专利名称：超高清屏幕的显示控制方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种屏幕的显示控制方法和装置，特别涉及超高 清屏幕的显示控制方法和装置。
背景技术：
随着屏幕显示技术的飞速发展，对于屏幕显示效果的要求也 越来越高。传统的监控显示器由于分辨率比较低，在运用上并没 有考虑 一 些特殊要求的情况，因此根本无法满足特别细微的显示 要求，这样就需要釆用多台显示器来构成显示墙，才能达到此目 的。而且，在一些特定的应用场合，如飞机场大厅、火车站台、 电信网管、军事作战指挥、交通监控等场合对高分辨率显示屏幕
的需求也越来越大。因此，使用更高分辦率的显示屏幕便成为一 个热门话题，而高分辨率显示设备也因此应运而生。
目前比较新颖的高分辨率显示设备如超高清屏幕，可以实现 极致细腻的超高清图像显示效果和一些细微的图像变化。超高清
屏幕是指分辨率达到3840 x 2160及以上的屏幕，而对如此高分辨 率的超高清屏幕的显示驱动方案研究也是一个极其重要的领域。 目前部分PC显卡厂商已经推出了可以直接驱动此类屏幕的PC显 卡驱动的解决方案，而对于直接的嵌入式超高清屏幕显示驱动方 案的研究目前仍处于空白状态
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种超高清屏幕的显示控制方 法，以实现对超高清屏幕的驱动。并根据该显示控制方法，实现 了 一个嵌入式超高清屏幕驱动装置，通过本装置可以实现对超高 清屏幕如超高清液晶显示屏幕、超高清等离子显示屏幕等的直接 驱动显示，实现图像的超高清显示。该发明填补了在嵌入式超高 清屏幕显示驱动方案研究上的空白。
由于这种超高清屏幕的特殊性，必须对需要显示的任意分辨 率的图像数据进行分割、放大等处理后，才能输出到超高清屏幕 上显示。本发明涉及这些处理方法和具体的实现装置。
为了解决上述问题，本发明提供一种超高清屏幕的显示控制
装置，其特征在于，包括输入接口，接收由前端装置生成的表 示图像的数字信号；处理模块，把接收到的图像进行分割处理、 将分割后的图像分别放大后存储在存储器中；输出接口，从存储 器中读出图像数据，通过输出接口输出到超高清屏幕上显示。
又，所述的处理模块包括:先进先出緩冲器FIFO，用于不同时 钟域之间的数据传递;DDRII存储器，用于存放图像数据信息；图像 分割模块,对输入的图像数据分割成代表图像多个区域部分的图像 数据；图像放大模块，对输入的代表图像多个区域部分的图像数据 分别进4于》文大处理。
又，所述的输出接口具有与所述多个区域部分相对应的多个 接口，分别输出代表图像多个区域部分的图像数据。
而且，本发明提供一种超高清屏幕的显示控制方法，其特征 在于，包括接收由前端装置生成的表示图像的数字信号的步骤； 把接收到的图像进行分割处理、将分割后的图像分别放大后存储 在存储器中的步骤；从存储器中读出图像数据，通过输出接口输 出到超高清屏幕上显示的步骤。又，所述分割处理为把输入进来的图像数据的每一行有效显 示数据都分成多段数据，每段数据分别为图像中每块子区域上每 一行数据。
又，釆用非线性插值算法进行图像放大，首先在水平方向上 把前后几个点的值作为参考点，来计算中间的插值，这些计算的 结果又被用来作为在垂直方向上的参考点，利用上下几行来计算 最终的插值像素。
图1为本发明超高清屏幕显示驱动方案整体框图； 图2为超高清屏幕显示驱动方案内放大模块的具体实现框图； 图3为图像放大计算插值点示意图4为超高清屏幕的显示控制装置与其它设备的组装方案。
具体实施例方式
本发明的目的是在超高清显示屏幕上显示超高清图像，图1 描述了这种显示方法的具体实现装置，包括输入接口 10、处理单 元20和输出接口 30,其具体的实现过程可以分为以下三个步骤
步骤一前端装置产生数字图像信号，该数字图像分辨率可 以为任意分辨率，通过输入接口 10输入到处理单元20中。
