專利名稱：基于通用hdmi設(shè)備的高清視頻圖像采集顯示方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻圖像技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種高清視頻圖像采集和顯示方法，該方法基 于通用HDMI設(shè)備的采集和顯示。其中，所述HDMI是指一種高清晰多媒體接口 (High Definition Multimedia Interface)。
背景技術(shù)：
隨著多媒體技術(shù)的迅猛發(fā)展，音頻、視頻、圖像等已廣泛融于人們的日常生活中，成 為不可或缺的一部分，比如有線電視，家庭影院等。多媒體技術(shù)還可以與計算機(jī)、英特網(wǎng) 技術(shù)相結(jié)合，應(yīng)用于視頻會議、音視頻點(diǎn)播、遠(yuǎn)程教育等眾多領(lǐng)域。在現(xiàn)有的多媒體視頻 顯示系統(tǒng)中， 一般通過普通視頻接口 (如S端子，VGA等)，將模擬視頻信號或數(shù)字信號 經(jīng)D/A (數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換)后，輸入到標(biāo)準(zhǔn)清晰度(簡稱標(biāo)清)分辨率(如800X600)的顯 示設(shè)備進(jìn)行顯示，這樣不可避免地造成了視頻圖像細(xì)節(jié)的損失，無法滿足人們對高清晰度
(簡稱高清)數(shù)字視頻的需求，而且不能應(yīng)用于某些清晰度要求較高的場合，如遠(yuǎn)程監(jiān)控、 遠(yuǎn)程醫(yī)療等。高清視頻技術(shù)能夠滿足高分辨率(如1920X1080p)需求場合，使得多媒體的 應(yīng)用更加廣泛，具有廣闊的發(fā)展前景和巨大的市場容量。
高清視頻信號的獲得，涉及到采集、傳輸和顯示等多種不同的技術(shù)，由于高清視頻顯示 系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)量大、實(shí)時性要求高等特點(diǎn)，使高清視頻信號的接口傳輸具有較大的技術(shù)難 度，因此也成為制約高清視頻體驗(yàn)的關(guān)鍵因素。
在高清視頻顯示系統(tǒng)中，DVI (數(shù)字視頻接口)是一個比較成熟的標(biāo)準(zhǔn)接口，它支持 高清晰數(shù)字電視信號的無壓縮實(shí)時傳輸。但是隨著時代的發(fā)展，面向PC開發(fā)的DVI接口 表現(xiàn)出過于龐大、不適合便攜設(shè)備使用、不支持?jǐn)?shù)字音頻信號傳輸?shù)缺锥?。為此，HDMI
(高清晰多媒體接口)應(yīng)運(yùn)而生，它可以提供高達(dá)5Gbps的數(shù)據(jù)傳輸帶寬，在保證高品質(zhì) 的情況下能夠以數(shù)碼形式傳輸未經(jīng)壓縮的高分辨率視頻和多聲道音頻數(shù)據(jù)，足以應(yīng)付一個 1080p (1920X1080p)的視頻和一個8聲道的音頻信號。并且，HDMI還增加了對HDCP
(高帶寬數(shù)字內(nèi)容保護(hù))的支持，同時提供了更好的DDC (數(shù)據(jù)顯示通道)可選功能。這 些都為人們?nèi)找嫣岣叩捏w驗(yàn)需求和某些對清晰度要求較高的應(yīng)用提供了技術(shù)支持。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷或不足，提供一種基于通用HDMI設(shè)備的高清視頻 圖像采集顯示方法，該方法基于具有通用HDMI接口的視頻采集和顯示設(shè)備，采用該方法 能夠?qū)崿F(xiàn)高清視頻信號的采集和顯示，包括本地顯示、級聯(lián)顯示和遠(yuǎn)程顯示，并且通過改 進(jìn)完善，該方法還具有視頻質(zhì)量高、實(shí)時性好，可擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)。
本發(fā)明總的技術(shù)構(gòu)思為，基于HDMI接口 ，利用高清視頻源，HDMI高清采集卡和HDMI 顯示設(shè)備，實(shí)現(xiàn)高清視頻信號的采集和顯示。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下
基于通用HDMI設(shè)備的高清視頻采集顯示方法，其特征在于包括以下步驟
步驟1，通過高清數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，獲得原始高清視頻數(shù)據(jù)，并通過HDMI接口無損地發(fā)
送到高清視頻采集卡；
