一种机载视频实时混合显示系统技术方案

本发明专利技术公开了一种机载视频实时混合显示系统，包括指令交换区、视频转换/解码模块、帧存储器、视频控制器、电源模块。本发明专利技术涉及视频处理领域，是一种具体的机载视频实时混合技术和图像显示系统架构。视频控制器是整个系统的核心，负责与上位机通信、配置解码芯片、放大视频画面、控制帧存储器、控制输入/输出视频、驱动显示等。本发明专利技术中的显示系统可以自动配置视频解码芯片、实现动态切换多路背景视频输入及实时放大背景视频画面，并能够将输入的前景和背景根据上位机提供的参数进行混合后显示。本发明专利技术与现有技术相比，其具有实时性高、体积小、功耗低、画面刷新率高、视频混合效果好等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种机载视频实时混合显示系统
本专利技术涉及一种机载视频实时混合显示系统，属于视频处理

技术介绍
伴随着微电子技术的迅速发展，机载座舱显示系统的技术水平突飞猛进。机载座舱显示系统是飞行员与飞机进行实时交互的重要途径，是飞行员了解飞机状态及飞行环境的主要手段。在机载座舱综合系统中通常存在多个视频源供飞行员读取信息，其他图形生成系统或摄像头产生的视频画面通常被呈现在不同的显示器上，但信息呈现的分散势必导致飞行员负担的加重。不同视频信号源提供的信号格式会有所差异，表现为视频分辨率、帧率可能不同，这些因素意味着简单的视频混合方式无法满足机载座舱显示系统的视频混合要求。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种机载视频实时混合显示系统，，可以实现多路视频的混合，并可对背景视频画面实时放大，满足机载座舱显示系统对多路视频混合时的要求，而且系统具有实时性高、体积小、功耗低、画面刷新率高、视频混合效果好等特点。为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：一种机载视频实时混合显示系统，其特征在于，包括视频控制器、前景视频信号输入通道、背景视频信号输入通道、指令传输通道、帧存储器、显示控制模块和电源模块；所述视频控制器负责控制和协调整个显示系统的工作，用于完成视频混合、视频输入/输出控制、视频缓存控制、与上位机通信控制；所述前景视频信号输入通道负责接收1路XGA格式的前景视频信号，用于对视频流进行解码，将解析出的视频流中包含的行场信号及数字格式的颜色信息，传送给视频控制器；所述背景视频信号输入通道负责接收2路XGA格式和1路PAL格式的背景视频信号，在视频控制器的控制器下，选择其中1路视频信号，对视频信号进行视频转换/解码，将解析出的视频流中包含的行场信号及数字格式的颜色信息，传送至视频控制器；所述指令传输通道用于接受上位机对系统的控制指令，所述控制指令的内容包括背景视频通道号和视频混合参数；所述帧存储器用于缓存由所述背景视频信号输入通道中接收的背景视频的像素信息；所述显示控制模块用于将显示系统计算完成的像素信息输出至显示器；所述电源模块用于提供整个系统的供电。前述的机载视频实时混合显示系统，其特征在于：所述视频控制器包括指令读取模块、帧存储器控制模块、系统控制器、背景放大模块、视频混合模块、背景视频通道控制模块和显示模块；所述指令读取模块负责显示系统与上位机进行通信，获取上位机对系统的控制指令；所述帧存储器控制模块用于将帧画面像素信息写入/读出帧存储器；所述系统控制器用于调度视频控制器中各模块的工作；所述背景放大模块用于将分辨率小于前景视频的背景视频画面实时放大，以匹配前景视频的分辨率；所述视频混合模块用于将前景视频画面与经过放大的背景视频画面进行视频混合运算；所述背景视频通道控制模块用于控制背景视频输入通道和接收背景视频。前述的机载视频实时混合显示系统，其特征在于：所述视频控制器根据上位机下达的背景视频通道选择指令，在将一帧画面送到显示器后，如果背景视频通道需发生改变，由所述背景视频通道控制模块输出复位信号，对背景视频信号输入通道中的视频解码芯片进行复位，根据新选择的背景通道视频格式对视频解码芯片重新配置，视频解码芯片工作后，背景视频信号输入通道将有效的像素传送至视频控制器。前述的机载视频实时混合显示系统，其特征在于：所述机载视频实时混合显示系统将不同帧率的前景视频与背景视频进行混合；所述机载视频实时混合显示系统接收的前景视频为XGA格式，其帧率为60FPS，背景视频为PAL格式，其帧率为25FPS；所述帧存储器用于缓存背景视频画面，由帧存储器控制模块按不同的速率完成写入/读出操作；所述视频控制器进行视频混合，从帧存储器读出已存储的背景视频信息时，按帧率为60FPS时的像素时钟速率读出。前述的机载视频实时混合显示系统，其特征在于：所述帧存储器由两个存储芯片组成，即存储芯片A和存储芯片B，存储芯片A和存储芯片B均独立的保存一帧完整的背景视频画面，存储芯片A和存储芯片B的写入/读出状态相反；当视频控制器向存储芯片A写入背景视频画面时，视频控制器同时从存储芯片B中读出已保存的背景视频画面；反之，当视频控制器向存储芯片B写入背景视频画面时，视频控制器同时从存储芯片A中读出已保存的背景视频画面；每次完成一帧画面输出时，存储芯片A和存储芯片B的写入/读出状态互换。前述的机载视频实时混合显示系统，其特征在于：所述机载视频实时混合显示系统将分辨率不同的前景视频和背景视频进行全屏混合，当背景视频选择分辨率为720×576的PAL画面时，视频控制器从帧存储器中顺序读出背景视频画面信息，按视频流的形式传送到所述背景放大模块；所述背景放大模块负责将背景视频画面放大至1024×768，在放大时采用流水线的方式，逐点地进行位置映射和颜色插值。前述的机载视频实时混合显示系统，其特征在于：所述视频混合模块负责将放大后的背景画面与分辨率为1024×768的前景视频画面进行连续的逐点混合，形成输出视频流；所述视频混合模块利用前景视频像素点信息、背景视频像素点信息及上位机下达的混合参数进行视频叠加运算，上位机通过混合参数影响前景视频的透明度和背景视频自身亮度；所述视频叠加运算采用流水线方式，计算出的混合像素点信息连续的输出至显示模块。前述的机载视频实时混合显示系统，其特征在于：所述显示模块包含不同驱动模式的驱动芯片；所述视频控制器对显示模块进行控制，在将视频混合模块的输出转换成不同格式的视频信号并发送至显示器时，同时驱动XGA接口和LVDS接口的显示器。本专利技术所达到的有益效果：1.实现了多路视频混合输出，减少了用于显示的显示器数量，减少了多个显示系统造成的资源浪费和空间布局的复杂程度，并实现了多路视频的实时切换，满足了机载座舱显示系统的性能要求。2.实现了不同帧率视频的混合，利用缓存的机制对帧率进行了同步。3.实现了不同分辨率视频的混合，对低分辨率进行了放大，实现不同分辨率的前景视频和背景视频画面的全幅叠加。4.对图像放大和视频混合采用了流水线的处理方式，在输出视频流的消隐时间进行流水线的准备，不占用额外的处理时间，提高了系统的实时性。附图说明图1为本专利技术的系统结构图；图2为本专利技术一种应用场景的示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。本专利技术提供了一种机载视频实时混合显示系统，可以进行多路视频混合，上位机通过不同的命令字选择不同的背景通道参与混合，背景通道的切换可发生在系统运行过程的任意时刻，通道切换后背景视频将进行重新解码并获取新通道的视频流输入信号。同时，本专利技术还可以将不同帧率不同分辨率的视频混合，在输入的前景画面和背景画面在帧率、分辨率上存在差异时，通过缓存背景视频画面的机制，同步参与混合的两路视频的帧，同时对较小分辨率的背景视频画面进行实时的放大，将分辨率提高至前景视频的分辨率水平。如图1所示，本专利技术结构包括指令交换区、视频转换/解码模块、帧存储器、视频控制器、电源模块。其中指令交换区通过一片双口RAM实现，该双口RAM具备状态字修改时自动产生中断信号的能力。视频转换/解码芯片包含两片解码芯片，分别用于前景视频信号的解本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机载视频实时混合显示系统，其特征在于，包括视频控制器、前景视频信号输入通道、背景视频信号输入通道、指令传输通道、帧存储器、显示控制模块和电源模块；所述视频控制器负责控制和协调整个显示系统的工作，用于完成视频混合、视频输入/输出控制、视频缓存控制、与上位机通信控制；所述前景视频信号输入通道负责接收1路XGA格式的前景视频信号，用于对视频流进行解码，将解析出的视频流中包含的行场信号及数字格式的颜色信息，传送给视频控制器；所述背景视频信号输入通道负责接收2路XGA格式和1路PAL格式的背景视频信号，在视频控制器的控制器下，选择其中1路视频信号，对视频信号进行视频转换/解码，将解析出的视频流中包含的行场信号及数字格式的颜色信息，传送至视频控制器；所述指令传输通道用于接受上位机对系统的控制指令，所述控制指令的内容包括背景视频通道号和视频混合参数；所述帧存储器用于缓存由所述背景视频信号输入通道中接收的背景视频的像素信息；所述显示控制模块用于将显示系统计算完成的像素信息输出至显示器；所述电源模块用于提供整个系统的供电。

