专利名称：一种支持高分辨率的多功能图像处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种支持高分辨率的多功能图像处理装置，应用于对各种模拟或数字图像输入进行处理，并支持高清视频分辨率格式。
背景技术：
目前显示设备的图像处理主要有以下两种方法一种是基于现有的系统硬件设计，由软件实现多种图像格式的处理和转换；另外一种是完全依赖硬件的系统设计，由硬件完成对图像的处理。
但是上述的两种方法都存在一定的缺陷，由于高清视频的图像输入处理所需的系统带宽和内存非常大，所以第一种基于软件实现的方法，当处理单路高清信号或者多路信号的时候，会显得力不从心；而第二种基于硬件系统的方法，虽然系统带宽和内存的性能都能达到要求，但是这种方法往往功能比较单一，只能针对一种或者某几种类似的模拟视频信号进行处理，缺乏兼容性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种支持高分辨率的多功能图像处理装置，其完全基于硬件结构实现，具有良好的兼容性，可支持高清视频分辨率的模拟或是数字输入的图像。
为了达到上述目的，本发明提供一种支持高分辨率的多功能图像处理装置，其包含依次连接的图像输入模块，图像处理模块和图像输出模块；所述的图像输入模块包含数字图像输入端口和模拟图像输入单元；所述的模拟图像输入单元包含依次连接的模拟图像输入端口和A/D(模/数)转换单元；对输入的模拟信号通过相应的A/D转换单元转换为相应的数字输入格式，再输入到图像处理模块中进行处理；所述的图像处理模块包含模式配置单元，图像处理单元和缓存单元，该模式配置单元和图像处理单元双向连接，该图像处理单元和缓存单元双向连接；所述的图像处理单元的输入端分别连接数字图像输入端口和A/D转换单元的输出端，接收直接输入的数字图像信号，以及模拟信号经过A/D转换后的相应数字图像信号；所述的图像处理单元由FPGA(可编程逻辑器)实现，对图像进行帧的重现、整理、采集和整合等操作，包含对图像进行旋转，分割及多路输入整合显示；所述的缓存单元由SDRAM(动态随机存储器)实现，其对FPGA的图像处理单元的图像进行缓存，可根据实际需要处理的图像分辨率来选择该SDRAM的存储容量大小；由于本发明中进行的图像处理需要大批量且高速度的数据处理，SDRAM的读写速度较高，可适应大批量的数据交互；所述的模式配置单元是由MCU(微控制器)实现，对FPGA的图像处理单元进行模式切换和控制，包括当外界信号源出现变换的时候，模式配置单元可以根据需要，对图像处理单元进行状态调整，使其视频解码环境适用于当前输入的视频信号；由MCU控制FPGA的图像处理单元对输入的高分辨率的图像进行旋转、或分割、或多路输入整合显示的操作；所述的图像输出模块包含数字图像输出端口和模拟图像输出单元；所述的模拟图像输出单元包含依次连接的D/A(数/模)转换单元和模拟图像输出端口；所述的图像处理模块的输出端分别连接数字图像输出端口和D/A转换单元的输入端，输出处理完毕的数字图像信号；所述的模拟图像输出单元对输出的数字图像信号进行D/A转换，得到相应的模拟输出图像信号，并经由模拟图像输出端口输出。
本发明提供的支持高分辨率的多功能图像处理装置，由于设置了模式配置单元，对于不同格式的输入信号以及不同需求的图像处理要求，均可通过对图像处理单元进行切换和控制实现，具有良好的兼容性，具体包含以下特点
1、可以根据输入信号的改变而调整图像处理单元的相应状态。
2、可对单路图像进行旋转、分割和放缩等操作。
3、可对多路图像进行叠加整合显示的操作。
4、可同时支持模拟和数字的图像输入输出本发明支持的模拟输入信号和模拟输出信号包括以下格式AV(标准视频)输入，S-VIDEO(二分量视频)输入，YPbPr(分量信号)输入和VGA(视频图形阵列)输入；本发明支持的数字输入信号和数字输出信号包括以下格式24bit RGB输入，656输入，601输入和LVDS(低压差分信号)输入。
本发明提供的支持高分辨率的多功能图像处理装置，基于硬件结构实现，相应系统带宽、内存的性能和速度等都可达到要求，并可支持高清视频分辨率的模拟或是数字输入的图像。
图1是本发明提供的支持高分辨率的多功能图像处理装置的结构示意图；图2是本发明提供的支持高分辨率的多功能图像处理装置的应用示意图。
具体实施例方式
以下根据图1和图2，具体说明本发明的一种较佳实施方式如图1所示，本发明提供一种支持高分辨率的多功能图像处理装置，其包含依次连接的图像输入模块1，图像处理模块2和图像输出模块3；所述的图像输入模块1包含数字图像输入端口101和模拟图像输入单元；所述的模拟图像输入单元包含依次连接的模拟图像输入端口102和A/D转换单元103；对输入的模拟信号通过相应的A/D转换单元103转换为相应的数字输入格式，再输入到图像处理模块2中进行处理；本实施例中，所述的A/D转换单元103的型号为SAA7114；所述的图像处理模块2包含模式配置单元201，图像处理单元202和缓存单元203，该模式配置单元201和图像处理单元202双向连接，该图像处理单元202和缓存单元203双向连接；