步驟2，通過高清視頻采集卡，將原始高清視頻數(shù)據(jù)傳送到視頻圖像處理模塊； 步驟3，視頻圖像處理模塊對原始高清視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行視頻圖像處理，并調(diào)整為指定高清
分辨率；
步驟4，將處理后的高清視頻圖像編碼成符合HDMI接口傳輸標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號，在高 精度定時器的時鐘同步下，通過HDMI接口傳輸?shù)礁咔逡曨l顯示設(shè)備進(jìn)行顯示。
所述HDMI是High Definition Multimedia Interface (高清晰多媒體接口 )的簡稱。 所述高清視頻采集卡具有HDMI接口 。 所述原始高清視頻數(shù)據(jù)為高清數(shù)字視頻圖像。
所述視頻圖像處理模塊在PC機(jī)，或是高清視頻采集卡上的附加處理芯片上實(shí)現(xiàn)，用于 對高清視頻圖像進(jìn)行平滑降噪，對比度增強(qiáng)等畫質(zhì)增強(qiáng)處理，以及像素分辨率調(diào)整；所述 PC機(jī)是指個人計算機(jī)，該個人計算機(jī)指的是，基于X86架構(gòu)或PowerPC處理器的臺式機(jī)、 便攜式PC機(jī)、筆記本電腦等。
所述高清分辨率為1080i (1920 X 1080i)或720p (1280 X 720p)或1080p (1920 X 1080p)。 所述高精度定時器是高精度時鐘晶振，用于HDMI接口傳輸數(shù)據(jù)時的同步時鐘。 所述高清視頻顯示設(shè)備具有HDMI接口，并且可以是本地顯示設(shè)備、級聯(lián)顯示設(shè)備或 通過網(wǎng)絡(luò)連接的遠(yuǎn)程顯示設(shè)備。
所述HDMI接口包括HDMI的編碼發(fā)送芯片，視頻、音頻和輔助信號送入HDMI的 編碼發(fā)送芯片，進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼;3路TMDS數(shù)據(jù)通道和1路TMDS時鐘通道，通過3路TMDS 數(shù)據(jù)通道和1路TMDS時鐘通道將編碼后的數(shù)據(jù)傳送到信號接收端，所述TMDS時鐘通道用于傳送視頻像素時鐘信號，作為接收端對3路TMDS數(shù)據(jù)通道傳來的數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)的頻 率參考；接收端的HDMI解碼芯片，用于數(shù)據(jù)解碼，將對應(yīng)的音/視頻信號還原并送到相應(yīng) 的處理模塊中。
本發(fā)明的技術(shù)效果如下
1. 本方法為純數(shù)字的高清視頻圖像采集、顯示方法；
2. 直接對原始視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，時延小，實(shí)時性好；
3. 采用HDMI接口傳輸視頻數(shù)據(jù)，信號失真小，圖像還原度高。


圖1為本發(fā)明的工作原理方框圖。
圖2為本發(fā)明中HDMI接口的結(jié)構(gòu)方框圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明基于通用HDMI設(shè)備的高清視頻采集顯示方法的工作原理是
1. 通過高清數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，獲得原始高清視頻數(shù)據(jù)，然后通過HDMI接口無損地發(fā)送到 高清視頻采集卡；
2. 通過高清視頻采集卡，將原始高清視頻數(shù)據(jù)傳送到視頻圖像處理模塊；
3. 對原始高清視頻數(shù)據(jù)在PC機(jī)或采集卡板載處理芯片上進(jìn)行視頻圖像處理，并調(diào)整 為指定高清分辨率(如1080i,720p， 1080p);
4. 將處理后的高清視頻圖像編碼成符合HDMI接口傳輸標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號，在高精度定 時器的時鐘同步下，通過HDMI接口傳輸?shù)礁咔逡曨l顯示設(shè)備進(jìn)行顯示。
圖1中的具有HDMI接口的高清顯示設(shè)備為本地設(shè)備，但在具體實(shí)施過程中，可以是具 有HDMI接口的高清視頻采集卡，以實(shí)現(xiàn)級聯(lián)顯示；或者是通過網(wǎng)絡(luò)連接的異地顯示設(shè)備， 以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程顯示。
如圖2所示，本發(fā)明中HDMI接口的體系結(jié)構(gòu)，它包括3個獨(dú)立的通信通道TMDS、 DDC禾Q CEC。
