一种异型显示屏像素数据组织与传输方法

1.本发明属于异型屏显示技术领域，具体涉及一种异型显示屏像素数据组织与传输方法。


背景技术：

2.随着景观照明规模的扩大，以线条灯在建筑物立面安装形成阵列，构成一个以灯具为显示单元的显示屏，它的特点是在建筑物立面布灯要受到窗户、阳台等限制，布灯阵列不规则，灯具的通信连接线要根据实际情况变化，不同的工程应用的显示屏布灯规则和连接顺序各不相同。
3.景观照明常用的两种不同的led显示屏及其实现视频图像显示的差异：
4.通用led显示屏：这种显示屏基本显示单元是led模组，led以阵列方式排列，形成一个矩形的显示屏。为了实现视频显示，将矩型显示屏分为多个小的矩形显示模组，每个模组由m*n(行*列)个led组成，由一个接收卡控制，可以看出模组的led行和列数以及内部led串联的方式和顺序都是固定不变的。这种屏称之为通用显示屏。
5.led异型显示屏：这种显示屏基本显示单元是led灯具，每个灯具由多个一字排列的led组成，灯具以阵列方式固定在建筑物的立面上。由于受到建筑物窗和阳台等的限制，灯具的排列缺乏一致性。灯具之间的串联关系是根据现场的实际情况来确定，缺乏规律性。这种屏称之为异型屏或景观照明屏。两种显示屏比较如图1所示，图1(a)是通用显示屏的结构，由4个完全相同的模组拼接而成；图1(b)是异型屏，有3个不能安装灯具的窗户，led灯具之间连接关系根据窗户的大小和位置不同而变化，每一个led灯具串中的灯具数量和连接关系都不相同。
6.对于通用显示屏，显示模组的结构和串行连接完全一致，视频图像进行分块并以固定像素数据排列打包，通过网络将数据包传送到模组，就可以实现正常的视频图像显示。而异型屏，对于不同工程应用，由于led连接顺序和数量各不相同，具有随机性，因此无法像通用显示屏一样，像素数据以固定方式打包传输，必须分别对每一个led灯具串进行像素数据重新排列，然后以灯串数据打包传输，才能实现正确的显示。
7.目前led显示屏控制系统是针对通用显示屏设计的，是将解码后的视频图像，以及模组相对应的图像块内的像素数据以固定顺序打包，通过网络发送到模组控制板，实现视频显示。然而这种以固定顺序和像素点数打包进行图像数据传输方式在异型屏中无法实现正确的视频显示，图像帧像素快速重组打包传输成为异型屏技术瓶颈。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种异型显示屏像素数据组织与传输方法，解决了对以固定顺序和像素点数打包进行图像数据传输方式在异型屏中无法实现正确的视频显示问题。
9.本发明是通过以下技术方案来实现：
10.一种异型显示屏像素数据组织与传输方法，包括：
11.(1)设计像素地址文件
12.1.1、根据建筑物立面设计布灯图；
13.1.2、确定布灯串联关系，对灯具进行编址，得到灯具地址；
14.1.3、分配端口号；
15.1.4、像素编址，得到图像像素地址；
16.1.5、根据布灯图的灯具地址以及图像像素地址，建立图像像素地址和灯具地址的对应关系；
17.1.6、生成像素地址文件：
18.像素地址文件包括控制器参数段和led灯串像素地址段；
19.(2)传输图像
20.2.1、播放器播放视频文件，经解码生成图像数据帧；
21.2.2、对图像数据帧进行变换，得到每一帧图像的rgb数据；
22.2.3、从flash中像素地址文件的第一个像素地址段开始，依次读取led灯串像素地址段；
23.2.4、从像素地址段第8个字节开始连续读取数据，并以此数据作为像素地址从图像帧缓冲区读取像素数据，取代led灯串像素地址段对应的数据，形成led灯串数据段；
24.2.5、将该led灯串数据段打包为udp像素数据包，发送给控制器；
25.2.6、重复2.3～2.5步，直到像素地址文件的像素地址段全部读取完毕；
26.2.7、发送udp显示同步包至控制器，控制器接收并解析后，以串行时序发送数据到对应的led灯具上，完成图像显示。
27.进一步，步骤1.1具体为：确定建筑物立面布灯区域的宽度、高度以及灯间距，完成布灯图设计；布灯图设计时不考虑建筑物不能布灯的区域。
28.进一步，步骤1.2具体为：确定布灯串联关系，并使用连接线表示连接关系，并在图中标出灯具地址，不能布灯区域的灯具不再布线。
29.进一步，步骤1.2中，灯具编址从连接的第一个灯开始，初始地址为1，以连接顺序连续编址，最大编制数量512。
30.进一步，步骤1.3具体为：每一串灯具有唯一端口号，端口号以cxpy方式命名，其中，x取1～128，y取1～16。
31.进一步，步骤1.6中，控制器参数段包括功能域和数据域；
32.功能域包括图像帧的宽度、高度各2个字节，像素地址文件段数2个字节；
