本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是兼容超高清視頻輸入的視頻圖像處理系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

serdes：serializer/deserializer的簡寫，serializer把并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成串行數(shù)據(jù)，稱作串化器，deserializer把串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成并行數(shù)據(jù)，稱作解串器。

目前，高清（hd）分辨率格式的視頻圖像越來越普及，比如電腦顯卡輸出的1920×1200p@60hz的dvi信號或dp信號，電視機頂盒輸出的1920×1080p@60hz的hdmi信號。而隨著技術(shù)的進步，視頻圖像的分辨率又提升到了超高清（uhd）的清晰度水平，比如3840×2160p@30hz/50hz/60hz。然而，市場上仍有大量的最高只能接收到高清（hd）分辨率格式的顯示設(shè)備或視頻處理設(shè)備，為了讓這些設(shè)備能夠接收并顯示超高清（uhd）信號，必須要由單獨的超高清（uhd）視頻處理設(shè)備來把超高清（uhd）信號轉(zhuǎn)換成高清（hd）信號輸出，或把超高清（uhd）信號剪切分割成多路高清（hd）信號并輸出。然而，目前已見的某些超高清（uhd）視頻處理設(shè)備的視頻輸入端口僅支持接收超高清（hd）信號，不能兼容多種類型和分辨率格式的高清（hd）和標清（sd）視頻信號的輸入和處理。而且，目前已見的某些超高清（uhd）視頻處理設(shè)備，只能把uhd（4k×2k）的視頻圖像做畫面剪切，并對剪切出的視頻畫面做點對點的直通輸出，而不能對剪切出的視頻畫面做任意的縮小和放大處理。特別地，這種只能對uhd視頻圖像做簡單剪切并直通輸出的視頻處理設(shè)備，不能很好地接駁目前普遍存在的非標準分辨率大小的led拼接顯示屏。

綜上，該技術(shù)需要進行改進。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種為了滿足高清顯示設(shè)備和視頻處理設(shè)備對超高清信號接入的需求，把超高清信號轉(zhuǎn)換成高清信號的圖像處理系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明提供一種兼容超高清視頻輸入的視頻圖像處理系統(tǒng)，包括：

視頻信號輸入模塊、視頻分割模塊、視頻輸出模塊，所述視頻信號輸入模塊的輸出端與視頻分割模塊的輸入端連接，所述視頻分割模塊的輸出端與所述視頻輸出模塊的輸入端連接；

其中，所述視頻信號輸入模塊包括用于將超高清視頻信號進行視頻畫面的對半分割，并分別生成第一半超高清圖像和第二半超高清圖像的超高清視頻處理單元；所述視頻信號輸入模塊還包括用于將高清/標清視頻信號轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一高清分辨率格式視頻信號的高清視頻處理單元；

所述視頻分割模塊用于按照第一半超高清圖像和第二半超高清圖像對超高清圖像的像素尺寸比例和畫面對應(yīng)位置，分別截取所述高清視頻圖像的對應(yīng)區(qū)域并放大生成分別與第一半超高清圖像和第二半超高清圖像像素尺寸相同的視頻圖像；同時所述視頻分割模塊還用于將整幅超高清分辨率的圖像數(shù)據(jù)裁分為m組，其中，1≤m≤12，并分別對其進行并/串轉(zhuǎn)換生成m組串行圖像數(shù)據(jù)并輸出；

所述視頻輸出模塊用于接收所述視頻分割模塊輸出的m組串行圖像數(shù)據(jù)，進行串/并轉(zhuǎn)換后重構(gòu)成一全畫幅的超高清視頻圖像；同時將重構(gòu)的超高清視頻圖像剪切成p塊，其中，1≤p≤8，并分別對各塊圖像進行放大或縮小處理，從而生成p幅高清分辨率格式的視頻圖像并輸出。

作為該技術(shù)方案的改進，所述超高清視頻處理單元包括超高清視頻輸入接口，所述超高清視頻輸入接口支持超高清視頻分辨率格式的視頻信號，其還兼容接收高清和標清分辨率格式的視頻信號；

當(dāng)輸入視頻為高清/標清分辨率格式時，則所述輸入信號通過超高清視頻接口芯片分配輸出至所述高清視頻處理單元進行信號處理；

當(dāng)輸入視頻為超高清分辨率格式時，則由超高清視頻接口芯片直接對所述超高清圖像進行畫面的分割處理并輸出至所述視頻分割模塊。

作為該技術(shù)方案的改進，所述視頻分割模塊包括第一視頻分割單元和第二視頻分割單元；

其中，所述第一視頻分割單元用于按照第一半超高清圖像對超高清圖像的像素尺寸比例和畫面對應(yīng)位置，截取所述高清視頻圖像的對應(yīng)區(qū)域并放大生成與第一半超高清圖像像素尺寸相同的視頻圖像；其后，所述第一視頻分割單元還用于把得到的半超高清分辨率的圖像進行串行圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；；

所述第二視頻分割單元用于按照第二半超高清圖像對超高清圖像的像素尺寸比例和畫面對應(yīng)位置，截取所述高清視頻圖像的對應(yīng)區(qū)域并放大生成與所述第二半超高清圖像像素尺寸相同的視頻圖像；其后，所述第二視頻分割單元還用于把得到的半超高清分辨率的圖像進行串行圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

作為該技術(shù)方案的改進，所述視頻輸出模塊包括一張視頻輸出卡，所述視頻輸出卡用于接收視頻分割模塊輸出的m組串行圖像數(shù)據(jù)，并進行解串處理生成m組并行圖像數(shù)據(jù)。

