一種大容量高清視頻矩陣系統(tǒng)及矩陣的實現(xiàn)方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及視頻矩陣領域，特別涉及一種大容量高清視頻矩陣系統(tǒng)及矩陣的實現(xiàn)方法。
【背景技術】
[0002]近年來，大容量高清視頻矩陣系統(tǒng)在視頻會議、指揮控制中心、公共交通和醫(yī)療等各個領域取得了廣泛的應用。在實際項目施工中，隨著通道數(shù)量的增加，布線施工愈趨復雜，顯示設備又往往設置在不同空間，大大增加了故障排查難度。OSD(On Screen Display)技術在顯示設備上顯示通道信息，是矩陣系統(tǒng)設計不可或缺的部分。
[0003]將被疊加的字符或圖像數(shù)據(jù)保存在FPGA內部的ROM中，由內部邏輯控制電路產(chǎn)生時序，在視頻信號上實現(xiàn)字符圖像的疊加，是最常見的方式。但這種技術方案會耗用大量的ROM資源，如果OSD的數(shù)據(jù)量太大，有時根本無法實現(xiàn)。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術問題在于，針對現(xiàn)有技術的上述耗用大量的ROM資源、在OSD的數(shù)據(jù)量太大時無法實現(xiàn)在視頻信號上進行字符圖像的疊加的缺陷，提供一種降低ROM資源消耗、當OSD的數(shù)據(jù)量太大時能實現(xiàn)在視頻信號上進行字符圖像的疊加的大容量高清視頻矩陣系統(tǒng)及矩陣的實現(xiàn)方法。
[0005]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:構造一種大容量高清視頻矩陣系統(tǒng)，包括人機交互單元、主控板、輸出板和背板卡槽，所述主控板分別與所述人機交互單元和輸出板連接，所述輸出板還與所述背板卡槽連接，所述人機交互單元包括上位機或觸摸屏，所述觸摸屏設有OSD使能開關，所述主控板包括第一 MCU，所述輸出板包括第二 MCU和FPGA，所述背板卡槽設有EEPR0M，所述上位機或觸摸屏將OSD開關信號傳送給所述第一MCU,所述第一 MCU收到所述OSD開關信號并將其傳送給所述第二 MCU，所述第二 MCU對所述OSD開關信號進行解析、同時讀取所述EEPROM獲取所述輸出板的通道位置信息，所述第二MCU通過串口向所述FPGA發(fā)送OSD開關信號和所述輸出板的通道位置信息，所述FPGA獲取所述OSD開關信號和所述輸出板對應的通道號、將所述輸出板對應的通道號嵌入視頻數(shù)據(jù)流或者從視頻數(shù)據(jù)流中去除、并將需要疊加的字符設計成指定大小的點陣形式進行保存。
[0006]在本發(fā)明所述的大容量高清視頻矩陣系統(tǒng)中，所述FPGA包括串口解析模塊、OSD嵌入模塊、OSD字符編碼模塊、視頻流輸入模塊和視頻流輸出模塊，所述串口解析模塊與所述第二 MCU連接、用于解析所述OSD開關信號和所述輸出板對應的通道號，所述OSD嵌入模塊與所述串口解析模塊連接、用于判斷所述OSD開關信號并將所述輸出板對應的通道號嵌入視頻數(shù)據(jù)流或者從視頻數(shù)據(jù)流中去除，所述OSD字符編碼模塊與所述OSD嵌入模塊連接、用于將需要疊加的字符設計成指定大小的點陣形式進行保存，所述視頻流輸入模塊與所述OSD嵌入模塊連接、用于視頻流的輸入，所述視頻流輸出模塊與所述OSD嵌入模塊連接、用于視頻流的輸出。
[0007]在本發(fā)明所述的大容量高清視頻矩陣系統(tǒng)中，所述第一 MCU通過CAN總線通道與所述第二 MCU通訊，所述第二 MCU通過I2C總線與所述EEPROM通訊。
[0008]在本發(fā)明所述的大容量高清視頻矩陣系統(tǒng)中，所述指定大小為5行10列。
