一种大容量高清视频矩阵系统及矩阵的实现方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及视频矩阵领域，特别涉及一种大容量高清视频矩阵系统及矩阵的实现方法。
【背景技术】
[0002]近年来，大容量高清视频矩阵系统在视频会议、指挥控制中心、公共交通和医疗等各个领域取得了广泛的应用。在实际项目施工中，随着通道数量的增加，布线施工愈趋复杂，显示设备又往往设置在不同空间，大大增加了故障排查难度。OSD(On Screen Display)技术在显示设备上显示通道信息，是矩阵系统设计不可或缺的部分。
[0003]将被叠加的字符或图像数据保存在FPGA内部的ROM中，由内部逻辑控制电路产生时序，在视频信号上实现字符图像的叠加，是最常见的方式。但这种技术方案会耗用大量的ROM资源，如果OSD的数据量太大，有时根本无法实现。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述耗用大量的ROM资源、在OSD的数据量太大时无法实现在视频信号上进行字符图像的叠加的缺陷，提供一种降低ROM资源消耗、当OSD的数据量太大时能实现在视频信号上进行字符图像的叠加的大容量高清视频矩阵系统及矩阵的实现方法。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种大容量高清视频矩阵系统，包括人机交互单元、主控板、输出板和背板卡槽，所述主控板分别与所述人机交互单元和输出板连接，所述输出板还与所述背板卡槽连接，所述人机交互单元包括上位机或触摸屏，所述触摸屏设有OSD使能开关，所述主控板包括第一 MCU，所述输出板包括第二 MCU和FPGA，所述背板卡槽设有EEPR0M，所述上位机或触摸屏将OSD开关信号传送给所述第一MCU,所述第一 MCU收到所述OSD开关信号并将其传送给所述第二 MCU，所述第二 MCU对所述OSD开关信号进行解析、同时读取所述EEPROM获取所述输出板的通道位置信息，所述第二MCU通过串口向所述FPGA发送OSD开关信号和所述输出板的通道位置信息，所述FPGA获取所述OSD开关信号和所述输出板对应的通道号、将所述输出板对应的通道号嵌入视频数据流或者从视频数据流中去除、并将需要叠加的字符设计成指定大小的点阵形式进行保存。
[0006]在本发明所述的大容量高清视频矩阵系统中，所述FPGA包括串口解析模块、OSD嵌入模块、OSD字符编码模块、视频流输入模块和视频流输出模块，所述串口解析模块与所述第二 MCU连接、用于解析所述OSD开关信号和所述输出板对应的通道号，所述OSD嵌入模块与所述串口解析模块连接、用于判断所述OSD开关信号并将所述输出板对应的通道号嵌入视频数据流或者从视频数据流中去除，所述OSD字符编码模块与所述OSD嵌入模块连接、用于将需要叠加的字符设计成指定大小的点阵形式进行保存，所述视频流输入模块与所述OSD嵌入模块连接、用于视频流的输入，所述视频流输出模块与所述OSD嵌入模块连接、用于视频流的输出。
[0007]在本发明所述的大容量高清视频矩阵系统中，所述第一 MCU通过CAN总线通道与所述第二 MCU通讯，所述第二 MCU通过I2C总线与所述EEPROM通讯。
[0008]在本发明所述的大容量高清视频矩阵系统中，所述指定大小为5行10列。
[0009]本发明还涉及一种大容量高清视频矩阵的实现方法，包括如下步骤:
[0010]A)用户通过上位机或触摸屏的OSD使能开关打开或关闭矩阵系统的OSD功能；
[0011]B)所述上位机或触摸屏通过串口向第一 MCU传送OSD开关信号，所述第一 MCU收到所述OSD开关信号，通过CAN总线通道通知矩阵系统的第二 MCU打开或关闭OSD显示；
[0012]C)所述第二 MCU解析所述OSD开关信号，同时通过I2C总线读取背板卡槽上的EEPROM获取输出板的通道位置信息；
[0013]D)所述第二 MCU通过串口向FPGA传递所述OSD开关信号和所述输出板的通道位置信息；
[0014]E)所述FPGA内部通过解析串口时序获取所述OSD开关信号和所述输出板对应的通道号；
[0015]F)0SD嵌入模块判断所述OSD开关信号，并根据判断结果确定将所述输出板对应的通道号嵌入视频数据流或从视频数据流中去除；
[0016]G)OSD字符编码模块将需要叠加的字符设计成指定大小的点阵形式进行保存。
[0017]在本发明所述的大容量高清视频矩阵的实现方法中，所述步骤F)进一步包括:
[0018]Fl)所述OSD嵌入模块判断OSD开关信号是否是使能信号，如是，执行步骤F2);否贝1J，直接将输入的视频数据流打拍输出；
[0019]F2)对输入的视频数据流的像素时钟、行同步信号和场同步信号进行计数，得到视频数据的有效区域的像素坐标，执行步骤F3);
[0020]F3)判断所述像素坐标是否落在需要嵌入的OSD区域的范围内，如是，执行步骤F4);否则，直接输出视频数据流；
[0021 ] F4)对所述像素坐标进行转换并传送到OSD字符编码模块，把从所述OSD字符编码模块读取的编码数据嵌入到输入的视频数据流。
