专利名称：视频信号整合处理方法
技术领域：
本发明涉及电视墙技术，更具体地说是涉及一种用于电视墙的视频信号整合处理方法。
电视墙是从八十年代起发展起来的一种新的视听设备，产品主要用于重要的新闻场所、电视会议、公安、交通、电力监视指挥、娱乐和商业等场所，目前产品已进入第三代。电视墙主要由墙体、控制器、视频切换器等组成。其中，墙体由若干个背投式显示单元拼接组合而成。现有控制器图像信号的基本处理方法是将整幅画面的一帧图像信号经A/D变换后，形成U×V个数据(U为一行的像素数据，V为一帧的行数)，并将该数据分成M×N个分区(M为水平单元数，N为垂直单元数)，每个分区含有U×V/M×N个数据，该数据再经D/A变换及图像恢复等电路处理，还原成M×N帧图像信号，输入给M×N电视墙的相应屏体单元，组合成一个完整大画面。从理论上讲；如果毫无缺损的组合各单元图像，就能获得理想大画面。但由于机械、电气等偏差的存在，使得拼接对位困难，图像动态画质的稳定性也差。随着多媒体技术、视频数据处理技术以及高亮度投影机技术等新技术的不断出现，电视墙的综合画质逐步提高。同时也不断对电视墙信号控制器的稳定性、墙体屏幕单元的安装及机械加工精度都提出了越来越高的要求。尽管如此，事实上机械、电气等偏差是不可避免的，特别是在电视墙的各屏体单元的结合处，如不能很好地控制拼接缝隙，将会使图像缺损或变形。如果控制器的各路视频输出所对应的图像都不存在内容上的交叠和重复的话，或者交叠和重复的方式不优化，其应用效果将有较大的差别，拼接对位及电视墙动态画质的稳定性都会是困难及不完善的，其具体表现为(1)、在调整较小屏壁宽度的电视墙整体画面时，难以获得良好的拼接对位。
(2)、演播中的电视墙，亮暗场高压的波动所引起的光栅伸缩将使动态画质有所恶化。
迄今为止，人们对电视墙整体画面及动态画质的改进仍依赖于提高电视墙信号控制器的稳定性及墙体屏幕单元的安装及机械加工精度，而尚未有人提出一种更加简捷有效的方法去解决此类问题。
本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，而提供一种视频信号整合处理方法，以便更方便、更快捷、更有效且更廉价地对电视墙整体画面进行拼接调整，使动态画质取得更佳的效果。
为达到上述目的，本发明的基本方案是使控制器(也称信号处理器)的相邻各路所输出的图像信号内容在接合部有一定的重复(交叠重复或自身重复)，这样就会留有很大拼接对位余地，可以很方便地进行调整。
根据上述基本方案，本发明可通过如下四种方法来实现方法1视频信号数据交叠重复整合方法该方法是将由信号控制器的相邻各路所输出的图像信号的整幅画面，即一帧图像信号经A/D变换后，形成U×V个数据，重组该数据，并将该数据分成M×N个分区，每个分区含有U×V/M×N个数据，本发明的要点在于，在将数据分成M×N个分区时，舍去U×V个图像数据的首尾若干行、若干例数据，然后将剩余数据交叠重复分配给M×N个分区，每个分区含有U×V/M×N个数据，由于各分区的数据之和大于总数据，因此必然形成数据的交叠重复。每个分区的数据再经各自的D/A变换及图像恢复等电路处理，还原成M×N个帧图像信号，输出给M×N电视墙的相应屏体单元，组合成一个完整大画面。由于各拼接边处的图像内容交叠重复(详见图2)，就留有了很大拼接对位余地，机械、电气等的偏差也不会过大的破坏图像显示的连续性。
上述舍去U×V个图像数据的首尾若干行、若干例数据的步骤是由相应的软件控制，该软件通过控制器使中央处理器发出指令，让存贮器在为每个分区读取数据的时候，只读取除首尾若干行、若干例之外的数据，分配给M×N个分区。