步骤二由于处理模块中涉及到三个3个时钟区域之间的数 据传递问题，该3个时钟区域包括elk—wr 、 elk—ddr 、 clk_rd三部 分。其中elk—rd， clk—ddr的时钟频率是固定的,clk一rd是148.5MHz, 与最后从系统中输出的频率一致，elk—ddr是操作DDRII存储器的 频率，是100 MHz。而clk_wr是输入图像的频率，根据输入格式的不同而不同，比如输入图像格式是全高清图像(1920x1080), elk—wr是 148.5MHz; 比如输入图像格式是ccir电视信号 (720x576/720x480), elk—wr是27MHz。
解决不同时钟区域之间的数据传递问题，采用先进先出緩冲 器FIFO来作为握手设备，本设计中采用2个FIFO来完成3个时 钟区域之间数据传递，其中每个FIFO的宽度是128比特，深度是 128个。数据传递是单向的， 一个是从elk—wr时钟域到elk—ddr 时钟域，另 一个是从elk—ddr时钟域到elk—rd时钟域。具体的传递 数据过程是由输入接口接收到的外部任意分辨率的图像像素数 据，该图像数据是与elk—wr时钟域同步；通过FIFO握手传递到 DDRII控制器，DDRII控制器与clk_ddr时钟域同步，在clk_ddr 时钟域内将输入的图像像素数据写入到DDRII存储器内，同时在 elk—ddr时钟域内从DDRII存储器中读取数据，写入和读取的地址 是不同的。从DDRII读出的数据通过另 一 个FIFO传递到放大输 出部分，FIFO的数据输出与clk一rd时钟域同步。数字画面信号的 格式是用3组数据来表示画面上每个像素的R/G/B(红/绿/蓝)亮度， 每个R/G/B(红/绿/蓝)亮度的数据位数可以是6位、8位或10位 (bit),因此每个图像像素是可以由18位、24或30比特位数据来 表示，为此需要等待7个、5个或4个像素，经过串并转换，形成 共128比特的数据，再通过DDRII存储器通道，从DDRII存储器 通道输出来的数据也是128比特，需要经过并串转换，形成18位、 24位或30位比特的数据，用于放大和输出。
由于超高清屏幕内部是由多块子区域构成的，与每块子区域 部分相连接的多个接口分别接收数据，并且同时显示图像。由于 这种结构的特殊性，所以必须对存储在DDRII内的图像分割成多 个部分，具体的图像分割方法是把输入进来的图像数据的每一行有效显示数据分成多段数据，每段分别代表画面中每一个子区域 上的每一行数据，形成多个通道输入到放大模块处，再对图像分 割后的多个部分数据进行放大处理。
对由图像分割后产生多个通道R/G/B数据进行放大处理，图 2所示为每一个通道采用的放大模块结构示意图，首先对R/G/B 数据緩冲存储5行数据，再在垂直方向上进行插值运算实现垂直 放大，最后在水平方向上进行插值运算实现水平放大。目前主要 的放大算法包括最邻近插值、双线性插值和非线性插值等。本 发明对于每一个通道中的图像放大算法是采用非线性插值算法进 行的，具体的计算插值点示意图如图3所示，首先在水平方向上把 第一行的前后四个坐标为(i- 1、 j - l),(i- 1、 j),(i- 1、 j + l)，(i- 1、 j + 2)点的象素值作为参考点，来计算第一行中间的插值点，把第 二行的前后四个坐标为(i、 j - l),(i、 j)，(i、 j+ l),(i、 j + 2)点的象素 值作为参考点，来计算第二行中间的插值点，把第三行的前后四 个坐标为(1+ 1、 j - l),(i+ 1、 j),(i十1、 j+ 1、 j + 2)点的象素
值作为参考点，来计算第三行中间的插值点，把第四行的前后四 个坐标为(i + 2、 j- l),(i+2、 j)，(i+2、 j+ l),(i + 2、 j + 2)点的象素 值作为参考点，来计算第四行中间的插值点，最后再把这些四个 行的中间插值点用来作为在垂直方向上的参考点，利用上下四行 中间插值点来计算最终的插值像素值。而目前能够完成如图3所 示的插值运算，可以采用多种内插函数来完成非线性插值，内插 函数属于3次样条函数，本发明采用称为catmull-rom的函数，由 于计算量不大，放大效果比较好，所以这种函数已经成为了事实 上的业界标准。下面以计算水平第二行的插值点为例，说明其算 法<formula>formula see original document page 9</formula>