[0022]在本发明所述的大容量高清视频矩阵的实现方法中，所述OSD嵌入模块预设所述OSD区域的行总像素和列总像素，并将所述OSD区域的行总像素和列总像素传送到所述OSD字符编码模块。
[0023]在本发明所述的大容量高清视频矩阵的实现方法中，所述步骤F4)中，OSD字符编码模块接收OSD嵌入模块发送的坐标，根据所述坐标在所述OSD区域内的位置输出对应的视频颜色数据。
[0024]在本发明所述的大容量高清视频矩阵的实现方法中，所述指定大小为5行10列。
[0025]实施本发明的大容量高清视频矩阵系统及矩阵的实现方法，具有以下有益效果:由于使用人机交互单元、主控板、输出板和背板卡槽，人机交互单元包括上位机或触摸屏，触摸屏设有OSD使能开关，主控板包括第一 MCU，输出板包括第二 MCU和FPGA，背板卡槽设有EEPR0M，上位机或触摸屏将OSD开关信号传送给第一 MCU，第一 MCU收到OSD开关信号并将其传送给第二 MCU，第二 MCU对OSD开关信号进行解析、同时读取EEPROM获取输出板的通道位置信息，第二 MCU通过串口向FPGA发送OSD开关信号和输出板的通道位置信息，FPGA获取OSD开关信号和所述输出板对应的通道号、将通道号嵌入视频数据流或者从视频数据流中去除、并将需要叠加的字符设计成指定大小的点阵形式进行保存，这样就不需要占用FPGA内部的ROM，所以其降低ROM资源消耗、当OSD的数据量太大时能实现在视频信号上进行字符图像的叠加。
【附图说明】
[0026]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为本发明大容量高清视频矩阵系统及矩阵的实现方法一个实施例中大容量高清视频矩阵系统的结构示意图；
[0028]图2为所述实施例中大容量高清视频矩阵的实现方法的流程图；
[0029]图3为所述实施例中OSD嵌入模块判断OSD开关信号，并根据判断结果确定将输出板对应的通道号嵌入视频数据流或从视频数据流中去除的具体流程图。
【具体实施方式】
[0030]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描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作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。
[0031]在本发明大容量高清视频矩阵系统及矩阵的实现方法实施例中，其大容量高清视频矩阵系统的结构示意图如图1所示。图1中，该大容量高清视频矩阵系统包括人机交互单元1、主控板2、输出板3和背板卡槽4，主控板2分别与人机交互单元I和输出板3连接，输出板3还与背板卡槽4连接，人机交互单元I包括上位机或触摸屏，触摸屏设有OSD使能开关(图中未示出)，主控板2包括第一 MCU21，输出板3包括第二 MCU31和FPGA，背板卡槽4设有EEPR0M(图中未示出)，上位机或触摸屏将OSD开关信号传送给第一 MCU21，第一MCU21收到OSD开关信号并将其传送给第二 MCU31，第二 MCU31对OSD开关信号进行解析、同时读取EEPROM获取输出板3的通道位置信息，第二 MCU31通过串口向FPGA发送OSD开关信号和输出板3的通道位置信息，FPGA获取OSD开关信号和输出板3对应的通道号、将输出板3对应的通道号嵌入视频数据流或者从视频数据流中去除、并将需要叠加的字符设计成指定大小的点阵形式进行保存。这样就不需要占用FPGA内部的R0M，所以其降低ROM资源消耗、当OSD的数据量太大时能实现在视频信号上进行字符图像的叠加。
[0032]本实施例中，FPGA包括串口解析模块32、OSD嵌入模块33、OSD字符编码模块34、视频流输入模块35和视频流输出模块36，串口解析模块32与第二 MCU31连接、用于解析OSD开关信号和输出板对应的通道号，OSD嵌入模块33与串口解析模块32连接、用于判断OSD开关信号并将输出板对应的通道号嵌入视频数据流或者从视频数据流中去除，OSD字符编码模块34与OSD嵌入模块33连接、用于将需要叠加的字符设计成指定大小的点阵形式进行保存，视频流输入模块35与OSD嵌入模块33连接、用于视频流的输入，视频流输出模块36与OSD嵌入模块33连接、用于视频流的输出。本实施例中，上述指定大小为5行10列，也就是5 - 10的点阵。当然，在本实施例的一些情况下，指定大小可根据具体情况进行相应调整。
[0033]本实施例中，第一 MCU21通过CAN总线通道与第二 MCU31通讯，第二 MCU31通过I2C总线与EEPROM通讯。
[0034]本实施例还涉及一种大容量高清视频矩阵的实现方法，其流程图如图2所示。图2中，该大容量高清视频矩阵系统的实现方法包括如下步骤:
[0035]步骤SOl用户通过上位机或触摸屏的OSD使能开关打开或关闭矩阵系统的OSD功能:本步骤中，户通过上位机或触摸屏的OSD使能开关打开或关闭矩阵系统(即大容量高清视频矩阵系统)的OSD功能。
[0036]步骤S02上位机或触摸屏通过串口向第一 MCU传送OSD开关信号，第一 MCU收到OSD开关信号，