專利名稱：一種基于雙邊濾波的機頂盒的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及數字電視技術領域，尤其涉及一種基于雙邊濾波的機頂盒。
背景技術：
電視機是現(xiàn)代家庭中必不可少的客廳娛樂電器，也是家庭中最經常使用的電器。人們不僅可通過電視機觀看電視節(jié)目，也可通過外接DVD、游戲機、移動存儲裝置等實現(xiàn)視頻文件播放、游戲畫面播放和圖片播放等。機頂盒是一種能夠提供模擬音頻和視頻接口、使現(xiàn)有的模擬電視機可正常接收和觀看數字電視節(jié)目的裝置，機頂盒是模擬電視廣播向數字電視廣播過渡時期充分發(fā)揮和保持模擬電視機的使用價值的主要設備。機頂盒是進行數字電視信號處 理的設備，通過機頂盒，電視機可播放高清晰的數字電視。隨著數字電視技術的日趨成熟和數字電視機頂盒的廣泛普及，消費者對機頂盒的要求越來越高，同時對機頂盒顯示的要求也越來越高。因此,越來越多的廠商開始關注機頂盒圖像引擎相關技術的研究。對于機頂盒圖像引擎系統(tǒng)，單純地依靠硬件對圖像進行處理已經遠遠達不到用戶的要求。在現(xiàn)有技術中，單純地依靠硬件對圖像進行處理的機頂盒不能夠充分體現(xiàn)數字電視的顯示效果，且無法實現(xiàn)畫質增強、3D播放等數字電視相關的應用。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種基于雙邊濾波的機頂盒，可實現(xiàn)高清顯示、3D播放、視頻會議等應用，增強數字電視的顯示效果及畫質。為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種基于雙邊濾波的機頂盒，該機頂盒包括應用層模塊、圖像引擎模塊、運行環(huán)境模塊、實時操作系統(tǒng)模塊；其中，所述應用層模塊用于接收來自所述圖像引擎模塊傳入的數據，并向下發(fā)送應用層信息；所述圖像引擎模塊用于選擇相應的雙邊濾波器，并進行雙邊濾波處理，輸出可供應用程序所使用的信號，并將該信號返回給所述應用層模塊；所述運行環(huán)境模塊用于基于嵌入式操作系統(tǒng)提供所述圖像引擎模塊的運行平臺，接收來自所述圖像引擎模塊的運行信息，并調用所述實時操作系統(tǒng)模塊的系統(tǒng)函數； 所述實時操作系統(tǒng)模塊用于提供所述運行環(huán)境模塊的系統(tǒng)函數接口，接收并處理來自所述運行環(huán)境模塊的運行信息。優(yōu)選地，所述圖像引擎模塊包括存儲總線、系統(tǒng)總線、圖像處理模塊；其中，所述存儲總線與機頂盒的存儲器連接，用于數據的傳輸；所述系統(tǒng)總線與機頂盒的中央處理器CPU相連，進行數據的運行處理；所述圖像處理模塊用于解析傳自所述存儲總線的命令和圖像，并輸出圖像到雙邊濾波器上進行雙邊濾波操作。
優(yōu)選地，所述圖像處理模塊包括圖像處理控制器、像素操作單元、顏色轉換單元、預處理單元和雙邊濾波器。優(yōu)選地，所述圖像處理控制器用于解析和執(zhí)行傳自所述存儲總線的命令，并進行像素的加載顏色通道的加載。優(yōu)選地，所述像素操作單元用于加載傳自所述存儲總線的圖像像素并進行像素操作，將操作后的結果傳送給所述圖像處理控制器；述顏色轉換單元用于加載傳自所述存儲總線的圖像顏色通道并進行顏色轉換操作，將操作后的結果傳送給所述圖像處理控制器。優(yōu)選地，所述預處理單元用于對進行像素操作及顏色轉換后的數據進行預處理，并獲得預處理后的數據。優(yōu)選地，所述雙邊濾波器用于對預處理后的數據進行雙邊濾波處理，獲得可進行輸出顯示的數據。優(yōu)選地，所述機頂 盒的存儲器所存儲的數據包括命令數據和圖像數據。優(yōu)選地，所述存儲總線發(fā)送命令數據給圖像處理模塊，所述圖像處理模塊進行命令數據的加載，識別命令并進行相應命令的操作。優(yōu)選地，所述存儲總線發(fā)送圖像數據給圖像處理模塊，所述圖像處理模塊進行圖像數據的加載，根據命令對圖像進行處理，并通過寫回操作與所述存儲總線進行數據的交互識別命令并進行相應命令的操作。