方法2视频信号数据自身重复整合方法开始步骤同方法1，在将数据分成M×N个分区时，舍去U×V个图像数据的首尾若干行、若干例数据，然后将剩余数据分配给M×N个分区，各个分区首尾相连，数据不互相重复，则每个分区将有略少于U×V/M×N个数据，再将各分区边界上的数据递补复制，即复制分区边界处的行、列数据，复制后的行列数据成为了新的边界，使每个分区恢复到U×V/M×N个数据(详见图3)，各分区数据所对应的图像内容在边界处产生自身重复。该方法比方法1的效果更佳，一但各单元光删尺度有所改变，图像的失真程度将更有所减少。
其软件控制步骤同方法1。
方法3视频信号全数据自身重复整合方法前面的步骤同方法1和2，该方法的不同点在于，在将数据分成M×N个分区时，不用舍去U×V个图像数据的首尾若干行、若干例数据，全部数据都分配给M×N个分区，各个分区首尾相连，数据不互相重复，则每个分区将有U×V/M×N个数据，再将各分区边界上的数据递补复制，即复制分区边界处的行、列数据，复制后的行、列数据成为了新的边界，使每个分区略多于U×V/M×N个数据，各分区数据所对应的图像内容在边界处产生自身重复。该方法比方法1的效果更佳，又没有图像缺损，故被称之为全数据自身重复，一旦各单元光栅尺度有所改变，图像的失真程度将更有所减少。
该方法的软件控制的不同点在于，通过软件使中央处理器发出指令，让存贮器在为每个分区读取数据的时候，读取略多于U×V/M×N个数据，分配给M×N个分区。
方法4视频信号全数据交叠重复整合方法将整幅画面的一帧图像信号经A/D变换后，形成U×V个数据，并将该数据分成M×N个分区，每个分区含有略多于U×V/M×N个数据，该数据再经D/A变换及图像恢复等电路处理，还原成M×N帧图像信号，输入给M×N电视墙的相应屏体，组合成一个完整大画面，其要点在于在将数据分成M×N个分区时，每个分区取略多于U×V/M×N个数据，使各分区数据形成交叠重复，并形成相邻分区间的数据的交叠重复，各分区数据所对应的图像内容也具有相应交叠重复。
其软件控制方法同步骤3。
在本发明的上述方法中所涉及的用于信号处理的控制器属现有技术，因此不再详述。
本发明的积极效果在于它改变了对电视墙整体画面进行拼接调整的传统作法，采用另外一条途径有效地解决了现有技术中存在的问题。本发明通过对控制器的各路视频输出所对应的图像的交叠、重复整合处理，即可产生很大的拼接对位余地，因而可更加方便、快捷、有效地对电视墙整体画面进行拼接调整，且调整后的动态画质更佳，动态画质的稳定性也大大改善。与现有的机械、电气调整方法相比，本发明更具有可操作性、实用性。由于该方法十分简捷，因而也具有明显的经济性。
以下结合附图就一个优选实施例对本发明作进一步说明
图1是控制器数据重组基本工作流程图。
图2是控制器指令控制基本原理图。
图3是方法1所对应的软件流程框图(2×2墙体)。
图4是方法2所对应的软件流程框图(2×2墙体)。
图5是方法4所对应的软件流程框图(2×2墙体)。
图6是方法1所对应的2×2墙体全画面显示示意图。
图7是方法2所对应的2×2墙体全画面显示示意图。
图8是方法4所对应的2×2墙体全画面显示示意图。
如图1所示，将由信号控制器的相邻各路所输出的图像信号的整幅画面，即一帧图像信号1经A/D转换器2转换成数据3，该数据的数目为U行、V列，共U×V个数据，并排列成一个方阵，数据排列位置与所对应的图像像素位置逞一一对应的关系。下一步就是完成对数据的分割重组，以便最终完成对图像的分割。如果需要在m行n列的电视墙上拼接播放大画面图象，则需将U×V个数据分割重组成M×N个分区4，每个分区分。得U×V/M×N个数据，再将各分区的数据用D/A转换器5进行数/模变换后，再经图像恢复电路等(属现有技术)还原成M×N路视频输出6，每路输出驳接电视墙的一个显示单元，共组一个大画面7。
