Hdmi信号处理系统及处理方法
【专利摘要】本发明公开了一种HDMI信号处理系统，包括接收分解HDMI信号的HDMI信号输入模块，对音、视频信号进行运算处理的信号处理模块，对音频电平表进行校对的校对模块，将运算处理后的信息整合为可视化数据的图像处理模块，以及HDMI信号输出模块。本发明还提出了相应的处理方法，可以将普通带HDMI接口的外设变成专业的监视器，节省大量成本。
【专利说明】HDMI信号处理系统及处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种将HDMI信号进行专业化处理的装置。
【背景技术】
[0002]在电影、电视制作的前期和后期，通常需要对图像进行准确的识别和判断，进而及时对拍摄进行调整。一般采用高端的监视器来对图像进行识别和判断，因为只有高端的监视器才具备专业的音频分析、图像焦点分析和图像亮度分析等功能，但是高端的监视器价格昂贵，成本很高，维护起来也比较麻烦。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了解决上述现有技术中存在的问题，提出一种HDMI信号处理系统，该系统让不具备专业音频分析、专业图像焦点分析和图像亮度分析等功能的显示器或电视机等也能够实现与高端监视器相同的功能。
[0004]本发明所提出的HDMI信号处理系统，包括:
HDMI信号输入模块，接收音视频源的HDMI信号，分解为相应的音频信号、视频信号；信号处理模块，接收所述HDMI信号输入模块的音频信号和视频信号，对音频信号进行分析处理，提取出音频信号的响度，计算形成平均值电平；对视频信号进行分析处理，提取视频信号中的峰值和全画面亮度信息；
校对模块，将平均值电平与标准值进行比对；
图像处理模块，将处理、校对后的信息整合成相应的可视化数据；
HDMI信号输出模块，将图像处理模块整合好的可视化数据，再整合成HDMI协议制式，输出至外部音视频输出设备。
[0005]本发明还提出了一种HDMI信号处理方法，包括如下步骤:
步骤1:接收音视频源的HDMI信号，将HDMI信号分解为相应的音频信号、视频信号；步骤2:对分解后的音、视频信号进行分析和运算，对音频数据进行音频信号电平的测量，提取音频信号的响度，计算形成平均值电平，并与标准值进行对比；对视频信号进行分析处理，提取视频信号中的峰值和全画面亮度信息；
步骤3:将处理、校对后的信息整合成相应的可视化数据；
步骤4:将可视化数据再进行整合形成图像，通过HDMI传输协议中传送至外部音视频输出设备。
[0006]本发明通过HDMI接口，将具有HDMI接口的普通显示设备，也具备专业监视器的功能，可以对拍摄的图像进行展现，从而提高工作人员对图像的判断力，并且可以通过HDMI接口，灵活地选择不同的显示设备，达到不同的视频体验。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]下面，对照附图和较佳实施例对本发明进行详细说明，其中: 图1是本发明的原理图；
图2是本发明的结构示意图；
图3是本发明的方法流程图。
【具体实施方式】
[0008]下面结合附图和实施例对发明进行详细的说明。应当理解，对具体实施例的说明仅仅用以解释本发明提出的技术方案，并非限定本发明。
[0009]如图1所示，本发明所提出的HDMI信号处理系统可以做成一 HDMI转接器，该HDMI转接器连接在音视频源和普通的显示器之间，通过本发明可以使任意的带HDMI接口的音视频输出设备具备专业监视器的功能。
[0010]如图2所示，HDMI信号处理系统包括HDMI信号输入模块，接收音视频源的HDMI信号，分解为相应的音频信号、视频信号；信号处理模块，接收所述HDMI信号输入模块的音频信号和视频信号，对音频信号进行分析处理，提取出音频信号的响度，计算形成平均值电平；对视频信号进行分析处理，提取视频信号中的峰值和全画面亮度信息；校对模块，将平均值电平与标准值进行比对；图像处理模块，将处理、校对后的信息整合成相应的可视化数据；HDMI信号输出模块，将图像处理模块整合好的可视化数据，再整合成HDMI协议制式，输出至外部音视频输出设备；存储模块。可以存储处理好的可视化数据。
[0011]在本实施例中，采用了美国tektronix公司生产的型号为WFM8300波形检测仪得出标准值，与平均值电平进行实时对比，得出实时动态的音频电平值。本发明的信号处理模块所计算、处理的数据涵盖了大部分专业图形所需的数据，最终图像处理模块可整合好的可视化数据包括直方图、斑马线图、伪色图、音频电平表、亮度直方图、黑白单色显示图、全波形图、分色全波形图、矢量图。使得普通显示器可以显示大部分专业的图形图像，实现专业监视器的功能。
[0012]如图3所示，本发明的一实施例还提出了一种HDMI信号处理方法，包括如下步骤:
