多路高清视频复用显示方法及装置与流程

本发明涉及一种视频通信技术领域，尤其涉及一种多路高清视频复用显示方法及装置。

背景技术：

德州仪器(TI)推出TI8168达芬奇视频处理芯片，该芯片包括两个1080P60高清视频输出接口，能够同时输出显示2路1080P60高清视频，或通过该两个高清视频显示端口输出16路D1视频(分辨率为720×480，为标清信号)。

但是在上述方案中，仅能通过两个高清视频显示端口对两路高清或多路标清视频信号进行传输显示，不能通过两个高清视频显示端口对两路以上的高清视频信号进行输出显示。例如对4路高清1080P30的视频信号输出显示需要两片TI8168芯片，或者需要增加FPGA来处理，硬件成本过高，增加的FPGA还会导致硬件结构复杂，容易引起视频的延时问题。

技术实现要素：

为解决上述至少一技术问题，本发明的主要目的是提供一种多路高清视频复用显示方法。

为实现上述目的，本发明采用的一个技术方案为：提供一种多路高清视频复用显示方法，包括如下步骤：

采集至少两路高清视频信号；

对至少两路高清视频信号分别进行缩放处理，得到至少两路标准视频信号；

利用自定义的视频格式对至少两路标准视频信号进行复用处理，得到一路复用视频信号，所述复用视频信号由各路视频信号的任一帧图像由上至下组合而成；

对复用视频信号进行解复用处理，并选择出任一标准视频信号作为输出视频信号；

对输出视频信号进行放大处理，得到输出的一路高清视频。

优选地，所述对复用视频信号进行解复用处理，并选择出任一标准视频信号作为输出视频信号的步骤，具体包括：

配置各路标准视频信号的输入行像素及行数偏移值；

将标准视频信号的行像素与行数偏移值之和组成的有效数据作为输入源偏移；

根据输入源偏移选择出任一标准视频信号作为输出视频信号。

优选地，所述采集至少两路高清视频信号的步骤之前，还包括：

接收至少两路数字或模拟视频输入并转换输出为YCbCr422格式的并行信号。

优选地，所述对至少两路高清视频信号分别进行缩放处理的步骤中，所述标准视频信号中每帧图像的宽高比为16:9。

优选地，所述对输出视频信号进行放大处理，得到输出的一路高清视频的步骤之后，还包括：

在变动输出高清视频前，对输出视频画面进行冻结处理，以及在变动选择高清视频后，对输出视频画面进行解冻处理，并输出变动高清视频。

为实现上述目的，本发明采用的另一个技术方案为：提供一种多路高清视频复用显示装置，包括：第一视频处理芯片，与第一视频处理芯片电连接的矩阵芯片，以及与矩阵芯片电连接的第二视频处理芯片；

所述第一视频处理芯片具体包括，

视频采集模块，用以采集至少两路高清视频信号；

视频缩放模块，用以对至少两路高清视频信号分别进行缩放处理，得到至少两路标准视频信号；

视频复用模块，用以利用自定义的视频格式对至少两路标准视频信号进行复用处理，得到一路复用视频信号，所述复用视频信号由各路视频信号的任一帧图像由上至下组合而成；

所述第二视频处理芯片具体包括，

视频解复用模块，用于对复用视频信号进行解复用处理，并选择出任一标准视频信号作为输出视频信号；

视频放大模块，用于对输出视频信号进行放大处理，得到输出的一路高清视频。

优选地，所述视频解复用模块，具体用于：

配置各路标准视频信号的输入行像素及行数偏移值；

将标准视频信号的行像素与行数偏移值之和组成的有效数据作为输入源偏移；

根据输入源偏移选择出任一标准视频信号作为输出视频信号。

优选地，所述多路高清视频复用显示装置还包括：

视频采集芯片，用以接收至少两路数字或模拟视频输入并转换输出为YCbCr422格式的并行信号。

优选地，所述标准视频信号中每帧图像的宽高比为16:9。

优选地，所述第二视频处理芯片还包括冻结/解冻模块，用于在变动输出高清视频前，对输出视频画面进行冻结处理，以及在选择变动高清视频后，对输出视频画面进行解冻处理，并输出变动高清视频。

本发明的技术方案通过采用对至少两路高清视频信号进行缩放处理，能够在复用过程中避开每帧视频图像有效最大行数，不需要构造成隔行视频信号或增加奇偶场信号/帧信号,能保持原始信号的完整性，不需去隔行相关处理；能选择任意一路/多路输出，输出视频可灵活选择，提高了接口的利用效率。同时处理器接口后端不需要加FPGA等高成本、复杂外设设备，降低了硬件成本，并且能够避免视频的延迟。

附图说明

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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一实施例多路高清视频复用显示方法的流程示意图；