[0009]本發(fā)明還涉及一種大容量高清視頻矩陣的實現(xiàn)方法，包括如下步驟:
[0010]A)用戶通過上位機或觸摸屏的OSD使能開關打開或關閉矩陣系統(tǒng)的OSD功能；
[0011]B)所述上位機或觸摸屏通過串口向第一 MCU傳送OSD開關信號，所述第一 MCU收到所述OSD開關信號，通過CAN總線通道通知矩陣系統(tǒng)的第二 MCU打開或關閉OSD顯示；
[0012]C)所述第二 MCU解析所述OSD開關信號，同時通過I2C總線讀取背板卡槽上的EEPROM獲取輸出板的通道位置信息；
[0013]D)所述第二 MCU通過串口向FPGA傳遞所述OSD開關信號和所述輸出板的通道位置信息；
[0014]E)所述FPGA內部通過解析串口時序獲取所述OSD開關信號和所述輸出板對應的通道號；
[0015]F)0SD嵌入模塊判斷所述OSD開關信號，并根據(jù)判斷結果確定將所述輸出板對應的通道號嵌入視頻數(shù)據(jù)流或從視頻數(shù)據(jù)流中去除；
[0016]G)OSD字符編碼模塊將需要疊加的字符設計成指定大小的點陣形式進行保存。
[0017]在本發(fā)明所述的大容量高清視頻矩陣的實現(xiàn)方法中，所述步驟F)進一步包括:
[0018]Fl)所述OSD嵌入模塊判斷OSD開關信號是否是使能信號，如是，執(zhí)行步驟F2);否貝1J，直接將輸入的視頻數(shù)據(jù)流打拍輸出；
[0019]F2)對輸入的視頻數(shù)據(jù)流的像素時鐘、行同步信號和場同步信號進行計數(shù)，得到視頻數(shù)據(jù)的有效區(qū)域的像素坐標，執(zhí)行步驟F3);
[0020]F3)判斷所述像素坐標是否落在需要嵌入的OSD區(qū)域的范圍內，如是，執(zhí)行步驟F4);否則，直接輸出視頻數(shù)據(jù)流；
[0021 ] F4)對所述像素坐標進行轉換并傳送到OSD字符編碼模塊，把從所述OSD字符編碼模塊讀取的編碼數(shù)據(jù)嵌入到輸入的視頻數(shù)據(jù)流。
[0022]在本發(fā)明所述的大容量高清視頻矩陣的實現(xiàn)方法中，所述OSD嵌入模塊預設所述OSD區(qū)域的行總像素和列總像素，并將所述OSD區(qū)域的行總像素和列總像素傳送到所述OSD字符編碼模塊。
[0023]在本發(fā)明所述的大容量高清視頻矩陣的實現(xiàn)方法中，所述步驟F4)中，OSD字符編碼模塊接收OSD嵌入模塊發(fā)送的坐標，根據(jù)所述坐標在所述OSD區(qū)域內的位置輸出對應的視頻顏色數(shù)據(jù)。
[0024]在本發(fā)明所述的大容量高清視頻矩陣的實現(xiàn)方法中，所述指定大小為5行10列。
[0025]實施本發(fā)明的大容量高清視頻矩陣系統(tǒng)及矩陣的實現(xiàn)方法，具有以下有益效果:由于使用人機交互單元、主控板、輸出板和背板卡槽，人機交互單元包括上位機或觸摸屏，觸摸屏設有OSD使能開關，主控板包括第一 MCU，輸出板包括第二 MCU和FPGA，背板卡槽設有EEPR0M，上位機或觸摸屏將OSD開關信號傳送給第一 MCU，第一 MCU收到OSD開關信號并將其傳送給第二 MCU，第二 MCU對OSD開關信號進行解析、同時讀取EEPROM獲取輸出板的通道位置信息，第二 MCU通過串口向FPGA發(fā)送OSD開關信號和輸出板的通道位置信息，F(xiàn)PGA獲取OSD開關信號和所述輸出板對應的通道號、將通道號嵌入視頻數(shù)據(jù)流或者從視頻數(shù)據(jù)流中去除、并將需要疊加的字符設計成指定大小的點陣形式進行保存，這樣就不需要占用FPGA內部的ROM，所以其降低ROM資源消耗、當OSD的數(shù)據(jù)量太大時能實現(xiàn)在視頻信號上進行字符圖像的疊加。
【附圖說明】