作為該技術(shù)方案的改進，所述視頻輸出模塊包括至少兩張依次連接的視頻輸出卡，其中與所述視頻分割模塊的輸出端直接相連的視頻輸出卡，用于接收視頻分割模塊輸出的m組串行圖像數(shù)據(jù)，并進行解串處理生成m組并行圖像數(shù)據(jù)；所述視頻輸出卡還對其生成的m組并行圖像數(shù)據(jù)分別重新進行并/串轉(zhuǎn)換生成m組串行圖像數(shù)據(jù)，并輸出至下一張視頻輸出卡。

作為該技術(shù)方案的改進，所述系統(tǒng)還包括將視頻信號輸入模塊、視頻分割模塊、視頻輸出模塊集成在一起的底板/背板，所述底板/背板還用于生成各模塊的時鐘控制信號、同步控制信號和通訊控制信號。

另一方面，本發(fā)明還提供一種兼容超高清視頻輸入的視頻圖像處理方法，用于所述的兼容超高清視頻輸入的視頻圖像處理系統(tǒng)，其包括以下步驟，

視頻信號輸入模塊當(dāng)檢測到輸入信號為超高清視頻信號時，超高清視頻處理單元將所述超高清視頻信號對半分割為兩路半超高清分辨率格式的視頻信號，并分別輸出至視頻分割模塊；

所述視頻分割模塊的第一視頻分割單元對超高清視頻畫面的第一半超高清部分進行串行圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換生成串行圖像數(shù)據(jù)并輸出，所述第二視頻分割單元對超高清視頻畫面的第二半超高清部分進行串行圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換生成串行圖像數(shù)據(jù)并輸出；

所述視頻輸出模塊接收到視頻分割模塊輸出的串行圖像數(shù)據(jù)進行串/并轉(zhuǎn)換后重構(gòu)成一全畫幅的超高清視頻圖像；同時將重構(gòu)的超高清視頻圖像剪切成多塊，并分別對各塊圖像進行放大或縮小處理，從而將全畫幅的超高清視頻圖像生成多幅高清分辨率格式的視頻圖像并輸出。

進一步地，當(dāng)所述視頻信號輸入模塊檢測到所述輸入信號為高清/標清視頻信號時，所述輸入信號通過超高清視頻接口芯片分配輸出至高清視頻處理單元，所述高清視頻處理單元將所述高清/標清視頻信號轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一高清分辨率格式并傳輸至視頻分割模塊；

所述視頻分割模塊的第一視頻分割單元對接收到的高清視頻圖像，按照第一半超高清圖像對超高清圖像的像素尺寸比例和畫面對應(yīng)位置，截取所述高清視頻圖像的對應(yīng)區(qū)域并放大生成與第一半超高清圖像像素尺寸相同的視頻圖像；所述第二視頻分割單元按照第二半超高清圖像對超高清圖像的像素尺寸比例和畫面對應(yīng)位置，截取所述高清視頻圖像的對應(yīng)區(qū)域并放大生成與所述第二半超高清圖像像素尺寸相同的視頻圖像；

同時所述視頻分割模塊還將圖像數(shù)據(jù)裁分為m組，并分別對其進行并/串轉(zhuǎn)換生成m組串行圖像數(shù)據(jù)并輸出；

所述視頻輸出模塊接收到所述視頻分割模塊輸出的m組串行圖像數(shù)據(jù)，進行串/并轉(zhuǎn)換后重構(gòu)成一全畫幅的超高清視頻圖像；同時將重構(gòu)的超高清視頻圖像剪切成p塊，并分別對各塊圖像進行放大或縮小處理，從而將全畫幅的超高清視頻圖像生成p幅高清分辨率格式的視頻圖像并輸出。

進一步地，所述視頻輸出模塊包括至少兩張視頻輸出卡，其中一張視頻輸出卡接收視頻分割模塊輸出的m組串行圖像數(shù)據(jù)，并進行解串處理生成m組并行圖像數(shù)據(jù)；該視頻輸出卡對其生成的m組并行圖像數(shù)據(jù)分別重新進行并/串轉(zhuǎn)換生成m組串行圖像數(shù)據(jù)，并輸出至下一張視頻輸出卡；各視頻輸出卡間以此形式進行數(shù)據(jù)傳輸。

進一步地，所述視頻輸出模塊包括至少兩張視頻輸出卡，其中與所述視頻分割模塊直接相連的一張視頻輸出卡接收視頻分割模塊輸出的m組串行圖像數(shù)據(jù)，并將所述數(shù)據(jù)直接環(huán)出輸出至下一張視頻輸出卡，各視頻輸出卡間以此形式進行數(shù)據(jù)傳輸，一直級聯(lián)至最后一張視頻輸卡。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的兼容超高清視頻輸入的視頻圖像處理系統(tǒng)及方法，通過采用包括超高清視頻處理單元和高清視頻處理單元的視頻信號輸入模塊，其將超高清信號對半分割為兩路半超高清信號輸出至視頻分割模塊；其將高清、標清信號轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)設(shè)定的統(tǒng)一格式的高清信號輸出至視頻分割模塊，視頻分割模塊對其進行和超高清圖像像素尺寸比例和畫面對應(yīng)位置一致的像素尺寸畫面的放大，然后視頻輸出模塊將接收到的超高清信號剪切分割并放大或縮小成多路高清信號輸出。

該系統(tǒng)不僅能夠支持超高清信號的輸入，同時還兼容高清和標清信號的輸入，解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足。

另一方面，所述視頻分割模塊將視頻信號輸入模塊輸出的同一高清格式的圖像進行對半分割（左右分割或上下分割等），并進行放大，使其與超高清的兩路半超高清信號一致，方便視頻輸出模塊統(tǒng)一進行數(shù)據(jù)處理，十分便利。