如图2所示，所有的过程都是由相应的软件8控制，通过控制器9使中央处理器10发出指令，存储器11为每个分区读取相应图像数据，其过程为不同的输入信号{Video，Y(亮度)、C(色度)、RGB(三色)}经输入切换(111)后经视频处理(112)再经A/D转换(113)后进行数据分割(114)，后又经D/A转换(115)，最后进行视频恢复(116)，并形成各路视频输出。现有电视墙控制器都是首尾相接的读取数据给各分区，不存在交叠重复及自身重复，只是将各分区的数据所对应的图像内容不变的还原出来。
参见附图3～8可以更充分地理解本发明。
如图3所示，以2×2电视墙为例，一帧图像共分解成2K+1行及2L+1列数据12，共(2K+1)(2L+1)个数据，去掉首尾各1行及1列后，再进行数据分割处理13，将剩余的2K-1行、2L-1列数据分割成4个分区14、每个分区分得KL个数据，各分区的交界处将出现一行及一列的数据重复，它们是{a(k+1)j}(j＝2、3，……，2K-1){aj(k+1)}(j＝2、3，……，2K-1)四个分区的图像内容在边界处将有所重复，是交叠重复，即分区交界处都有一定的互相重复的图像内容，因此达到了方法1的目的。
又如图4所示，将(2K+2)行、(2L+2)列共(2U+2)(2L+2)个数据15去掉首尾1行、1列之后，所剩的2K行及2L列数据16分给4个分区17，每个分区取K行及L列分得KL个互不重复的数据，然后再将各分区交界处所对应的数据进行自身行、列复制，即复制(a(k+1)j)(j＝2，3，…，2L+1)(aj(L+1))(j＝2，3，…，2K+1)(a(k+2)j)(j＝2，3，…，2L+1)(aj(L+2))(j＝2，3，…，2k+1)复制后的行及列仍放置在与原被复制行列所接壤的位置处，各分区的数据量18扩展为K+1行及L+1列，便达到了边界处数据自身重复的目的。与方法1本质上的区别在于，各分区边界所复制的是自身边界附近的图像内容，由于该图像内容是对应于拼接边界处原图像的水平方向及垂直方向的扩展，光栅的尺度改变对其连续性的破坏不显著。
再由图5可见，一帧图像信号所对应的数据19为(2K+1)(2L+1)个，分成4个分区，每个分区取K+1行及L+1列，共(K+1)(L+1)个数据，因而每个分区20的交界处必然形成交叠重复的数据，它们是(a(k+1)j)(j＝1、2，……，2L+1)和(aj(L+1))(j＝1、2，……，2k+1)，由于原图像信号的数据全部取用，没有图像像素缺损，四个分区的交界处又有像素的交叠重复，故被称为全数据交叠重复整合的方法。
图6显示了方法1所对应的2×2墙体全画面图像拼接结果示意图。由图示，图中全画面图像21的四周被舍去一部分图像内容211，而分区22的拼接边(如221、222、223、224)将显示一部分相邻分区边界内附近的图像内容，既交叠重复的图像内容。
图7显示的是方法2所对应的2×2电视墙图像拼接结果示意图。由图示，全画面图像23的四周也将缺损舍去一部分图像内容231，而分区24图像的拼接边(如241、242、243、244)附近将产生一部分自身复制的图像内容，即各分区交界边附近图像内容的自身复制，故被称之为自身重复，该方法是三个方法中最佳的，最有实用价值。
图8显示的是方法4所对应的2×2电视墙图像拼接结果示意图，全画面图像25的分区26所对应的图像内容，在拼接边处(如261、262、263、264)存在像素交叠重复，大图像的周边没有像素缺损，因而称之为全数据交叠重复。
权利要求
1.一种视频信号数据交叠重复整合方法，它是将整幅画面的一帧图像信号经A/D变换后，形成U×V个数据，重组该数据，并将该数据分成M×N个分区，每个分区含有U×V/M×N个数据，该数据再经D/A变换及图像恢复等电路处理，还原成M×N帧图像信号，输入给M×N电视墙的相应屏体，组合成一个完整大画面，其特征在于在将数据分成M×N个分区时，舍去U×V个图像数据的首尾若干行、若干列数据，然后将剩余数据交叠分配给M×N个分区，并形成相邻分区间的数据的交叠重复，各分区数据所对应的图像内容也具有相应交叠重复。