其中
<formula>formula see original document page 9</formula>
其中参数U是在区间[0，1)内的实数，在具体的实现过程中， 可以将[0,1)区间16等分，得到u值后就可以预先计算好16组B 函数，这样基本上就可以满足任意比例的放大。对于输入到每一 个通道内的图像数据先进行垂直方向上放大，再进行水平方向上 的放大，采用的放大算法就是前面所述的非线性插值算法。
步骤三由处理单元输出的经过放大后的多个通道的图像数 据通过相对应的多个输出接口输出到超高清屏幕上进行显示。
下面结合图4来说明本发明的超高清屏幕的显示控制装置与 其它设备的组装方案。由于本发明本质上是针对超高清显示屏幕 设备而提出的一种驱动方案，因此通常应用于超高清显示屏幕上， 如图4所示，将此发明装置安装在超高清显示屏幕和输入信号源 之间，输入信号源可以是HDMI信号源、DVD机输出的信号源、 监视摄像机输出的信号源、广告机输出的信号源等，将由前端装 置产生的图像信号源经过输入接口输入到本发明的超高清屏幕显 示控制装置内，经过图像数据的分割、放大处理后形成多路分别 代表图像中多块子区域部分的画面，经过对应的多个输出接口输 出，由输出接口输出的多个通道直接可以连接到超高清显示屏幕 内的多块子区域上，超高清显示屏幕同时可以显示多个子区域上 的画面，也即是显示完整图像的超高清画面。
权利要求
1.一种超高清屏幕的显示控制装置，其特征在于，包括输入接口，接收由前端装置生成的表示图像的数字信号；处理模块，把接收到的图像进行分割处理、将分割后的图像分别放大后存储在存储器中；输出接口，从存储器中读出图像数据，通过输出接口输出到超高清屏幕上显示。
2. 根据权利要求1所述的超高清屏幕的显示控制装置，其特征 在于，所述的处理模块包括先进先出緩冲器FIFO,用于不同时钟 域之间的数据传递；DDRII存储器，用于存放图像数据信息；图像分割模块,对输入的图像数据分割成代表图像多个区域部分的图像数 据；图像放大模块，对输入的代表图像多个区域部分的图像数据分 别进行放大处理。
3. 根据权利要求2所述的超高清屏幕的显示控制装置，其特征 在于，所述的输出接口具有与所述多个区域部分相对应的多个接 口，分别输出代表图像多个区域部分的图像数据。
4. 一种超高清屏幕的显示控制方法，其特征在于，包括接收 由前端装置生成的表示图像的数字信号的步骤；把接收到的图像 进行分割处理、将分割后的图像分别放大后存储在存储器中的步 骤；从存储器中读出图像数据，通过输出接口输出到超高清屏幕 上显示的步骤。
5. 根据权利要求4所述的超高清屏幕的显示控制方法，其特征 在于，所述分割处理为把输入进来的图像数据的每一行有效显示 数据都分成多段数据，每段数据分别为图像中每块子区域上每一 行数据。
6. 根据权利要求4所述的超高清屏幕的显示控制方法，其特征在于，采用非线性插值算法进行图像放大，首先在水平方向上把 前后几个点的值作为参考点，来计算中间的插值，这些计算的结 果又被用来作为在垂直方向上的参考点，利用上下几行来计算最 终的插值像素。
全文摘要
本发明涉及一种超高清屏幕的显示控制方法和装置，用于在超高清屏幕上显示图像。该超高清屏幕的显示控制装置包括输入接口，接收由前端装置生成的表示图像的数字信号；处理模块，把接收到的图像进行分割处理、将分割后的图像分别放大后存储在存储器中；输出接口，从存储器中读出图像数据，通过输出接口输出到超高清屏幕上显示。通过本装置可以实现对超高清屏幕如超高清液晶显示屏幕、超高清等离子显示屏幕等的直接驱动显示，实现图像的超高清显示。该发明填补了在嵌入式超高清屏幕显示驱动方案研究上的空白。
文档编号G09G3/20GK101673504SQ20081021208
公开日2010年3月17日 申请日期2008年9月12日 优先权日2008年9月12日
发明者平 陈 申请人:泰德富华科技(深圳)有限公司