步骤1:接收音视频源的HDMI信号，并将HDMI信号分解为相应的音频信号、视频信号； 步骤2:分别对音、视频信号进行运算、处理、校对。
[0013]步骤3:将处理、校对后的信息整合成相应的可视化数据；
步骤4:将可视化数据再进行整合形成图像，通过HDMI传输协议中传送至外部音视频输出设备，然后外部音视频输出设备进行解码等操作，在显示屏上进行相应的显示。
[0014]其中，对音频数据进行音频信号电平的测量，主要是将音频信号中的响度提取出来，并计算形成对应的平均值电平(RMS)，然后将计算出来的RMS与美国tektronix公司型号为WFM8300的波形测量仪进行实时DBFS参数对照校正，得出实时动态的音频电平值，这些实时动态的音频电平值转化为可视化数据，可以在屏幕上相应的音量条中显示，用户通过屏幕上显示的音量条可以对音频电平进行时时监控，防止音频强度过高，导致音频的失真。
[0015]上述美国tektronix公司型号为WFM8300的设备在广播电视电影领域广泛用于音频视频信号的标准标定和检测，其中音频响度监视选件执行ITU-R BS.1770-2标准。
[0016]其中对视频信号的处理过程为:提取视频数据中的峰值和全画面亮度信息，根据峰值和全画面亮度信息整合为可视化数据后，可以形成全波形图、直方图、伪色显示、斑马线等。
[0017]其中，峰值是在FPGA中过对画面中相邻像素的对比度进行运算求得差值的峰值，并以指定的颜色进行相关像素的覆盖，从而完成指示图像对焦点。全波形图是依照像素点所表示的光的波长(或称频率)的区别和像素在图像中X轴或Y轴的坐标排布而成的波形图。主要用于全画面的色彩平衡和亮度分布信息的直观获取。伪色显示(False color的测量和显示)则是分别将计算所得的画面中每个像素的亮度以不同分类区间的颜色表示。斑马线(Zebra的测量和显示)在本实施例中以70%和100%亮度作为筛选条件，找到相关亮度区间的像素，并在他们的显示位置上覆盖以动态的斑马线条纹。主要用于快速判断相关区域亮度分布情况。矢量图(Vector Graphic的测量和显示)是通过“伽玛校正”及“组成加权总和”两个步骤逆向进行完成色饱和度抽样，并在极坐标中放置，主要用于观测图像的色溢出情况。直方图(Histogram的测量和显示)则通过FPGA对于每一帧画面中所有像素的亮度进行逐一统计，并排布他们的数量，其中水平轴从左至右为:亮度坐标(0-255)，垂直轴由下至上:数量坐标(O-依画面像素总数而定的最大数字)。
[0018]本发明通过对HDMI的音视频信号进行计算和分析，使得普通显示器也可以显示多种常用的图像，实现高端监视器的功能，大大缩减了拍摄的材料成本。
【权利要求】
1.一种HDMI信号处理系统,其特征在于,包括: HDMI信号输入模块，接收音视频源的HDMI信号，分解为相应的音频信号、视频信号； 信号处理模块，接收所述HDMI信号输入模块的音频信号和视频信号，对音频信号进行分析处理，提取出音频信号的响度，计算形成平均值电平；对视频信号进行分析处理，提取视频信号中的峰值和全画面亮度信息； 校对模块，将平均值电平与标准值进行比对，得出动态实时的音频电平值； 图像处理模块，将处理、校对后的信息整合成相应的可视化数据； HDMI信号输出模块，将图像处理模块整合好的可视化数据，再整合成HDMI协议制式，输出至外部音视频输出设备。
2.如权利要求1所述的HDMI信号处理系统，其特征在于，还包括存储模块，对图像处理模块整合的信号进行存储。
3.如权利要求1所述的HDMI信号处理系统，其特征在于，所述可视化数据包括直方图、斑马线图、伪色图、音频电平表、亮度直方图、黑白单色显示图、全波形图、分色全波形图、矢量图。
4.如权利要求1所述的HDMI信号处理系统，其特征在于，所述标准值根据美国tektronix公司生产的型号为WFM8300波形检测仪得出。
5.一种HDMI信号 处理方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤1:接收音视频源的HDMI信号，将HDMI信号分解为相应的音频信号、视频信号； 步骤2:对音频数据进行音频信号电平的测量，提取音频信号的响度，计算形成平均值电平，并与标准值进行对比；对视频信号进行分析处理，提取视频信号中的峰值和全画面亮度?目息; 步骤3:将处理、校对后的信息整合成相应的可视化数据； 步骤4:将可视化数据再进行整合形成图像，通过HDMI传输协议中传送至外部音视频输出设备。
【文档编号】H04N5/91GK103763498SQ201410034199
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月24日 优先权日:2014年1月24日
【发明者】张治华, 赖喜华 申请人:深圳市影歌科技有限公司