實施本發(fā)明實施例，將雙邊濾波技術應用到機頂盒的圖像引擎中，則可以很好地增強機頂盒圖像引擎的功能，可實現(xiàn)高清顯示、3D播放、視頻會議等應用，增強數字電視的顯示效果及畫質。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。圖1是本發(fā)明實施例的基于雙邊濾波的機頂盒的結構組成示意圖；圖2是本發(fā)明實施例的機頂盒的圖像引擎模塊的結構組成示意圖；圖3是本發(fā)明實施例的機頂盒的圖像處理模塊的結構組成示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。圖1是本發(fā)明實施例的基于雙邊濾波的機頂盒的結構組成示意圖，如圖1所示，該機頂盒包括應用層模塊1、圖像引擎模塊2、運行環(huán)境模塊3、實時操作系統(tǒng)模塊4 ;其中，應用層模塊I用于接收來自圖像引擎模塊2傳入的數據，并向下發(fā)送應用層信息；
圖像引擎模塊2用于選擇相應的雙邊濾波器，并進行雙邊濾波處理，輸出可供應用程序所使用的信號，并將該信號返回給應用層模塊；運行環(huán)境模塊3用于基于嵌入式操作系統(tǒng)提供圖像引擎模塊2的運行平臺，接收來自圖像引擎模塊2的運行信息，并調用實時操作系統(tǒng)模塊4的系統(tǒng)函數；實時操作系統(tǒng)模塊4用于提供運行環(huán)境模塊3的系統(tǒng)函數接口，接收并處理來自運行環(huán)境模塊3的運行信息。下面將結合圖1對本發(fā)明的機頂盒的各個模塊進行詳細說明。應用層模塊I主要負責實現(xiàn)一些應用，比如圖片的顯示或者視頻的播放。在本系統(tǒng)中，通過基于濾波方法的機頂盒圖像引擎，可以實現(xiàn)一些高清顯示，甚至是3D播放的應用，具體實施中，應用層模塊I接收來自圖像引擎模塊2傳入的數據，并向下發(fā)送應用層信
肩、O圖像引擎模塊2主要負責對輸入的圖像進行處理，它接收來自設備的輸入信號，并進行處理，包括濾波處理。通過這個圖像引擎模塊的處理，輸出可供應用程序所使用的信號。運行環(huán)境模塊3是基于嵌入式操作系統(tǒng)上，使得圖像引擎模塊得以在機頂盒上運行。本系統(tǒng)中，運行環(huán)境可以包括但不局限于虛擬機、類、抽象窗口工具包(AbstractWindowing Toolkit, AWT)等。實時操作系統(tǒng) 模塊4在具體實施中是嵌入式操作系統(tǒng)模塊，這個模塊使得機頂盒得以運行，并實現(xiàn)復雜的功能。在本機頂盒中，實時操作系統(tǒng)模塊4是運行環(huán)境模塊3的運行平臺，其中包括進程控制、存儲控制等模塊。前面單獨介紹了各個模塊的功能，但這四個模塊之間也是互相聯(lián)系的。應用層模塊I主要是接收圖像引擎模塊2傳輸過來的數據，并應用到應用程序，應用程序運行的反饋結果也會返回給圖像引擎模塊2進行相關操作；圖像引擎模塊2 —方面接收來自應用層模塊I的反饋信息并進行處理，另一方面將處理的結果交給上層即應用程序運行；運行環(huán)境模塊3則提供圖像引擎模塊2的運行平臺，接收來自圖像引擎模塊2的運行信息，同時調用實時操作系統(tǒng)模塊4的系統(tǒng)函數；實時操作系統(tǒng)模塊4則提供運行環(huán)境模塊3的系統(tǒng)函數接口，同時接收來自運行環(huán)境模塊3的運行信息，做相關處理。由上面的實施過程可以知道圖像引擎模塊在整個機頂盒嵌入式環(huán)境中所處的位置，并知道其在整個環(huán)境中所發(fā)揮的作用。下面將結合圖2具體進一步介紹圖像引擎模塊2。圖像引擎模塊2包括存儲總線、系統(tǒng)總線、圖像處理模塊；其中，存儲總線與機頂盒的存儲器連接，用于數據的傳輸；系統(tǒng)總線與機頂盒的中央處理器(Central Processing Unit, CPU)相連,進行數據的運行處理；圖像處理模塊用于解析傳自存儲總線的命令和圖像，并輸出圖像到合適的雙邊濾波器上進行雙邊濾波操作。圖2是本發(fā)明實施例的機頂盒的圖像引擎模塊的結構組成示意圖，如圖2所示，存儲總線主要負責數據的存儲，它跟存儲器相互連接，進行數據的傳輸。在本系統(tǒng)中，存儲器存儲的數據可以是圖像，通過存儲總線到達圖像處理模塊進行數據的處理。