再一方面，數(shù)據(jù)傳輸過程中采用串行圖像數(shù)據(jù)傳輸，其傳輸大小一致，均衡效果好，抗干擾能力強，且節(jié)省線路數(shù)，布局簡單，便于數(shù)據(jù)傳輸；同時采用多張輸出卡，多管腳輸出，且十分方便。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步說明：

圖1是本發(fā)明第一實施例的模塊連接示意圖；

圖2是本發(fā)明第二實施例的連接示意圖；

圖3是本發(fā)明第三實施例的模塊連接示意圖；

圖4是本發(fā)明第四實施例的模塊連接示意圖；

圖5是本發(fā)明第五實施例的采用2張視頻分割卡的示意圖；

圖6是本發(fā)明第六實施例的采用1張視頻分割卡的示意圖；

圖7是本發(fā)明第七實施例的采用n張視頻輸出卡的示意圖。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

本發(fā)明提供一種兼容超高清視頻輸入的視頻圖像處理系統(tǒng)，包括：

視頻信號輸入模塊、視頻分割模塊、視頻輸出模塊，所述視頻信號輸入模塊的輸出端與視頻分割模塊的輸入端連接，所述視頻分割模塊的輸出端與所述視頻輸出模塊的輸入端連接；

其中，所述視頻信號輸入模塊包括用于將超高清視頻信號進行視頻畫面的對半分割，并分別生成第一半超高清圖像和第二半超高清圖像的超高清視頻處理單元；所述視頻信號輸入模塊還包括用于將高清/標清視頻信號轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一高清分辨率格式視頻信號的高清視頻處理單元；

其中所述分割其可為上下分割，也可以是左右對半分割等；

所述第一半超高清圖像可為圖像的左半邊部分或者右半邊部分，其也可為圖像的上半邊部分或者下半邊部分；

所述第二半超高清圖像為圖像的右半邊部分或者左半邊部分；其也可為圖像的下半邊部分或者上半邊部分。

所述視頻分割模塊用于按照第一半超高清圖像和第二半超高清圖像對超高清圖像的像素尺寸比例和畫面對應(yīng)位置，分別截取所述高清視頻圖像的對應(yīng)區(qū)域并放大生成分別與第一半超高清圖像和第二半超高清圖像像素尺寸相同的視頻圖像；

如所述視頻分割模塊按照左右分割的方式處理超高清圖像，則其對高清視頻圖像也按照左右分割的方式進行分割，然后分別對左右兩部分圖像進行放大，使其達到半超高清圖像的像素及尺寸比例。

同時所述視頻分割模塊還用于將圖像數(shù)據(jù)裁分為m組，其中，1≤m≤12，并分別對其進行并/串轉(zhuǎn)換生成m組串行圖像數(shù)據(jù)并輸出；

所述視頻輸出模塊用于接收所述視頻分割模塊輸出的m組串行圖像數(shù)據(jù)，進行串/并轉(zhuǎn)換后重構(gòu)成一全畫幅的超高清視頻圖像；同時將重構(gòu)的超高清視頻圖像剪切成p塊，并分別對各塊圖像進行放大或縮小處理，從而將全畫幅的超高清視頻圖像生成p幅高清分辨率格式的視頻圖像并輸出。

作為該技術(shù)方案的改進，所述超高清視頻處理單元包括超高清視頻輸入接口，所述超高清視頻輸入接口支持超高清視頻分辨率格式的視頻信號，其還兼容接收高清和標清分辨率格式的視頻信號；

當(dāng)輸入視頻為高清/標清分辨率格式時，則所述輸入信號通過超高清視頻接口分配輸出至所述高清視頻處理單元進行信號處理；

當(dāng)輸入視頻為超高清分辨率格式時，則由超高清視頻接口直接對所述超高清圖像進行畫面的分割處理并輸出至所述視頻分割模塊。

作為該技術(shù)方案的改進，所述視頻分割模塊包括第一視頻分割單元和第二視頻分割單元；

其中，所述第一視頻分割單元用于對超高清視頻畫面的第一半超高清圖像部分進行串行圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；所述第一視頻分割單元還用于按照第一半超高清圖像對超高清圖像的像素尺寸比例和畫面對應(yīng)位置，截取所述高清視頻圖像的對應(yīng)區(qū)域并放大生成與第一半超高清圖像像素尺寸相同的視頻圖像；

所述第二視頻分割單元用于對超高清視頻畫面的第二半超高清圖像部分進行串行圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；所述第二視頻分割單元還用于按照第二半超高清圖像對超高清圖像的像素尺寸比例和畫面對應(yīng)位置，截取所述高清視頻圖像的對應(yīng)區(qū)域并放大生成與所述第二半超高清圖像像素尺寸相同的視頻圖像。

作為一優(yōu)選實施例，所述視頻輸出模塊包括一視頻輸出卡，所述視頻輸出卡用于接收視頻分割模塊輸出的m組串行圖像數(shù)據(jù)，并進行解串處理生成m組并行圖像數(shù)據(jù)。

作為另一優(yōu)選實施例，所述視頻輸出模塊包括至少兩張視頻輸出卡，其中第一張視頻輸出卡用于接收視頻分割模塊輸出的m組串行圖像數(shù)據(jù)，并進行解串處理生成m組并行圖像數(shù)據(jù)，所述視頻輸出卡還對其生成的m組并行圖像數(shù)據(jù)分別重新進行并/串轉(zhuǎn)換生成m組串行圖像數(shù)據(jù)，并輸出至下一視頻輸出卡。