[0026]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)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0027]圖1為本發(fā)明大容量高清視頻矩陣系統(tǒng)及矩陣的實現(xiàn)方法一個實施例中大容量高清視頻矩陣系統(tǒng)的結構示意圖；
[0028]圖2為所述實施例中大容量高清視頻矩陣的實現(xiàn)方法的流程圖；
[0029]圖3為所述實施例中OSD嵌入模塊判斷OSD開關信號，并根據(jù)判斷結果確定將輸出板對應的通道號嵌入視頻數(shù)據(jù)流或從視頻數(shù)據(jù)流中去除的具體流程圖。
【具體實施方式】
[0030]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。
[0031]在本發(fā)明大容量高清視頻矩陣系統(tǒng)及矩陣的實現(xiàn)方法實施例中，其大容量高清視頻矩陣系統(tǒng)的結構示意圖如圖1所示。圖1中，該大容量高清視頻矩陣系統(tǒng)包括人機交互單元1、主控板2、輸出板3和背板卡槽4，主控板2分別與人機交互單元I和輸出板3連接，輸出板3還與背板卡槽4連接，人機交互單元I包括上位機或觸摸屏，觸摸屏設有OSD使能開關(圖中未示出)，主控板2包括第一 MCU21，輸出板3包括第二 MCU31和FPGA，背板卡槽4設有EEPR0M(圖中未示出)，上位機或觸摸屏將OSD開關信號傳送給第一 MCU21，第一MCU21收到OSD開關信號并將其傳送給第二 MCU31，第二 MCU31對OSD開關信號進行解析、同時讀取EEPROM獲取輸出板3的通道位置信息，第二 MCU31通過串口向FPGA發(fā)送OSD開關信號和輸出板3的通道位置信息，F(xiàn)PGA獲取OSD開關信號和輸出板3對應的通道號、將輸出板3對應的通道號嵌入視頻數(shù)據(jù)流或者從視頻數(shù)據(jù)流中去除、并將需要疊加的字符設計成指定大小的點陣形式進行保存。這樣就不需要占用FPGA內部的R0M，所以其降低ROM資源消耗、當OSD的數(shù)據(jù)量太大時能實現(xiàn)在視頻信號上進行字符圖像的疊加。
[0032]本實施例中，F(xiàn)PGA包括串口解析模塊32、OSD嵌入模塊33、OSD字符編碼模塊34、視頻流輸入模塊35和視頻流輸出模塊36，串口解析模塊32與第二 MCU31連接、用于解析OSD開關信號和輸出板對應的通道號，OSD嵌入模塊33與串口解析模塊32連接、用于判斷OSD開關信號并將輸出板對應的通道號嵌入視頻數(shù)據(jù)流或者從視頻數(shù)據(jù)流中去除，OSD字符編碼模塊34與OSD嵌入模塊33連接、用于將需要疊加的字符設計成指定大小的點陣形式進行保存，視頻流輸入模塊35與OSD嵌入模塊33連接、用于視頻流的輸入，視頻流輸出模塊36與OSD嵌入模塊33連接、用于視頻流的輸出。本實施例中，上述指定大小為5行10列，也就是5 - 10的點陣。當然，在本實施例的一些情況下，指定大小可根據(jù)具體情況進行相應調整。
[0033]本實施例中，第一 MCU21通過CAN總線通道與第二 MCU31通訊，第二 MCU31通過I2C總線與EEPROM通訊。
[0034]本實施例還涉及一種大容量高清視頻矩陣的實現(xiàn)方法，其流程圖如圖2所示。圖2中，該大容量高清視頻矩陣系統(tǒng)的實現(xiàn)方法包括如下步驟:
[0035]步驟SOl用戶通過上位機或觸摸屏的OSD使能開關打開或關閉矩陣系統(tǒng)的OSD功能:本步驟中，戶通過上位機或觸摸屏的OSD使能開關打開或關閉矩陣系統(tǒng)(即大容量高清視頻矩陣系統(tǒng))的OSD功能。
[0036]步驟S02上位機或觸摸屏通過串口向第一 MCU傳送OSD開關信號，第一 MCU收到OSD開關信號，