所述的图像处理单元202的输入端分别连接数字图像输入端口101和A/D转换单元103的输出端，接收直接输入的数字图像信号，以及输入的模拟信号经过A/D转换后的相应数字图像信号；所述的图像处理单元202由FPGA实现，对图像进行帧的重现、整理、采集和整合等操作，包含对图像进行旋转，分割及多路输入整合显示；该图像处理单元202采用Xilinx公司的型号为x3s250E的FPGA实现。
所述的缓存单元203由SDRAM实现，其对FPGA的图像处理单元202的图像进行缓存，可根据实际需要处理的图像分辨率来选择该SDRAM的存储容量大小；该SDRAM的型号为HY57v642612。
由于本发明中进行的图像处理需要大批量且高速度的数据处理，SDRAM的读写速度较高，可适应大批量的数据交互；所述的模式配置单元201是由MCU实现，对FPGA的图像处理单元2进行模式切换和控制，包括当外界信号源出现变换的时候，模式配置单元201可以根据需要，对图像处理单元202进行状态调整，使其视频解码环境适用于当前输入的视频信号；由MCU 201控制FPGA的图像处理单元202对输入的高分辨率的图像进行旋转、或分割、或多路输入整合显示的操作；本实施例中，MCU的模式配置单元201采用的是ARM7的32位处理器；所述的图像输出模块3包含数字图像输出端口301和模拟图像输出单元；所述的模拟图像输出单元包含依次连接的D/A转换单元303，模拟图像输出端口302；所述的图像处理模块202的输出端分别连接数字图像输出端口301和D/A转换单元303的输入端，输出处理完毕的数字图像信号；所述的模拟图像输出单元对输出的数字图像信号进行D/A转换，得到相应的模拟输出图像信号，并经由模拟图像输出端口302输出；所述的D/A转换单元303的型号为AD7322。
本发明提供的支持高分辨率的多功能图像处理装置，由于设置了模式配置单元，对于不同格式的输入信号以及不同需求的图像处理要求，均可通过对图像处理单元进行切换和控制实现，具有良好的兼容性，具体包含以下特点1、可以根据输入信号的改变而调整图像处理单元的相应状态。
2、可对单路图像进行旋转、分割和放缩等操作。
3、可对多路图像进行叠加整合显示的操作。
4、可同时支持模拟和数字的图像输入输出本发明支持的模拟输入信号和模拟输出信号包括以下格式AV输入，S-VIDEO输入，YPbPr输入和VGA输入；本发明支持的数字输入信号和数字输出信号包括以下格式24bitRGB输入，656输入，601输入和LVDS输入。
如图2所示，现通过一具体实施例来进一步说明，本实施例中，模式配置单元分别控制图像处理单元在图像处理通道1对输入信号源1进行图像旋转，在图像处理通道2对输入信号源2进行放缩处理，在图像处理通道3将输入信号源3和输入信号源2叠加，最终输出处理后的信号，从而达到需求。
本发明提供的支持高分辨率的多功能图像处理装置，基于硬件结构实现，相应系统带宽、内存的性能和速度等都可达到要求，并可支持高清视频分辨率的模拟或是数字输入的图像。
权利要求
1.一种支持高分辨率的多功能图像处理装置，其特征在于，包括依次连接的图像输入模块(1)，图像处理模块(2)和图像输出模块(3)；所述的图像输入模块(1)包含数字图像输入端口(101)和模拟图像输入单元；所述的图像处理模块(2)包含模式配置单元(201)，图像处理单元(202)和缓存单元(203)；所述的模式配置单元(201)和图像处理单元(202)双向连接，所述的图像处理单元(202)和缓存单元双(203)向连接；所述的图像输出模块(3)包含数字图像输出端口(301)和模拟图像输出单元。
2.如权利要求1所述的支持高分辨率的多功能图像处理装置，其特征在于，所述的模拟图像输入单元包含依次连接的模拟图像输入端口(102)和模/数转换单元(103)。
3.如权利要求1所述的支持高分辨率的多功能图像处理装置，其特征在于，所述的模拟图像输出单元包含依次连接的数/模转换单元(303)和模拟图像输出端口(302)。
4.如权利要求1所述的支持高分辨率的多功能图像处理装置，其特征在于，所述的图像处理单元(202)的输入端分别连接数字图像输入端口(101)和模/数转换单元(103)的输出端；所述的图像处理模块(202)的输出端分别连接数字图像输出端口(301)和数/模转换单元(303)的输入端。
5.如权利要求1所述的支持高分辨率的多功能图像处理装置，其特征在于，所述的图像处理单元(202)是可编程逻辑器。
6.如权利要求1所述的支持高分辨率的多功能图像处理装置，其特征在于，所述的缓存单元(203)是动态随机存储器。
7.如权利要求1所述的支持高分辨率的多功能图像处理装置，其特征在于，所述的模式配置单元(201)是微控制器。
全文摘要
一种支持高分辨率的多功能图像处理装置，其包含依次连接的图像输入模块，图像处理模块和图像输出模块；该图像输入模块包含数字图像输入端口和模拟图像输入单元；该图像处理模块包含模式配置单元，图像处理单元和缓存单元，模式配置单元和图像处理单元双向连接，图像处理单元和缓存单元双向连接；该图像输出模块包含数字图像输出端口和模拟图像输出单元。本发明提供的支持高分辨率的多功能图像处理装置，完全基于硬件结构实现，具有良好的兼容性，可支持高清视频分辨率的模拟或是数字输入的图像。
文档编号H04N5/44GK101014112SQ20071003745
公开日2007年8月8日 申请日期2007年2月13日 优先权日2007年2月13日
发明者环翾, 姚赟, 李庆谊 申请人:上海广电(集团)有限公司中央研究院