或者，所述視頻輸出卡對從視頻分割模塊接收到的m組串行數(shù)據(jù)直接環(huán)出輸出至下一張視頻輸出卡。

進一步地，所述視頻分割模塊還包括緩存單元，所述緩存單元分別與所述第一視頻分割單元和第二視頻分割單元連接。

進一步地，所述系統(tǒng)還包括將視頻信號輸入模塊、視頻分割模塊、視頻輸出模塊集成在一起的底板/背板，所述底板/背板用于生成各模塊的時鐘控制信號、同步控制信號和通訊控制信號。

另一方面，本發(fā)明還提供一種兼容超高清視頻輸入的視頻圖像處理方法，用于所述的兼容超高清視頻輸入的視頻圖像處理系統(tǒng)，其包括以下步驟，

視頻信號輸入模塊當(dāng)檢測到輸入信號為超高清視頻信號時，超高清視頻處理單元將所述超高清視頻信號對半分割為兩路半超高清分辨率格式的視頻信號，并分別輸出至視頻分割模塊；

所述視頻分割模塊的第一視頻分割單元對超高清視頻畫面的第一半超高清部分進行串行圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換生成串行圖像數(shù)據(jù)并輸出，所述第二視頻分割單元對超高清視頻畫面的第二半超高清部分進行串行圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換生成串行圖像數(shù)據(jù)并輸出；

所述視頻輸出模塊接收到視頻分割模塊輸出的串行圖像數(shù)據(jù)進行串/并轉(zhuǎn)換后重構(gòu)成一全畫幅的超高清視頻圖像；同時將重構(gòu)的超高清視頻圖像剪切成多塊，并分別對各塊圖像進行放大或縮小處理，從而將全畫幅的超高清視頻圖像生成多幅高清分辨率格式的視頻圖像并輸出。

進一步地，當(dāng)所述視頻信號輸入模塊檢測到所述輸入信號為高清/標清視頻信號時，所述輸入信號通過超高清視頻接口分配輸出至高清視頻處理單元，所述高清視頻處理單元將所述高清/標清視頻信號轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一高清分辨率格式并傳輸至視頻分割模塊；

所述視頻分割模塊的第一視頻分割單元對接收到的高清視頻圖像，按照第一半超高清圖像對超高清圖像的像素尺寸比例和畫面對應(yīng)位置，截取所述高清視頻圖像的對應(yīng)區(qū)域并放大生成與第一半超高清圖像像素尺寸相同的視頻圖像；所述第二視頻分割單元按照第二半超高清圖像對超高清圖像的像素尺寸比例和畫面對應(yīng)位置，截取所述高清視頻圖像的對應(yīng)區(qū)域并放大生成與所述第二半超高清圖像像素尺寸相同的視頻圖像；

同時所述視頻分割模塊還將圖像數(shù)據(jù)裁分為m組，并分別對其進行并/串轉(zhuǎn)換生成m組串行圖像數(shù)據(jù)并輸出；

所述視頻輸出模塊接收到所述視頻分割模塊輸出的m組串行圖像數(shù)據(jù)，進行串/并轉(zhuǎn)換后重構(gòu)成一全畫幅的超高清視頻圖像；同時將重構(gòu)的超高清視頻圖像剪切成p塊，并分別對各塊圖像進行放大或縮小處理，從而將全畫幅的超高清視頻圖像生成p幅高清分辨率格式的視頻圖像并輸出。

進一步地，所述視頻輸出模塊包括至少兩張視頻輸出卡，其中一張視頻輸出卡接收視頻分割模塊輸出的m組串行圖像數(shù)據(jù)，并進行解串處理生成m組并行圖像數(shù)據(jù)；該視頻輸出卡對其生成的m組并行圖像數(shù)據(jù)分別重新進行并/串轉(zhuǎn)換生成m組串行圖像數(shù)據(jù)，并輸出至下一視頻輸出卡，各視頻輸出卡間以此形式進行數(shù)據(jù)傳輸。

或者，第1張視頻輸出卡對從視頻分割模塊接收到的m組串行數(shù)據(jù)直接環(huán)出輸出至下一張視頻輸出卡。其后，第2張視頻輸出卡接收第1張視頻輸出卡輸出的m組串行圖像數(shù)據(jù)，并按第1張視頻輸出卡的處理方式對接收到的圖像數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的處理；以此類推，一直往后則級聯(lián)到第n張視頻輸卡。

第一實施例：

本發(fā)明提供一種兼容超高清視頻輸入的視頻圖像處理系統(tǒng)，包括：視頻信號輸入模塊、視頻分割模塊、視頻輸出模塊，所述視頻信號輸入模塊的輸出端與視頻分割模塊的輸入端連接，所述視頻分割模塊的輸出端與所述視頻輸出模塊的輸入端連接；

其中，所述視頻信號輸入模塊包括用于將超高清視頻信號進行視頻畫面的對半分割，并分別生成第一半超高清圖像和第二半超高清圖像的超高清視頻處理單元；所述視頻信號輸入模塊還包括用于將高清/標清視頻信號轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一高清分辨率格式視頻信號的高清視頻處理單元；

所述視頻輸入模塊，能夠接收多種類型和不同分辨率格式的視頻信號，把所有標清sd和高清hd分辨率格式的輸入視頻信號都統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)設(shè)定的一種高清hd分辨率格式的視頻信號；其還能把超高清uhd分辨率格式的視頻信號進行視頻畫面的左右分割，分別生成2路半超高清視頻信號（half-uhd-l、half-uhd-r）；

所述視頻分割模塊用于按照第一半超高清圖像和第二半超高清圖像對超高清圖像的像素尺寸比例和畫面對應(yīng)位置，分別截取所述高清視頻圖像的對應(yīng)區(qū)域并放大生成分別與第一半超高清圖像和第二半超高清圖像像素尺寸相同的視頻圖像；同時所述視頻分割模塊還用于將圖像數(shù)據(jù)裁分為m組，其中，1≤m≤12，并分別對其進行并/串轉(zhuǎn)換生成m組串行圖像數(shù)據(jù)并輸出；