33.数据域包括768字节的显示gamma校正表；
34.led灯串像素地址段包括7个字节的功能域和768字节的像素地址域。
35.进一步，s2.2具体包括以下步骤：
36.(2.21)缩放变换：依据像素地址文件提供的宽高数据进行缩放变换，生成和布灯图大小一致的图像；
37.(2.22)对图像进行色彩空间转换得到rgb数据；
38.(2.23)对rgb数据进行显示gamma变换，生成新的rgb数据。
39.进一步，udp像素数据包和udp显示同步包统称为udp数据包，步骤2.7具体为：
40.控制器接收到udp数据包后，解析并读取命令符，判断udp数据包是否为udp像素数
据包，若是，则解析并读取此udp数据包中的id，如果此udp数据包中的id号和控制器的id一致，则解析数据并按端口号存储；
41.若udp数据包不是像素数据包，则判断该udp数据包为udp显示同步包，解析并发送显示同步控制命令，将数据以串行时序发送到led灯串的每个灯具上，完成一帧图像的显示。
42.与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
43.本发明公开了一种异型显示屏像素数据组织与传输方法，区别于通用led显示屏，对于不同的工程，灯具布局和连接关系各不相同的情况下，通过建立布灯图和像素地址文件，进行图像帧变换和像素数据快速重排打包并通过网络传输，实现在异型屏上准确地视频显示；像素地址文件包含异型屏显示相关参数以及led级联串的像素地址；通过像素地址文件可以快速生成对应于led级联串的像素数据包，并通过网络传输到led灯具，实现准确像素传输，达到异型屏视频图片等正确显示目的，满足实际工程应用的需求。
附图说明
44.图1为本发明所述目前景观照明使用的两种类型的显示屏；
45.图2为本发明的技术方案步骤流程图；
46.图3为本发明的建筑物立面布灯图；
47.图4为本发明的布灯通信连接线示意图；
48.图5为本发明的像素地址文件的地址段生成数据包示意图；
49.图6为本发明的异型显示屏视频播放与显示控制系统架构图；
50.图7为本发明的播放器工作流程图；
51.图8为本发明的像素地址文件的像素地址段生成端口像素数据包示意图；
52.图9为本发明的控制器工作流程图。
具体实施方式
53.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本发明实施例对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
54.如图2所示，本发明公开了一种异型显示屏视频播放与显示控制系统像素数据组织与传输方法，其步骤流程如下：
55.步骤一、设计建筑物立面布灯图
56.确定建筑物立面布灯区域的宽度、高度以及灯间距，完成布灯图设计。布灯图设计不考虑建筑物的窗户、阳台等不能布灯的区域，如图3所示，虚线框内有三个不能布灯的窗户。
57.步骤二、确定布灯串联关系
58.确定布灯串联关系，并使用连接线表示连接关系，并在图中标出灯具地址，此时不能布灯区域的灯具不再布线。灯具编址从连接的第一个灯开始，初始地址为1，以连接顺序连续编址，最大编制数量512，如图4所示。
59.步骤三、分配端口号
60.每一串灯具有唯一端口号，端口号以cxpy方式命名，其中，x取1～128，y取1～16。
61.步骤四、像素编址
62.视频解码生成连续的图像帧，经过相关变换生成与布灯图一致灯具数的l*k(宽*高)图像，对变换后的图像像素点进行编址，从第一行左侧开始，从左至右开始顺次编址，然后第二行
……
，直到最后一行。如图5所示，以方框表示的像素地址。
63.步骤五、建立像素地址和灯具地址的对应关系
64.根据布灯通信连接线图的灯具地址以及变换后的图像像素地址，建立像素地址和灯具地址的对应关系，如图5所示，像素地址和灯具地址的对应关系如表1所示：
65.表1为本发明的像素地址和灯具地址的对应关系表
[0066][0067]
步骤六、生成像素地址文件
[0068]
像素地址文件由控制器参数段和led灯串像素地址段组成，即包括1个控制器参数段和2n个led灯串对应的像素地址段组成(n为设计的总的灯串数).每个段可分为功能域和数据域。像素地址文件结构如表2所示。
[0069]
表2像素地址文件结构
[0070][0071]
控制器参数段定义为：
[0072]
控制器参数段功能域包括图像帧的宽度、高度各2个字节，像素地址文件段数2个字节；数据域包括768字节的显示gamma校正表。控制器参数段总共775个字节。
[0073]
led灯串像素地址段定义为：
[0074]
第一、地址段长度固定775byte，包括7个字节的功能域，768字节的像素地址域；