图2为本发明步骤S30中复用视频信号时序图；

图3为本发明一实施例多路高清视频复用显示装置的模块方框图；

图4位图3的第二视频处理芯片的模块方框图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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的一部分实施例，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。

需要说明，本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请参照图1及图2，在本发明实施例中，该多路高清视频复用显示方法，包括如下步骤：

步骤S10、采集至少两路高清视频信号；

步骤S20、对至少两路高清视频信号分别进行缩放处理，得到至少两路标准视频信号；

步骤S30、利用自定义的视频格式对至少两路标准视频信号进行复用处理，得到一路复用视频信号，所述复用视频信号由各路视频信号的任一帧图像由上至下组合而成；

步骤S40、对复用视频信号进行解复用处理，并选择出任一标准视频信号作为输出视频信号；

步骤S50、对输出视频信号进行放大处理，得到输出的一路高清视频。

由于本TI公司的ti8168芯片作为主处理器，每帧最大行数为2048行，并支持自定义视频格式。在一具体的示例中，可以采集两路高清视频信号1920×1080p60，如果直接对两路高清视频信号进行复用，势必会导致复用后的视频势必会超出2048行数的极限值，因此，为满足特定处理器的要求需要将高清视频信号1920×1080p60进行缩放，得到将帧率为1792×1008p30的标准视频信号，该标准视频信号的宽高比为16:9，如此，才能满足特定的ti8168芯片要求。可以理解的，当芯片有效数据的行数超出2048后，缩放的比例拥有更宽范围的选择，允许采集的高清视频信号可能为三种或三种以上，而不需要构造成隔行视频信号或增加奇偶场信号/帧信号，能保持原始信号的完整性，不需去隔行相关处理，降低了视频延迟，能够最大优选系统的资源。以本方案采集两路高清视频信号为例，请参照图2，图2为复用视频信号时序图，复用视频信号由两路视频信号的任一帧图像由上至下组合而成，了保证最大的视频时钟在范围内，同时每帧的最大有效行数不超过2048行，并且考虑到复用与解复用过程中需要缩放与放大，将每路原始视频1920×1080p60进行缩放、降帧率大小1792×1008p30，这样能在视频放大与缩小的过程中，始终保持宽高比为16:9，避免了视频的损失；通过配置适当的前后肩、同步宽度，复用后视频帧中一行总像素点为2200，总行数为2250，帧率为30fps。视频时钟为2200×2250×30＝148.5Mhz。其中，行、场同步宽度分别为5、44；行前后肩宽度分别为36、193；场前后肩宽分别为276、88。

本发明的技术方案通过采用对至少两路高清视频信号进行缩放处理，能够在复用过程中避开每帧视频图像有效最大行数，不需要构造成隔行视频信号或增加奇偶场信号/帧信号,能保持原始信号的完整性，不需去隔行相关处理；能选择任意一路/多路输出，输出视频可灵活选择，提高了接口的利用效率。同时处理器接口后端不需要加FPGA等高成本、复杂外设设备，降低了硬件成本，并且能够避免视频的延迟。

在一具体的实施例中，所述对复用视频信号进行解复用处理，并选择出任一标准视频信号作为输出视频信号的步骤S40，具体包括：

配置各路标准视频信号的输入行像素及行数偏移值；

将标准视频信号的行像素与行数偏移值之和组成的有效数据作为输入源偏移；

根据输入源偏移选择出任一标准视频信号作为输出视频信号。

以两路视频复用信号为例，如果要选择复用的第一路标准视频信号(一帧的上半部分)，可以为第一路标准视频信号配置行数偏移为0，为第一路标准视频信号配置行数偏移为255。而标准视频信号的有效像素为1792×1008。这样，复用视频中的有效像素，就只取上半部分，即1792×1008写入了SRAM，经内部放大处理后,得到1920×1080p30视频，即输出就取到了第一路高清视频数据。相应地如果要取下半部分的第二路标准视频数据，只需将行数偏移设为1333(1008+225)即可。可以理解的，对于三路或三路以上的标准视频信号也可以按照上述的方案来完成。

在一具体的实施例中，所述采集至少两路高清视频信号的步骤S10之前，还包括：

接收至少两路数字或模拟视频输入并转换输出为YCbCr422格式的并行信号。

本实施例中，采集的两路高清视频信号可以为数字视频输入信号或者模拟视频输入信号，为了保证采集的至少两路高清视频信号的同步，还需要对高清视频信号的格式进行转换，统一输出并列信号，以方便后续对两路高清视频信号进行处理。

在一具体的实施例中，所述对输出视频信号进行放大处理，得到输出的一路高清视频的步骤S50之后，还包括：

在变动输出高清视频前，对输出视频画面进行冻结处理，以及在变动选择高清视频后，对输出视频画面进行解冻处理，并输出变动高清视频。

为了避免本方案的视频在切换中不黑屏，不闪屏、不抖动，实现快速切换的问题，本实施例中，需要对变动输出高清视频前，对输出视频画面进行冻结处理，以及在变动选择高清视频后，对输出视频画面进行解冻处理，并输出变动高清视频。其中，该变动选择高清视频的方案可以参考上述的实施例，此处不再赘述。