其中所述分割其可為上下分割，也可以是左右對半分割等；

所述第一半超高清圖像可為圖像的左半邊部分或者右半邊部分，其也可為圖像的上半邊部分或者下半邊部分；

所述第二半超高清圖像為圖像的右半邊部分或者左半邊部分；其也可為圖像的下半邊部分或者上半邊部分。

所述視頻分割模塊用于按照第一半超高清圖像和第二半超高清圖像對超高清圖像的像素尺寸比例和畫面對應(yīng)位置，分別截取所述高清視頻圖像的對應(yīng)區(qū)域并放大生成分別與第一半超高清圖像和第二半超高清圖像像素尺寸相同的視頻圖像；

如所述視頻分割模塊按照左右分割的方式處理超高清圖像，則其對高清視頻圖像也按照左右分割的方式進行分割，然后分別對左右兩部分圖像進行放大，使其達到半超高清圖像的像素及尺寸比例。

所述視頻分割模塊，把系統(tǒng)設(shè)定的高清分辨率格式的視頻圖像放大成與超高清分辨率大小相同的quad-hd，而后選擇quad-hd或uhd視頻圖像，把圖像數(shù)據(jù)裁分成m組，并分別進行并/串轉(zhuǎn)換生成m組串行圖像數(shù)據(jù)，其中1≤m≤12；

所述視頻輸出模塊用于接收所述視頻分割模塊輸出的m組串行圖像數(shù)據(jù)，進行串/并轉(zhuǎn)換后重構(gòu)成一全畫幅的超高清視頻圖像；同時將重構(gòu)的超高清視頻圖像剪切成p塊，并分別對各塊圖像進行放大或縮小處理，從而將全畫幅的超高清視頻圖像生成p幅高清分辨率格式的視頻圖像并輸出。

所述視頻分割模塊將視頻信號輸入模塊輸出的同一高清格式的圖像進行對半分割（左右分割或上下分割等），并進行放大，使其與超高清的兩路半超高清信號一致，方便視頻輸出模塊統(tǒng)一進行數(shù)據(jù)處理，十分便利。

第二實施例：

所述第一視頻分割單元和第二視頻分割單元可集成于一塊電路板上。作為替代方案，所述第一視頻分割單元和第二視頻分割單元也可以分別位于兩塊電路板上，增加管腳數(shù)，擴大資源利用。

第三實施例：

所述視頻分割模塊還包括緩存單元，所述緩存單元分別與所述第一視頻分割單元和第二視頻分割單元連接。

所述視頻分割模塊接收到的hd視頻圖像和uhd視頻圖像均經(jīng)過ddr緩存，當(dāng)選擇hd或uhd輸出時，可做到完全無縫切換或淡入淡出切換。

第四實施例：

所述視頻輸出模塊包括一張視頻輸出卡，所述視頻輸出卡用于接收視頻分割模塊輸出的m組串行圖像數(shù)據(jù)，并進行解串處理生成m組并行圖像數(shù)據(jù)。例如，當(dāng)只有一個高清顯示屏?xí)r，為了顯示其中指定一部分畫面時，其截取所對應(yīng)的一部分圖像，并根據(jù)高清顯示屏的尺寸要求，放大或者縮小所截取獲得的圖像；當(dāng)有兩個高清顯示屏?xí)r，可分別截取不同區(qū)域畫面，并根據(jù)高清顯示屏的尺寸要求，放大或者縮小所截取獲得的圖像，進行顯示。其中放大或縮小所生成的各幅視頻圖像的像素尺寸均不超過高清分辨率的格式。

第五實施例：

所述視頻輸出模塊，包括n個視頻輸出單元，且每個單元能接收m組serdes串行圖像數(shù)據(jù)，并同時進行sredes串/并轉(zhuǎn)換后重構(gòu)回一全畫幅的uhd（4k×2k）視頻圖像，并對該全畫幅uhd（4k×2k）視頻圖像剪切出任意p（1≤p≤8）塊指定區(qū)域，并分別對其進行放大或縮小處理，從而分別生成p幅高清（hd）分辨率格式的視頻圖像out-n-1…out-n-p（1≤n≤n）。所述視頻輸出模塊包括至少兩張視頻輸出卡，其中一張視頻輸出卡用于接收視頻分割模塊輸出的m組串行圖像數(shù)據(jù)，并進行解串處理生成m組并行圖像數(shù)據(jù)，所述視頻輸出卡還對其生成的m組并行圖像數(shù)據(jù)分別重新進行并/串轉(zhuǎn)換生成m組串行圖像數(shù)據(jù)，并輸出至下一視頻輸出卡，以此類推。如采用多塊顯示屏進行拼接，其中每塊屏分別顯示對應(yīng)圖像的相對區(qū)域，可拼接顯示出完整畫面，各塊顯示屏分別截取不同制定區(qū)域畫面，并根據(jù)高清顯示屏的尺寸要求，放大或者縮小所截取獲得的圖像，進行顯示。

作為第六實施例：

一種兼容超高清視頻輸入的視頻圖像處理裝置，包括機箱、控制底板或背板，還包括所述的視頻信號輸入模塊、視頻分割模塊、視頻輸出模塊，以及為其供電的電源，其中所述底板/背板能插裝上述視頻信號輸入模塊、視頻分割模塊和n個視頻輸出單元的視頻輸出模塊，并實現(xiàn)這些板卡輸入、輸出視頻信號的傳輸連接，并生成各板卡工作的各種時鐘、同步和通訊控制信號。

