一种竖屏驱动系统及竖屏驱动方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种竖屏驱动系统及竖屏驱动方法，尤其涉及一种用于广播电视行业的监视器的基于FPGA视频图像旋转驱动竖屏的系统及方法。
【背景技术】
[0002]在广播电视行业，监视器的应用覆盖了从拍摄到播出整个节目制作的环节，由于广播电视行业的特殊性，其对监视器的要求非常严苛，需要色彩还原准确、可视角度高、亮度高等，而这些特点也决定了广电监视器对于显示屏的要求特别高，目前行业内的小尺寸显示屏基本被国外大公司垄断，而且价格很高，很大程度上制约了国内小尺寸广电监视器的发展。近年来随着大尺寸手机、平板电脑的普及，市面上出现了很多性价比很高的小尺寸显示屏，但受其用途的限制，这些显示屏都是竖屏，和广电行业通用的视频格式和视频处理芯片不兼容。如果要采用这些竖屏显示屏作为广电行业的显示屏，必须把视频进行90°旋转才能匹配。如果使用市面上流行的安卓芯片来实现视频的90°旋转，又不能满足广电行业的小尺寸监视器要求视频信号的不失真、稳定性高、开关机反应迅速、低功耗等要求。
[0003]随着视频高清技术的发展，广电监视器对视频数据存储和传输都提出了很高的要求，现有技术中有一些使用传统的FPGA+SRAM来实现视频旋转的技术方案，在专利名称为“画面可旋转摄像机的设计方法”、申请号为201010607632.6，专利名称为“一种视频旋转方法”、申请号为201210320566.3，专利名称为“一种单通道缓存视频旋转装置”、申请号为201420240311.0等专利文献中都记载了类似的技术方案，但这种方案通常只能用来处理低速率的视频，如标清视频，如果用来实现高清视频的旋转，必须要选用价格昂贵的高性能高容量的SRAM，不适于大规模推广应用。对此，有必要提出一种解决办法。
【发明内容】
[0004]为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种竖屏驱动系统，本发明不改变传统广电监视器的构架，实现视频旋转，不增加硬件部件，并且保留了系统稳定、结构简单、功耗较低等特点，灵活性好、数据处理速度快。
[0005]本发明所提供的竖屏驱动系统，包括依次连接的行场同步生成模块、存储器控制模块、视频输出模块，还包括分别与所述存储器控制模块、视频输出模块连接的竖屏时序生成模块；所述存储器控制模块与存储器连接；所述视频输出模块与竖屏显示器连接；
[0006]所述行场同步生成模块用于根据输入的视频信号生成有效图像区间的行场同步信号；所述竖屏时序生成模块根据竖屏显示器的物理时序，生成符合后端竖屏显示器的行场同步信号和视频有效信号；
[0007]所述存储器控制模块用于实现视频信号在存储器中的读写控制；根据所述行场同步生成模块生成的行场同步信号将视频信号直接存入或旋转后存入存储器；如果视频信号直接存入存储器，则所述存储器控制模块根据所述竖屏时序生成模块生成的行场同步信号将存储器中的视频数据读出并旋转后输出至所述视频输出模块，否则将存储器中的视频数据读出后直接输出至所述视频输出模块；
[0008]所述视频输出模块用于将所述存储器控制模块输出的视频数据、所述竖屏时序生成模块生成的行场同步信号、视频有效信号转换成符合竖屏显示器要求的格式并驱动竖屏显示器，实现视频数据在竖屏显示器上的显示。
[0009]存储器控制模块对存储器的读写操作交替进行，在存入一帧数据之后，开始读取存储器中的数据，同时向存储器写第二帧数据，依次轮流操作产生源源不断的视频数据输出。
[0010]为保证视频信号不失真，视频信号通常采用RGB格式，如果输入的视频信号非RGB格式，可在存储前，将视频信号转换成RGB格式，或者在将视频数据从存储器中读出时，将该数据格式转换成RGB格式。不同的竖屏显示器可接收的数据格式也可能存在差异，在驱动竖屏显示器显示时，需要将相关数据转换成符合竖屏显示器要求的格式，如支持LVDS信号格式的竖屏显示器，视频输出模块将视频信号、所述竖屏时序生成模块生成的行场同步信号、视频有效信号转换成LVDS信号驱动竖屏显示器。
[0011]由于输入的视频信号的分辨率与竖屏显示器的分辨率可能存在不同，需要根据竖屏显示器的分辨率进行缩放处理，由所述行场同步生成模块根据后端竖屏显示器的分辨率对输入的视频信号进行缩放，即后端竖屏分辨率为NXM，将视频信号按照分辨率MXN进行缩放。
[0012]所述存储器控制模块包括读模块和写模块；
[0013]可以先对视频信号进行旋转，将旋转后的视频数据存入存储器，此时，所述写模块根据所述行场同步生成模块生成的行场同步信号生成横纵坐标，将横坐标作为存储器的写列地址，纵坐标作为存储器的写行地址，实现视频信号旋转后存入存储器；所述读模块根据所述竖屏时序生成模块生成的行场同步信号生成横纵坐标，将横坐标作为存储器的读行地址，纵坐标作为存储器的读列地址，顺序读取存储器内的视频数据，并将该视频数据输出至所述视频输出模块。
[0014]还可以在存储时不对视频信号进行旋转处理，而是在从存储器中读取数据时进行旋转，此时，所述写模块根据所述行场同步生成模块生成的行场同步信号生成横纵坐标，将横坐标作为存储器的写行地址，纵坐标作为存储器的写列地址，将视频信号直接存入存储器；所述读模块根据所述竖屏时序生成模块生成的行场同步信号生成横纵坐标，将横坐标作为存储器的读列地址，纵坐标作为存储器的读行地址，顺序读取存储器内的视频数据，实现视频数据的旋转，并将旋转后的视频数据输出至所述视频输出模块。
[0015]优选地，所述写模块根据存储器的突发长度确定每次存入存储器的数据量，以该数据量为基数，将输入的视频信号在缓冲存储区RAMl、RAM2之间进行乒乓操作；即对RAMl进行写操作时，读取RAM2中上一存储周期存入的数据，再根据所述行场同步生成模块生成的行场同步信号生成横纵坐标，将横坐标作为存储器的写列地址，纵坐标作为存储器的写行地址，将从RAM2中读出的数据存入存储器；对RAM2进行写操作时，读取RAMl中上一存储周期存入的数据，再根据所述行场同步生成模块生成的行场同步信号生成横纵坐标，将横坐标作为存储器的写列地址，纵坐标作为存储器的写行地址，将从RAMl中读出的数据存入存储器；所述读模块将从存储器中读出的数据先送入异步FIFO中进行缓存，通过异步FIFO将数据输出至所述视频输出模块。
[0016]本发明还提供一种竖屏驱动方法，包括以下步骤:
[0017](I)根据输入的视频信号生成有效图像区间的行场同步信号；
[0018](2)根据步骤(I)中生成的行场同步信号将输入的视频信号直接存入或旋转后存入存储器；
[0019](3)根据竖屏显示器的物理时序生成符合后端竖屏显示器的行场同步信号和视频有效信号；
[0020](4)如果步骤(2)中的视频信号直接存入存储器，则根据步骤(3)中生成的行场同步信号读取存储器中的视频数据并进行旋转；否则，根据据步骤(3)中生成的行场同步信号直接读取存储器中的视频数据；
[0021](5)将步骤(4)中读取的数据，以及步骤(3)中生成的行场同步信号、视频有效信号转换成符合竖屏显示器要求的格式以驱动竖屏显示器，实现视频数据在竖屏显示器上的显不O
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