所述TMDS是Transition Minimized Differential Signal (最小變換差分信號)的簡稱，
TMDS通道用來傳輸音/視頻數(shù)據(jù)以及輔助數(shù)據(jù)。
所述DDC是Digital Display Channel (數(shù)據(jù)顯示通道)的簡稱，DDC通道用來在自動 配置時發(fā)送端讀取接收端的EDID數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。所述EDID是Extended Display Identification Data (擴(kuò)展顯示識別數(shù)據(jù))的簡稱，它是一種數(shù)據(jù)格式，包含有關(guān)終端設(shè)備及其性能的參 數(shù)。
所述CEC是Consumer Electronics Control (用戶電子控制)的簡稱，CEC通道是一個 可選通道，用來支持一些高級用戶功能，如紅外遙控等。
本發(fā)明中HDMI接口包括HDMI的編碼發(fā)送芯片，視頻、音頻和輔助信號送入HDMI 的編碼發(fā)送芯片，進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼；3路TMDS數(shù)據(jù)通道和1路TMDS時鐘通道，通過3路 TMDS數(shù)據(jù)通道和1路TMDS時鐘通道將編碼后的數(shù)據(jù)傳送到信號接收端，所述TMDS時 鐘通道用于傳送視頻像素時鐘信號，作為接收端對3路TMDS數(shù)據(jù)通道傳來的數(shù)據(jù)進(jìn)行恢 復(fù)的頻率參考；接收端的HDMI解碼芯片，用于數(shù)據(jù)解碼，將對應(yīng)的音/視頻信號還原并送 到相應(yīng)的處理模塊中。相應(yīng)的處理模塊是指高清視頻顯示終端或高清視頻編碼器。輔助信 號包括場、行同步信號。
本發(fā)明中HDMI接口的音/視頻信號傳輸方法，其特征包括
(1) 視頻、音頻和輔助信號(如場、行同步信號)送入HDMI的編碼發(fā)送芯片，進(jìn)行 數(shù)據(jù)編碼；
(2) 通過3路TMDS數(shù)據(jù)通道和1路TMDS時鐘通道傳送到信號接收端。所述TMDS
時鐘通道用于傳送視頻像素時鐘信號，作為接收端對3路TMS數(shù)據(jù)通道傳來的數(shù)據(jù)進(jìn)行恢 復(fù)的頻率參考；
(3) 接收端的HDMI解碼芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)解碼，將對應(yīng)的音/視頻信號還原并送到相應(yīng) 的處理模塊(如高清視頻顯示終端或高清視頻編碼器)中。
應(yīng)當(dāng)指出，以上所述具體實(shí)施方式
可以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但 不以任何方式限制本發(fā)明。因此，盡管本說明書參照附圖對本發(fā)明己進(jìn)行了詳細(xì)的說明， 但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換。例如，附圖 中的具有HDMI接口的高清顯示設(shè)備為本地設(shè)備，但在實(shí)施過程中，可以是具有HDMI接口 的高清視頻采集卡，以實(shí)現(xiàn)級聯(lián)顯示；或者是通過網(wǎng)絡(luò)連接的異地顯示設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程 顯示。而一切不脫離本發(fā)明的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明專利 的保護(hù)范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.基于通用HDMI設(shè)備的高清視頻采集顯示方法，其特征在于包括以下步驟步驟1，通過高清數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，獲得原始高清視頻數(shù)據(jù)，并通過HDMI接口無損地發(fā)送到高清視頻采集卡；步驟2，通過高清視頻采集卡，將原始高清視頻數(shù)據(jù)傳送到視頻圖像處理模塊；步驟3，視頻圖像處理模塊對原始高清視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行視頻圖像處理，并調(diào)整為指定高清分辨率；步驟4，將處理后的高清視頻圖像編碼成符合HDMI接口傳輸標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號，在高精度定時器的時鐘同步下，通過HDMI接口傳輸?shù)礁咔逡曨l顯示設(shè)備進(jìn)行顯示。