
步骤S1：外部主机设备直接获取输出图像点阵数据，可以进行格式转换也可不转换。
步骤S2：外部主机设备对点阵图像进行拆分，并封装成多个小包，加上地址、状态等包信息，遵从无线传输标准，从主机设备无线发送单元发出。此无线发送单元同本发明装置的无线单元类同或完全兼容。
步骤S3：本发明装置针对不同地址的多个主机设备进行数据接收。并分离出带有点阵图像的数据包。
步骤S4：本发明装置对点阵图像数据进行解包，去掉包头等信息。
步骤S5：本发明装置判断点阵图像数据，如果是单主机数据，则进入步骤S7；如果是多主机数据，则进入步骤S6以进行多主机数据处理。
步骤S6：本发明装置对多主机点阵图像数据进行分屏处理，再将多主机数据合并成为一个完整的图像帧。
步骤S7：本发明装置将完整的图像数据帧输出显示设备显示，并符合显示设备要求的频率进行刷新。
请参阅图3，是本发明的显示信号无线传输装置的实现多用户使用的示意图。
显示信号无线传输装置100连接到显示设备200，可以接收来自多个外部主机设备300的显示内容。
其中，主机设备300可以是PC、笔记本电脑、手持设备(如智能手机，手持播放器)等；显示设备300可以是投影仪、显示器、电视等。
根据需要，对于一个主机设备300使用的情况，显示设备200实现全屏显示；对于多个主机设备300共同使用的情况，显示设备200则进行分屏显示。
对于分屏显示的情况，显示信号无线传输装置100会根据各用户分屏区域大小，针对不同的主机设备300发送不同的输出格式要求，使得不同的主机设备300发送不同数据量的显示信号，一则可以减小主机设备300的数据的发送；二则可以保证显示信号无线传输装置100在接收单用户和多用户时，处理同样的数据量。
当然，对于分屏显示的情况，也可以由某一台主机设备300发起控制，通知各不同的主机设备300的对应的输出格式要求。
请参考图4，是本发明一种显示信号的无线传输装置实现多用户使用分屏显示的一个实施例的流程图。
步骤S410，无线传输装置上电进行初始化。
步骤S420，进入缺省的显示模式并准备接收外部主机设备的共享请求。
步骤S430，根据用户的级别和用户认证，决定是否接收请求。对合法用户，进入步骤S440；对于其他用户，则不响应。
步骤S440，接收请求并刷新主机设备列表和用户信息。
步骤S450，提供分屏控制参数，确定新的显示模式，再分发各外部主机设备输出格式和数据要求。
步骤S460，接收各个主机设备显示信号和状态信息，再分别进行处理。状态信息包括外部主机设备是否退出，是否有新的外部主机设备加入。
对于有新的主机设备请求加入，则直接返回步骤S430，进行接收请求判断；对于有主机设备退出和故障，则直接返回步骤S440，刷新主机设备列表，进行重新列表。
如果是显示信号，则进行下述处理：
步骤S470，对各主机设备发来的数据包进行解包，提取点阵图像数据。
步骤S480，根据分屏控制参数，进行点阵图像的合并，将多个用户的显示内容合并成一个完整的图像帧。
步骤S490，按确定的模式频率进行刷新输出显示。
这样，多个用户的主机设备就实现了动态加入同一显示设备分屏显示的功能特性。
当然，本领域的技术人员可以理解，主机设备的状态以及分屏控制参数可以由某一台主机设备来进行协调和管理，从而和本发明的无线传输装置配合起来实现多用户分屏显示。
请参阅图5，是本发明一种的显示信号无线传输装置实施例的方框图。
本实施例中，所述天线1和无线传输单元2分别采用Freescale公司的专用天线和Freescale公司最新的UWB XS660无线传输单元。
其中，UWB XS660具备超宽带的无线传输能力，最高速率为660Mbps。遵从IEEE802.15.3网络协议标准，主要完成接收多个主机设备发送的图像数据包及其网络控制信息等。
所述存储器3主要包括DDR/SDRAM非记忆存储器32和FLASH记忆存储器31，分别用于存储数据和程序代码数据。
所述主控制器4采用AMCC公司的PPC440EP基于POWER PC架构的处理器，在本实施例中主要完成协议的解析、网络控制、点阵图像数据的提取和输出，是本发明装置的控制核心。
所述图像存储单元5包括DDR/SDRAM/SRAM类型的存储器，该存储器主要按帧存储点阵的图像数据。
所述图像存储控制单元6可由xilinx公司的FPGA(Field ProgrammableGate Array)来实现，主要包括分屏控制器61、图像输出控制器62、图像存储控制器63。其中，所述分屏控制器61主要用于多用户同时使用时需进行分屏显示的不同用户的数据处理，并将不同用户的图像数据按一定的地址空间进行合并，合并成一个完整的帧图像；并由图像存储控制器63将数据存入到图像存储模块5中；另外，图像存储控制器63会按照一帧一帧的方式配合图像输出控制器62输出点阵图像；所述图像输出控制器62主要按照不同的显示模式和刷新频率产生不同的输出时序信号以及行、场同步信号等。
所述DAC单元7主要采用ADI公司的ADV7125来实现点阵图像帧信号的数字模拟转换，符合支持VGA显示设备的输出需要。