存儲總線跟圖像處理模塊相連，進行數據的傳輸。數據主要包括命令數據和圖像數據，存儲總線發(fā)送命令數據給圖像處理模塊，圖像處理模塊進行命令的加載，識別命令并進行相應命令的操作。存儲總線另一方面會發(fā)送圖像數據給圖像處理模塊，圖像處理模塊進行圖像的加載操作，根據命令進行圖像的處理，并通過寫回的操作進行數據的交互。系統(tǒng)總線跟機頂盒的CPU相連，主要進行數據的運行處理，CPU運行速度的快慢也將決定整個圖像引擎模塊的效率。圖像處理模塊是本方法系統(tǒng)中的核心模塊，它是進行圖像處理的核心部分，從存儲總線傳輸過來的命令和圖像，經過圖像處理模塊的解析便可以進行相關的操作。如圖3所示的圖像處理模塊的結構組成示意圖，圖像處理模塊主要包括圖像處理控制器、像素操作單元、顏色轉換單元、預處理單元和雙邊濾波器。其中，圖像處理控制器用于解析和執(zhí)行傳自存儲總線的命令，并進行像素的加載顏色通道的加載；像素操作單元用于加載傳自存儲總線的圖像像素并進行像素操作，將操作后的結果傳送給圖像處理控制器；顏色轉換單元用于加載傳自存儲總線的圖像顏色通道并進行顏色轉換操作，將操作后的結果傳送給圖像處理控制器；預處理單元用于對進行像素操作及顏色轉換后的數據進行預處理，并獲得預處理后的數據；雙邊濾波器用于對預處理后的數據進行雙邊濾波處理，獲得可進行輸出顯示的數據。在圖像處理模塊中，最重要的部分是圖像處理控制器(ImageprocessingController, IPC),負責對傳自存儲總線的命令的解析和執(zhí)行,進行像素的加載和顏色通道的加載等工作，是非常重要的部分。同時，它還需要對雙邊濾波器進行選擇，輸出圖像到合適的雙邊濾波器上并進行濾波操作。像素的操作主要加載傳自存儲總線的圖像像素并進行操作，然后將操作的結果返回給圖像處理控制器。顏色轉換主要負責加載傳自存儲總線的圖像顏色通道并進行操作，然后將操作的結果返回給圖像處理控制器。 這種將像素跟顏色相分離的方法具有比較強的適應性，無論是黑白或者彩色圖像都可以通過這個框架進行操作。同時，由于有些濾波器只處理像素或只處理顏色，因此這種方法也有利于濾波器的處理。通過像素操作和顏色轉換后的數據要進行一次預處理，然后再將結果交付給雙邊濾波器進行雙邊濾波操作。通過預處理，有利于加速雙邊濾波操作，并能取得比較好的濾波效果。通過雙邊濾波器進行處理后的數據可以進行輸出顯示，同時，可以通過寫回操作來對存儲總線進行數據的交互。實施本發(fā)明實施例，將雙邊濾波技術應用到機頂盒的圖像引擎中，則可以很好地增強機頂盒圖像引擎的功能，可實現(xiàn)高清顯示、3D播放、視頻會議等應用，增強數字電視的顯示效果及畫質。本領域普通技術人員可以理解上述實施例的各種方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬件來完成，該程序可以存儲于一計算機可讀存儲介質中，存儲介質可以包括只讀存儲器(ROM，Read Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM，RandomAccess Memory)、磁盤或光盤等。
另外，以上對本發(fā)明實施例所提供的基于雙邊濾波的機頂盒進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發(fā)明的思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發(fā)明的 限制。
權利要求