所述視頻信號輸入模塊和視頻分割模塊的功能電路可合成設(shè)計在一塊電路板卡上；所述視頻分割模塊和所有視頻輸出卡的視頻圖像的像素時鐘均由底板或背板的時鐘電路統(tǒng)一生成。

參照圖1-2，一種兼容超高清視頻輸入的視頻圖像處理系統(tǒng)，包括：視頻信號輸入模塊、視頻分割模塊、視頻輸出模塊，所述視頻信號輸入模塊的輸出端與視頻分割模塊的輸入端連接，所述視頻分割模塊的輸出端與所述視頻輸出模塊的輸入端連接。所述視頻信號輸入模塊包括超高清視頻處理單元和高清視頻處理單元。

所述視頻信號輸入模塊包括超高清視頻處理單元和高清視頻處理單元。

其中超高清（uhd）視頻輸入接口（比如hdmi2.0或dp1.2），不僅支持超高清（uhd）的視頻分辨率格式，還能向下兼容接收高清（hd）和標清（sd）分辨率格式的視頻信號。當(dāng)輸入視頻為高清（hd）或標清（sd）時，則該信號通過超高清（uhd）視頻接口芯片ic2分配輸出至高清（hd）視頻處理芯片ic1進行處理。而當(dāng)輸入視頻為超高清（uhd）時，則由超高清（uhd）視頻接口芯片ic2直接對uhd（4k×2k）的視頻圖像進行畫面的左右分割生成兩路減半帶寬的半超高清視頻信號（half-uhd-l、half-uhd-r）。

視頻分割模塊的視頻處理可分為由兩塊視頻分割單元/卡（視頻分割卡a和視頻分割卡b）來實現(xiàn)，視頻分割卡a處理uhd（4k×2k）視頻畫面的左半部分或右半部分，而視頻分割卡b處理uhd（4k×2k）視頻畫面的右半部分或左半部分。

視頻輸出模塊可包括多個視頻輸出單元（視頻輸出卡），第1張視頻輸出卡out-1接收視頻分割模塊輸出的m（1≤m≤12）組串行圖像數(shù)據(jù)serdes-1-c0至serdes-m-c0，然后再進行serdes解串處理生成m組并行圖像數(shù)據(jù)，再對m組并行圖像數(shù)據(jù)分別重新進行serdes并/串轉(zhuǎn)換生成serdes-1-c1至serdes-m-c1，并輸出至第2張視頻輸出卡out-2。其后面連接的所有視頻輸出卡均按上述相同的方式接收前一張視頻輸出卡輸出的m組serdes串行圖像數(shù)據(jù)，并重復(fù)再生，而后輸出給下一張視頻輸出卡。

參照圖3，所述超高清視頻處理單元包括將超高清視頻信號轉(zhuǎn)換為2k×2k的半超高清圖像的視頻圖像左右分割芯片ic2。

所述高清視頻處理單元包括將高清/標清視頻信號轉(zhuǎn)換為特定高清分辨率格式的高清轉(zhuǎn)換芯片ic1。

所述視頻輸入模塊能夠接收多種類型視頻信號和不同分辨率格式的視頻信號。首先，該視頻輸入模塊通過專用高清視頻處理芯片ic1對所有高清（hd）和標清（sd）分辨率格式的輸入視頻信號做格式變換處理，然后統(tǒng)一以系統(tǒng)設(shè)定的一種高清（hd）分辨率格式輸出。而對超高清（uhd）的輸入視頻，該卡首先通過專用視頻接口芯片ic2，把uhd（4k×2k）分辨率格式的視頻圖像左右分割成兩半，分別生成分辨率為2k×2k的兩路半超高清的half-uhd-l和half-uhd-r視頻圖像，然后輸出至視頻分割模塊。

所有接收到的高清（hd）和標清（sd）視頻信號均進入到ic1（芯片型號為fli32626bgh）進行格式轉(zhuǎn)換處理，轉(zhuǎn)換輸出的分辨率格式為1920×1080p@60hz。ic1以ttl電平輸出30比特位的rgb圖像數(shù)據(jù)至ic3（ite6613）,經(jīng)ic3轉(zhuǎn)換hdmi視頻信號，再經(jīng)ic4（pi3hdmi412）復(fù)制成兩路相同的hdmi信號傳輸至底板。

而對于從hdmi端口接入的視頻圖像，ic2接收芯片首先判斷hdmi視頻信號的分辨率格式，如果為高清（hd）或標清（sd），則送至ic1進行處理；如果為超高清（uhd）分辨率格式的視頻信號，則由ic2做視頻圖像的左右分割，生成兩路減半帶寬的半超高清分辨率的hdmi視頻信號half-uhd-l和half-uhd-r，并輸出至底板或背板。

所述視頻信號既可以hdmi信號形式傳輸至視頻分割模塊，也可以lvds差分線路輸出至視頻分割模塊。

參照圖4-5，是本發(fā)明一實施例的模塊連接示意圖。所述視頻分割模塊可為兩個視頻分割單元。視頻分割單元a接收視頻輸入模塊輸出的hd信號和/或half-uhd-l。而對接收到的hd視頻圖像，視頻分割單元a則首先按half-uhd-l對uhd的像素尺寸比例和畫面對應(yīng)位置，截取hd視頻圖像的對應(yīng)區(qū)域進行放大處理，放大生成為與half-uhd-l像素尺寸相同的視頻圖像half-hd-l。

視頻分割單元a選擇half-uhd-l視頻圖像，或選擇half-hd-l視頻圖像，接著把選中的視頻圖像的圖像數(shù)據(jù)裁分為3組并分別進行serdes并/串轉(zhuǎn)換，生成serdes-1-c0、serdes-2-c0和serdes-3-c0共3組串行圖像數(shù)據(jù)并以lvds差分線路傳輸給后級的視頻輸出卡。