所述电源单元8接收5V电压输入并提供3.3V和2.5V的电源输出给本发明装置进行供电。该电源单元8可以选用两个TPS54310来分别提供3.3V和2.5V电源。
综上所述，本发明的显示信号无线传输装置具备高数据流量输入的无线宽带接入单元，同时可以通过多种显示输出接口(DVI、LVDS、VGA)连接到标准的显示设备，或者设置到显示设备内部形成宽带无线的显示设备，可以实现图像数据的无线接收和控制，并通过显示设备完成显示功能，而无需进行数据的有损压缩。
本发明的一个实施例中，无线传输单元采用UWB技术，单元最高传输速率可达到Gbps，而达到SVGA输出的点阵数据为数百Mbps，因此，本发明装置的无线传输单元完全能够直接发送和接收原始的点阵图像数据，使得图像等同原始图像。当然，也可以进行简单的压缩。
此外，本发明装置采用网络协议进行数据的宽带无线通信传输，具有可接入多个主机设备并进行通信的能力，通过分屏控制，很容易实现多主机分屏显示设计。具备分屏机制的显示信号无线传输装置可以同时支持多个主机设备，从而完成多用户显示分屏处理和显示输出。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (14)
1.一种显示信号无线传输装置，用于在外部主机设备和显示设备之间传输显示数据；其特征在于，包括：
无线信号收发单元，用于建立与该外部主机设备之间的基于网络传输协议的高频带范围的信号通道；
主控制器，连接该无线信号收发单元，用于对来自无线信号收发单元的信号进行解析，解析出外部设备的信息、配置信息和/或显示数据，并且根据该配置信息进行配置和模式选择，并输出有效的显示数据；
图像数据处理控制单元，连接该主控制器和显示设备，用于实现来自主控制器的显示数据的存储和输出控制，以及显示设备接口信号的时序控制。
2.根据权利要求1所述的显示信号无线传输装置，其特征在于，所述无线信号收发单元包括：天线和无线传输单元；所述天线用于接收和发送高频带模拟信号；所述无线传输单元用于实现高频带范围的信号的模数/数模转换、编/解码、调制/解调。
3.根据权利要求2所述的显示信号无线传输装置，其特征在于，所述无线传输单元是超宽带无线单元，或者高带宽无线网卡；包括射频部分、基带和媒体访问控制部分。
4.根据权利要求1所述的显示信号无线传输装置，其特征在于，所述图像数据处理控制单元包括：
分屏控制器，用于在多主机设备同时使用且需进行分屏显示时将来自不同主机设备的显示数据合并为完整的显示数据；
图像存储控制器，用于实现图像的存取控制；
图像输出控制器，用于根据不同的显示模式和刷新频率产生不同的输出时序信号以及同步信号。
5.根据权利要求1所述的显示信号无线传输装置，其特征在于，所述主控制器还用于根据外部设备的信息决定是否允许该主机设备共享显示设备，维护主机设备列表以及提供分屏控制参数，控制各外部主机设备对应的输出格式和数据要求。
6.根据权利要求1所述的显示信号无线传输装置，其特征在于，还包括数模转换单元，位于图像数据处理控制单元和显示设备，用于将来自图像数据处理控制单元的显示数据转换后输出给显示设备。
7.根据权利要求1所述的显示信号无线传输装置，其特征在于，该装置还可以对外部主机设备发送的无损压缩后的显示数据进行解压缩。
8.一种包括显示装置以及如权利要求1至7任一项所述的显示信号无线传输装置的显示设备，其特征在于：所述无线传输装置设置在显示设备内部，从外部主机设备接收显示信号并传递给该显示装置。
9.一种显示信号无线传输方法，应用于在外部主机设备和显示设备之间传输显示数据；其特征在于，包括步骤：
1)基于网络传输协议，以无线方式接收来自外部主机设备的高频带范围的信号；
2)解析该接收到的信号，解析出外部设备的信息、配置信息和/或显示数据；并且根据该配置信息进行配置和模式选择，并输出有效的显示数据；
3)对前述有效的显示数据进行处理，对显示设备接口信号的时序进行控制，将显示数据输出至所述显示设备。
10.根据权利要求9所述的显示信号无线传输方法，其特征在于，所述步骤3)中，所述处理包括：在多主机设备同时使用且需进行分屏显示时将来自不同主机设备的显示数据合并为完整的显示数据；实现图像的存取控制；所述步骤3)中根据不同的显示模式和刷新频率产生不同的输出时序信号以及同步信号。
11.根据权利要求9所述的显示信号无线传输方法，其特征在于，所述步骤2)中还包括：根据外部设备的信息决定是否允许该主机设备共享显示设备；维护主机设备列表以及提供分屏控制参数，控制各外部主机设备对应的输出格式和数据要求。
12.根据权利要求9所述的显示信号无线传输方法，其特征在于，在所述步骤1)之前还包括某一外部主机设备控制各外部主机设备对应的输出格式和数据要求。
13.根据权利要求9所述的显示信号无线传输方法，其特征在于，在所述步骤3)中还包括在输出显示数据给显示设备前对其进行转换。
14.根据权利要求1所述的显示信号无线传输装置，其特征在于，还包括对外部主机设备发送的无损压缩后的显示数据进行解压缩。
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