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于通用HDMI設(shè)備的高清視頻采集顯示方法，其特征在于 所述高清視頻采集卡具有HDMI接口 。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于通用HDMI設(shè)備的高清視頻采集顯示方法，其特征在于 所述原始高清視頻數(shù)據(jù)為高清數(shù)字視頻圖像。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于通用HDMI設(shè)備的高清視頻采集顯示方法，其特征在于 所述視頻圖像處理模塊在PC機(jī)，或是高清視頻采集卡上的附加處理芯片上實(shí)現(xiàn)，用于對高 清視頻圖像進(jìn)行平滑降噪，對比度增強(qiáng)等畫質(zhì)增強(qiáng)處理，以及像素分辨率調(diào)整。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于通用HDMI設(shè)備的高清視頻采集顯示方法，其特征在于 所述PC機(jī)是指個人計算機(jī)，該個人計算機(jī)指的是，基于X86架構(gòu)或Power PC處理器的臺 式機(jī)、便攜式PC機(jī)、或筆記本電腦。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于通用HDMI設(shè)備的高清視頻采集顯示方法，其特征在于 所述高清分辨率為1080i (1920X1080i)或720p (1280X720p)或1080p (1920X 1080p)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于通用HDMI設(shè)備的高清視頻采集顯示方法，其特征在于 所述高精度定時器是高精度時鐘晶振，用于HDMI接口傳輸數(shù)據(jù)時的同步時鐘。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于通用HDMI設(shè)備的高清視頻采集顯示方法，其特征在于 所述高清視頻顯示設(shè)備具有HDMI接口，并且可以是本地顯示設(shè)備、級聯(lián)顯示設(shè)備或通過 網(wǎng)絡(luò)連接的遠(yuǎn)程顯示設(shè)備。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于通用HDMI設(shè)備的高清視頻采集顯示方法，其特征在于 所述HDMI接口包括HDMI的編碼發(fā)送芯片，視頻、音頻和輔助信號送入HDMI的編碼 發(fā)送芯片，進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼；3路TMDS數(shù)據(jù)通道和1路TMDS時鐘通道，通過3路TMDS 數(shù)據(jù)通道和1路TMDS時鐘通道將編碼后的數(shù)據(jù)傳送到信號接收端，所述TMDS時鐘通道 用于傳送視頻像素時鐘信號，作為接收端對3路TMDS數(shù)據(jù)通道傳來的數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)的頻 率參考；接收端的HDMI解碼芯片，用于數(shù)據(jù)解碼，將對應(yīng)的音/視頻信號還原并送到相應(yīng) 的處理模塊中。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高清視頻圖像的采集和顯示方法，該方法基于具有通用HDMI接口的視頻采集和顯示設(shè)備。本方法通過高清數(shù)字?jǐn)z像機(jī)獲得原始高清視頻數(shù)據(jù)，然后對由高清視頻采集卡傳送的原始高清視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行視頻圖像處理，并調(diào)整為指定高清分辨率，最后輸出到具有HDMI接口的高清視頻顯示設(shè)備進(jìn)行顯示。采用該方法能夠?qū)崿F(xiàn)高清視頻信號的采集和顯示，包括本地顯示、級聯(lián)顯示和遠(yuǎn)程顯示，并且通過改進(jìn)完善，該方法還具有設(shè)備通用性好、視頻質(zhì)量高、實(shí)時性好、可擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)。
文檔編號H04N5/765GK101098436SQ200710119329
公開日2008年1月2日 申請日期2007年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月20日
發(fā)明者王生安, 鄧大鵬, 楓 韓 申請人:北京華緯訊電信技術(shù)有限公司