[0075]
第二、功能域定义如表3所示，其中命令符表示本段为led灯串像素地址段；控制器id、端口号分别对应控制器地址和控制器端口号；灯具数表述本控制器端口连接的灯具数量，led驱动类型指示使用的灯珠驱动器类型。
[0076]
表3功能域定义说明由
[0077]
命令识别符控制器id端口号端口包号灯具数led驱动类型1byte1byte1byte1byte2byte1byte
[0078]
于每一端口允许接入最大的灯具数为512，对应的像素数据为1536byte，使用udp发送，由于udp数据包最大为1472byte，故当一个端口灯具数超过256，将端口数据分为两个udp数据包发送。因此在功能域中增加了端口包号，取值为00010001b和00100010b。
[0079]
数据域定义为端口顺序连接的灯具串对应的像素点地址，共768byte。每一端口对应两个数据域，端口包号为00010001b对应前256个灯具，端口包号为00100010b对应后256个灯具。一个端口连接的灯具数不足512，数据域以ff补齐。
[0080]
如图7所示，播放器工作流程为：
[0081]
(1)播放器读入像素地址文件并存储于flash中；
[0082]
(2)播放器播放视频文件，经解码生成图像数据帧；
[0083]
(3)缩放变换：依据像素地址文件提供的宽高进行缩放变换，生成图像和布灯图大小一致的图像；
[0084]
(4)对图像进行色彩空间转换得到rgb数据；
[0085]
(5)对图像rgb数据进行显示gamma变换生成新的rgb数据；
[0086]
(6)从flash中读取第一个led灯串像素地址段；
[0087]
(7)如图8所示，从像素地址段第8个字节开始连续读取数据，并以此数据作为像素地址从图像帧缓冲区读取像素数据，取代像素地址段对应的数据，形成led灯串数据段；
[0088]
例如图8所示端口号为c1p1对应的像素地址段00000000000100000200000300000400000500000600000700000800000900000a00000b00000c00000d00000e00000f00001000001100001200001300001400001500001600001700001800001900001a00001b00001c00001d00001e00001f00002000002100002200002300002400002500002600002700002800002900002a
00002b00002c00002d00002e00002f000030000031000032000033替换为585657c9c9c9ff6305ff6305ff6305ff6204ff6204ff6203ff6203ff6203ff6102ff6101ff6000ff6000ff6203ff6203ff6000ffebdfe0b3b29a0504ff6102ff6000ff6000ff60009a05049a0504ff6203ff6203ff6203ff62039a0504ff6000ff6000ff6000ff60009a0504ffebdfe0b3b2ffebdfffebdf9a0504ffebdfe0b3b2e0b3b29a05049a05049a0504ffebdfff6203e0b3b2ff6000e0b3b2。
[0089]
(8)将该段打包为udp像素数据包，通过千兆网发送到控制器。重复(6)～(7)步，直到全部段对应的udp像素数据包发送完毕。
[0090]
(9)发送udp显示同步包至控制器，控制器接收并解析后，以串行时序发送数据到对应的led灯具上，完成图像显示。
[0091]
udp像素数据包和udp显示同步包统称为udp数据包，如图9所示，控制器工作流程为：
[0092]
控制器接收到udp数据包后，解析并读取命令符，判断udp数据包是否为udp像素数据包，若是，则解析并读取此udp数据包中的id，如果此udp数据包中的id号和控制器的id一致，则解析数据并按端口号存储；
[0093]
若udp数据包不是像素数据包，则判断该udp数据包为udp显示同步包，解析并发送显示同步控制命令，将数据以串行时序发送到led灯串的每个灯具上，完成一帧图像的显示。
[0094]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对实施例进行多种变化、修改、替换和变型，这些变化、修改、替换和变型都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附权利要求及其等效物界定。