視頻分割單元b接收視頻輸入模塊輸出的hd信號和/或half-uhd-r。而對接收到的hd視頻圖像，視頻分割單元b則首先按half-uhd-r對uhd的像素尺寸比例和畫面對應(yīng)位置，截取hd視頻圖像的對應(yīng)區(qū)域進行放大處理，放大生成為與half-uhd-r像素尺寸相同的視頻圖像half-hd-r。

然后，視頻分割單元b選擇half-uhd-r視頻圖像，或選擇half-hd-r視頻圖像，接著把選中的視頻圖像的圖像數(shù)據(jù)裁分為3組并分別進行serdes并/串轉(zhuǎn)換，生成serdes-4-c0、serdes-5-c0和serdes-6-c0共3組串行圖像數(shù)據(jù)并以lvds差分線路傳輸給后級的視頻輸出模塊。

視頻分割單元a從底板接收由視頻輸入模塊的芯片ic4生成的高清（hd）hdmi信號，經(jīng)由視頻分割單元a的ic5（ite6605）解碼生成30比特位的rgb數(shù)據(jù)格式的ttl信號，并輸出至ic7，ic7為altera公司的一現(xiàn)場可編程邏輯器件（fpga），型號為5cgxfc4c6f27。同時，視頻分割單元a還從底板接收由視頻輸入模塊的ic2生成的一路減半帶寬的半超高清分辨率的hdmi（half-uhd-l）信號，經(jīng)由視頻分割單元a的ic6（adv7619）解碼生成48比特位的rgb數(shù)據(jù)格式的ttl信號，并輸出至ic7。ic7外掛2片ddr3（mt41j64m16jt）儲存器緩存圖像數(shù)據(jù)。ic7對接收到的視頻圖像經(jīng)相應(yīng)處理后，最后以serdes串行數(shù)據(jù)輸出2k×2k分辨率大小的視頻圖像。ic7的高速接口為3g帶寬，為傳輸2k×2k@60hz分辨率格式和rgb（4：4：4）數(shù)據(jù)格式的視頻圖像，本實施例采用了3組serdes信號。

參照圖6，是本發(fā)明采用1個視頻分割單元（卡）的示意圖。所述的該兼容超高清（uhd）視頻圖像處理系統(tǒng)，其視頻分割單元a和視頻分割單元b的功能電路可以合并在一塊電路板卡上設(shè)計，這要求選用更多邏輯單元和管腳的fpga芯片和更多數(shù)量的ddr存儲芯片。

參照圖7，是本發(fā)明采用n張視頻輸出卡的示意圖。首先，第1張視頻輸出卡out-1同時接收到serdes-1-c0、serdes-2-c0、serdes-3-c0、serdes-4-c0、serdes-5-c0和serdes-6-c0串行圖像數(shù)據(jù)，經(jīng)過ic19（fpga）的serdes的串/并轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)成ttl（或lvttl）圖像數(shù)據(jù)ttl-1、ttl-2、ttl-3、ttl-4、ttl-5和ttl-6。然后，ic19（fpga）對ttl-1、ttl-2、ttl-3、ttl-4、ttl-5和ttl-6分別進行serdes并/串轉(zhuǎn)換，生成serdes-1-c1、serdes-2-c1、serdes-3-c1、serdes-4-c1、serdes-5-c1和serdes-6-c1,并輸出給下一張視頻輸出卡。采用串行信號進行傳輸，其傳輸速率均勻，傳輸大小一致，抗干擾能力強，均衡效果好。

按上述所述的視頻圖像的裁分方式，ttl-1、ttl-2、ttl-3、ttl-4、ttl-5和ttl-6可重構(gòu)為一幅完整的uhd（4k×2k）視頻圖像。同時，對此重構(gòu)而成的全畫幅uhd（4k×2k）視頻圖像，ic19（fpga）可分別剪切出任意p（1≤p≤8）塊指定區(qū)域的圖像，并分別對其進行放大或縮小處理，從而分別生成任意p幅像素尺寸不超過hd分辨率格式的視頻圖像out-1-1…out-1-p然后以hd分辨率格式輸出。

同理，第2張視頻輸出卡out-2接收輸出卡out-1輸出的serdes-1-c1、serdes-2-c1、serdes-3-c1、serdes-4-c1、serdes-5-c1和serdes-6-c1，然后按與out-1相同的圖像處理方式，最后生成out-2-1…out-2-p。

同理，到第n張視頻輸出卡out-n，接收第(n-1)張輸出卡輸出的serdes-1-c(n-2)、serdes-2-c(n-2)、serdes-3-c(n-2)、serdes-4-c(n-2)、serdes-5-c(n-2)和serdes-6-c(n-2)，最后生成out-n-1…out-n-p。

視頻輸出卡out-1，從底板接收由視頻分割卡a和b生成的共6組serdes串行圖像數(shù)據(jù)serdes-1-c0、serdes-2-c0、serdes-3-c0、serdes-4-c0、serdes-5-c0和serdes-6-c0，經(jīng)過ic19（altera公司fpga，型號為：5cgxfc4c6f27）的serdes的串/并轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)成ttl圖像數(shù)據(jù)ttl-1、ttl-2、ttl-3、ttl-4、ttl-5和ttl-6。而后，fpga對ttl-1、ttl-2、ttl-3、ttl-4、ttl-5和ttl-6分別進行serdes并/串轉(zhuǎn)換，生成serdes-1-c1、serdes-2-c1、serdes-3-c1、serdes-4-c1、serdes-5-c1和serdes-6-c1,并輸出給下一張視頻輸出卡out-2。