2.一种视频信号数据自身重复整合方法，它是将整幅画面的一帧图像信号经A/D变换后，形成U×V个数据，重组该数据，并将该数据分成M×N个分区，每个分区最终含有U×V/M×N个数据，该数据再经D/A变换及图像恢复等电路处理，还原成M×N帧图像信号，输入给M×N电视墙的相应屏体，组合成一个完整大画面，其特征在于在将数据分成M×N个分区时，舍去U×V个图像数据的首尾若干行、若干列数据，然后将剩余数据分配给M×N个分区，各个分区首尾相连，且每个分区取略少于U×V/M×N个数据，再将各分区边界上的数据递补复制，使每个分区恢复到U×V/M×N个数据，各分区数据所对应的图像内容在边界处产生自身重复。
3.一种视频信号全数据自身重复整合方法，它是将整幅画面的一帧图像信号经A/D变换后，形成U×V个数据，重组该数据，并将该数据分成M×N个分区，每个分区起初含有U×V/M×N个数据，最终重组数据使每个分区数据略多于U×V/M×N个，该数据再经D/A变换及图像恢复等电路处理，还原成M×N帧图像信号，输入给M×N电视墙的相应屏体，组合成一个完整大画面；其特征在于在将数据分成M×N个分区时，各个分区首尾相连，再将各分区边界上的数据递补复制，使每个分区的数据略多于U×V/M×N个数据，各分区数据所对应的图像内容在边界处产生自身重复。
4.一种视频信号全数据交叠重复整合方法，它是将整幅画面的一帧图像信号经A/D变换后，形成U×V个数据，重组该数据，并将该数据分成M×N个分区，每个分区含有略多于U×V/M×N个数据，该数据再经D/A变换及图像恢复等电路处理，还原成M×N帧图像信号，输入给M×N电视墙的相应屏体，组合成一个完整大画面，其特征在于在将数据分成M×N个分区时，每个分区取略多于U×V/M×N个数据，并形成相邻分区间的数据的交叠重复，各分区数据所对应的图像内容也具有相应交叠重复。
5.根据权利要求1所述的视频信号数据交叠重复整合方法，其特征在于所述的舍去U×V个图像数据的首尾若干行、若干例数据的步骤是由相应的软件控制，该软件通过控制器使中央处理器发出指令，让存贮器在为每个分区读取数据的时候，只读取除首尾若干行、若干例之外的数据，分配给M×N个分区。
6.根据权利要求2所述的视频信号数据自身重复整合方法，其特征在于所述的舍去U×V个图像数据的首尾若干行、若干例数据的步骤是由相应的软件控制，该软件通过控制器使中央处理器发出指令，让存贮器在为每个分区读取数据的时候，只读取除首尾若干行、若干例之外的数据，分配给M×N个分区。
7.根据权利要求3所述的视频信号全数据自身重复整合方法，其特征在于通过软件使中央处理器发出指令，让存贮器在为每个分区读取数据的时候，读取略多于U×V/M×N个数据，分配给M×N个分区。
8.根据权利要求4所述的视频信号全数据交叠重复整合方法，其特征在于通过软件使中央处理器发出指令，让存贮器在为每个分区读取数据的时候，读取略多于U×V/M×N个数据，分配给M×N个分区。
全文摘要
本发明涉及一种用于电视墙的视频信号整合处理方法,其基本方案是:使控制器的相邻各路所输出的图像信号内容有一定的重复(交叠重复或自身重复)。其实现的方法包括四种:视频信号数据交叠重复整合方法;视频信号数据自身重复整合方法;视频信号全数据自身重复整合方法和视频信号全数据交叠重复整合方法。通过上述信号整合处理,就可使电视墙的相应屏体在组合成一个完整大画面时留有很大拼接对位余地,可以方便、快捷、有效地进行调整。
文档编号H04N5/14GK1246018SQ9910456
公开日2000年3月1日 申请日期1999年3月31日 优先权日1999年3月31日
发明者朱朝阳, 吴小平 申请人:Tcl王牌电子(深圳)有限公司