请参照图3及图4，本发明的实施例中，该多路高清视频复用显示装置，包括：第一视频处理芯片10，与第一视频处理芯片10电连接的矩阵芯片20，以及与矩阵芯片20电连接的第二视频处理芯片30；

所述第一视频处理芯片10具体包括，

视频采集模块11，用以采集至少两路高清视频信号；

视频缩放模块12，用以对至少两路高清视频信号分别进行缩放处理，得到至少两路标准视频信号；其中，该标准视频信号的宽高比为16:9。

视频复用模块13，用以利用自定义的视频格式对至少两路标准视频信号进行复用处理，得到一路复用视频信号，所述复用视频信号由各路视频信号的任一帧图像由上至下组合而成；

所述第二视频处理芯片30具体包括，

视频解复用模块31，用于对复用视频信号进行解复用处理，并选择出任一标准视频信号作为输出视频信号；

视频放大模块32，用于对输出视频信号进行放大处理，得到输出的一路高清视频。

本实施例中，第一视频处理芯片10选用TI8168，第二视频处理芯片30选用MDIN380，数量为四片，可以对四路视频输出数据进行处理，矩阵芯片20选用ADN4605，具体的，本方案还可以包括视频采集芯片40型号为ADV7604，HDMI解码芯片50型号为ADV7611。该第一视频处理芯片10主要用于采集或解码得到原始的高清视频信号，经内部处理后构造复用视频信号；矩阵芯片20作为HDMI矩阵用，能将处理器输出的2路HDMI视频信号有效切换或复制成4路或以上信号，在实际的使用当中,可在输出端同时显示4个本地/远端视频,或本地2路、远端2路不同视频同时显示，并能根据具体需要实现快速切换；第二视频处理芯片30，用于处理复用后的信号，选择输出其中的一路视频。HDMI解码芯片50，带抗均衡功能，输出为YCbCr422 16bit的并行信号，方便第二视频处理芯片30的处理。

本发明的装置能利用第一视频处理芯片10的两个高清视频接口，传输4路1080P30高清视频，并能由第二视频处理芯片30选择要输出一路的视频。同时能做到在切换中不黑屏，不闪屏、不抖动，实现快速切换。有效避开了TI8168芯片每帧有效行数最大2048行的限制，在缩放与放大过程中，始终保持宽高，避免了视频的损失，并且不需要复用成隔行视频或增加奇偶场信号，利用自定义的视频格式，无需FPGA或其它复杂器件，就能快速正确解复用，并达到专业视频级的效果。在系统资源有限及对成本要求较高的方案中，有更大的价值。

在一具体的实施例中，所述视频解复用模块31，具体用于：

配置各路标准视频信号的输入行像素及行数偏移值；

将标准视频信号的行像素与行数偏移值之和组成的有效数据作为输入源偏移；

根据输入源偏移选择出任一标准视频信号作为输出视频信号。

以两路视频复用信号为例，如果要选择复用的第一路标准视频信号(一帧的上半部分)，可以在第二视频处理芯片30上为第一路标准视频信号配置行数偏移为0，为第一路标准视频信号配置行数偏移为255。而标准视频信号的有效像素为1792×1008。这样，复用视频中的有效像素，就只取上半部分，即1792×1008写入了SRAM，经内部放大处理后,得到1920×1080p30视频，即输出就取到了第一路高清视频数据。相应地如果要取下半部分的第二路标准视频数据，只需将行数偏移设为1333(1008+225)即可。可以理解的，对于三路或三路以上的标准视频信号也可以按照上述的方案来完成。

在一具体的实施例中，所述多路高清视频复用显示装置还包括：

视频采集芯片40，用以接收至少两路数字或模拟视频输入并转换输出为YCbCr422格式的并行信号。

本实施例中，视频采集芯片40的数量为两片，支持数字HDMI/DVI和模拟VGA/分量视频输入，同一输出为YCbCr422 16bit并行信号。

在一具体的实施例中，所述第二视频处理芯片30还包括冻结/解冻模块，用于在变动输出高清视频前，对输出视频画面进行冻结处理，以及在选择变动高清视频后，对输出视频画面进行解冻处理，并输出变动高清视频。

为了避免本方案的视频在切换中不黑屏，不闪屏、不抖动，实现快速切换的问题，本实施例中，需要对变动输出高清视频前，对输出视频画面进行冻结处理，以及在变动选择高清视频后，对输出视频画面进行解冻处理，并输出变动高清视频。其中，该变动选择高清视频的方案可以参考上述的实施例，此处不再赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。