1.一種基于雙邊濾波的機頂盒，其特征在于，該機頂盒包括應用層模塊、圖像引擎模塊、運行環(huán)境模塊、實時操作系統(tǒng)模塊；其中， 所述應用層模塊用于接收來自所述圖像引擎模塊傳入的數據，并向下發(fā)送應用層信息； 所述圖像引擎模塊用于選擇相應的雙邊濾波器，并進行雙邊濾波處理，輸出可供應用程序所使用的信號，并將該信號返回給所述應用層模塊； 所述運行環(huán)境模塊用于基于嵌入式操作系統(tǒng)提供所述圖像引擎模塊的運行平臺，接收來自所述圖像引擎模塊的運行信息，并調用所述實時操作系統(tǒng)模塊的系統(tǒng)函數； 所述實時操作系統(tǒng)模塊用于提供所述運行環(huán)境模塊的系統(tǒng)函數接口，接收并處理來自所述運行環(huán)境模塊的運行信息。
2.如權利要求1所述的基于雙邊濾波的機頂盒，其特征在于，所述圖像引擎模塊包括存儲總線、系統(tǒng)總線、圖像處理模塊；其中， 所述存儲總線與機頂盒的存儲器連接，用于數據的傳輸； 所述系統(tǒng)總線與機頂盒的中央處理器CPU相連，進行數據的運行處理； 所述圖像處理模塊用于解析傳自所述存儲總線的命令和圖像，并輸出圖像到雙邊濾波器上進行雙邊濾波操作。
3.如權利要求2所述的基于雙邊濾波的機頂盒，其特征在于，所述圖像處理模塊包括圖像處理控制器、像素操作單元、顏色轉換單元、預處理單元和雙邊濾波器。
4.如權利要求3所述的基于雙邊濾波的機頂盒，其特征在于，所述圖像處理控制器用于解析和執(zhí)行傳自所述存儲總線的命令，并進行像素的加載顏色通道的加載。
5.如權利要求3所述的基于雙邊濾波的機頂盒，其特征在于，所述像素操作單元用于加載傳自所述存儲總線的圖像像素并進行像素操作，將操作后的結果傳送給所述圖像處理控制器；述顏色轉換單元用于加載傳自所述存儲總線的圖像顏色通道并進行顏色轉換操作，將操作后的結果傳送給所述圖像處理控制器。
6.如權利要求3所述的基于雙邊濾波的機頂盒，其特征在于，所述預處理單元用于對進行像素操作及顏色轉換后的數據進行預處理，并獲得預處理后的數據。
7.如權利要求3所述的基于雙邊濾波的機頂盒，其特征在于，所述雙邊濾波器用于對預處理后的數據進行雙邊濾波處理，獲得可進行輸出顯示的數據。
8.如權利要求2所述的基于雙邊濾波的機頂盒，其特征在于，所述機頂盒的存儲器所存儲的數據包括命令數據和圖像數據。
9.如權利要求2所述的基于雙邊濾波的機頂盒，其特征在于，所述存儲總線發(fā)送命令數據給圖像處理模塊，所述圖像處理模塊進行命令數據的加載，識別命令并進行相應命令的操作。
10.如權利要求9所述的基于雙邊濾波的機頂盒，其特征在于，所述存儲總線發(fā)送圖像數據給圖像處理模塊，所述圖像處理模塊進行圖像數據的加載，根據命令對圖像進行處理，并通過寫回操作與所述存儲總線進行數據的交互識別命令并進行相應命令的操作。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開了一種基于雙邊濾波的機頂盒，包括應用層模塊、圖像引擎模塊、運行環(huán)境模塊、實時操作系統(tǒng)模塊；其中，應用層模塊用于接收來自圖像引擎模塊傳入的數據，向下發(fā)送應用層信息；圖像引擎模塊用于選擇雙邊濾波器，并進行雙邊濾波處理，輸出可供應用程序所使用的信號，并將該信號返回給應用層模塊；運行環(huán)境模塊用于基于嵌入式操作系統(tǒng)提供圖像引擎模塊的運行平臺，接收來自圖像引擎模塊的運行信息，并調用實時操作系統(tǒng)模塊的系統(tǒng)函數；實時操作系統(tǒng)模塊用于提供運行環(huán)境模塊的系統(tǒng)函數接口，接收并處理來自運行環(huán)境模塊的運行信息。實施本發(fā)明實施例，可實現(xiàn)高清顯示、3D播放、視頻會議等應用，增強數字電視的顯示效果及畫質。
文檔編號H04N21/443GK103051959SQ20121056390
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月21日 優(yōu)先權日2012年12月21日
發(fā)明者羅笑南, 張桂蓮, 孟思明, 薛凱軍 申請人:東莞中山大學研究院