而同時，ic19把ttl-1、ttl-2、ttl-3、ttl-4、ttl-5和ttl-6重構(gòu)為一幅完整的uhd（4k×2k）畫面尺寸的視頻圖像。對此全畫幅的uhd（4k×2k）視頻圖像，ic19分別剪切出任意2處指定區(qū)域的圖像，并分別對其進行放大或縮小處理，從而分別生成任意2幅像素尺寸不超過hd分辨率格式的視頻圖像，并分別輸出視頻圖像數(shù)據(jù)至ic17（型號為：ite6613）和ic18（型號為：ite6613），經(jīng)ic17、ic18轉(zhuǎn)換成高清（hd）分辨率格式的dvi或hdmi視頻信號out-1-1和out-1-2。為了緩存4k×2k像素尺寸的視頻圖像，ic19外掛了ic13、ic14、ic15和ic16共4片ddr3存儲芯片，均為mt41j64m16jt型號。

一張系統(tǒng)背板或底板，通過插卡結(jié)構(gòu)設(shè)計，連接上述視頻信號輸入模塊、視頻分割單元a、視頻分割單元b和n張視頻輸出卡。其中，視頻信號輸入模塊以hdmi或lvds差分線路傳輸hd信號，以hdmi信號形式傳輸half-uhd-a和half-uhd-b到系統(tǒng)背板或底板，然后經(jīng)系統(tǒng)背板或底板再分別傳輸至視頻分割單元a和視頻分割單元b。

而2張視頻分割單元最后生成的serdes-1-c0、serdes-2-c0、serdes-3-c0、serdes-4-c0、serdes-5-c0和serdes-6-c0串行圖像數(shù)據(jù)也是以lvds差分線路先傳輸?shù)较到y(tǒng)背板或底板，然后經(jīng)系統(tǒng)背板或底板再分別傳輸至第一張視頻輸出卡。

而每張視頻輸出卡再生而成的serdes-1-c(n)、serdes-2-c(n)、serdes-3-c(n)、serdes-4-c(n)、serdes-5-c(n)和serdes-6-c(n)，也是先輸出到系統(tǒng)背板或底板，然后經(jīng)系統(tǒng)背板或底板再傳輸至下一張視頻輸出卡。

其中系統(tǒng)底板和背板設(shè)計有實現(xiàn)系統(tǒng)通訊和控制的電路和軟件，以完成對該裝置各板卡的通訊連接和邏輯控制。

一塊含lcd顯示的按鍵板，可以通過lcd顯示該裝置的設(shè)置參數(shù)和設(shè)備信息，并可通過面板按鍵設(shè)置參數(shù)和操作設(shè)備。

所述的兼容超高清視頻圖像處理系統(tǒng)，其視頻輸入模塊、視頻分割單元a和視頻分割單元b的功能電路可以合并在一塊電路板卡上設(shè)計，這需要更大面積的pcb布線和更大尺寸的板卡結(jié)構(gòu)。

所述系統(tǒng)的視頻分割單元a、視頻分割單元b和所有視頻輸出單元之間，以serdes串行數(shù)據(jù)方式進行視頻圖像的傳輸。根據(jù)所選器件lvds高速差分線路的帶寬，傳輸一幅完整的uhd（4k×2k@60hz）分辨率格式的視頻圖像，共需要分成m組serdes串行數(shù)據(jù)。m（1≤m≤10）。作為一實施例，該高速接口帶寬為3g，共需要6組，為serdes-1-c0、serdes-2-c0、serdes-3-c0、serdes-4-c0、serdes-5-c0和serdes-6-c0。

作為一優(yōu)選實施例，所述兼容超高清的視頻圖像處理系統(tǒng)由視頻輸入卡、視頻分割卡a、視頻分割卡b、4張視頻輸出卡、底板、按鍵板、機箱和電源構(gòu)成。

視頻輸入卡接收如下所列視頻信號：2路cvbs（標清分辨率格式），1路vga（vesa標準，標清/高清格式），1路dvi（vesa標準，標清/高清格式），1路sdi（兼容hd-sdi/3g-sdi），1路hdmi（hdmi2.0標準，兼容4k×2k、hd和sd分辨率格式）。

本實施例提供的裝置，設(shè)計裝配了共4塊視頻輸出卡，分別編號為：out-1、out-2、out-3和out-4。每塊視頻輸出卡的硬件電路和軟件均完全相同，只通過底板配置為不同的地址編號。通過該地址編號，主控軟件可分別對每塊視頻輸出卡單獨進行參數(shù)設(shè)置和命令操作。

本發(fā)明提供的兼容超高清視頻輸入的視頻圖像處理系統(tǒng)及方法，通過采用包括超高清視頻處理單元和高清視頻處理單元的視頻信號輸入模塊，其將超高清信號對半分割為兩路半超高清信號輸出至視頻分割模塊；其將高清、標清信號轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)設(shè)定的統(tǒng)一格式的高清信號輸出至視頻分割模塊，視頻分割模塊對其進行和超高清圖像像素尺寸比例和畫面對應(yīng)位置一致的像素尺寸畫面的放大，然后視頻輸出模塊將接收到的超高清信號剪切分割并放大或縮小成多路高清信號輸出。該系統(tǒng)不僅能夠支持超高清信號的輸入，同時還兼容高清和標清信號的輸入，解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足；且數(shù)據(jù)傳輸過程中采用串行圖像數(shù)據(jù)傳輸，其傳輸大小一致，均衡效果好，且節(jié)省線路數(shù)，布局簡單，便于數(shù)據(jù)傳輸；同時采用多張輸出卡，多管腳輸出，十分方便。

以上是對本發(fā)明的較佳實施進行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可做出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。