【技术特征摘要】
1.一种机载视频实时混合显示系统，其特征在于，包括视频控制器、前景视频信号输入通道、背景视频信号输入通道、指令传输通道、帧存储器、显示控制模块和电源模块；所述视频控制器负责控制和协调整个显示系统的工作，用于完成视频混合、视频输入/输出控制、视频缓存控制、与上位机通信控制；所述前景视频信号输入通道负责接收1路XGA格式的前景视频信号，用于对视频流进行解码，将解析出的视频流中包含的行场信号及数字格式的颜色信息，传送给视频控制器；所述背景视频信号输入通道负责接收2路XGA格式和1路PAL格式的背景视频信号，在视频控制器的控制器下，选择其中1路视频信号，对视频信号进行视频转换/解码，将解析出的视频流中包含的行场信号及数字格式的颜色信息，传送至视频控制器；所述指令传输通道用于接受上位机对系统的控制指令，所述控制指令的内容包括背景视频通道号和视频混合参数；所述帧存储器用于缓存由所述背景视频信号输入通道中接收的背景视频的像素信息；所述显示控制模块用于将显示系统计算完成的像素信息输出至显示器；所述电源模块用于提供整个系统的供电；所述视频控制器包括指令读取模块、帧存储器控制模块、系统控制器、背景放大模块、视频混合模块、背景视频通道控制模块和显示模块；所述指令读取模块负责显示系统与上位机进行通信，获取上位机对系统的控制指令；所述帧存储器控制模块用于将帧画面像素信息写入/读出帧存储器；所述系统控制器用于调度视频控制器中各模块的工作；所述背景放大模块用于将分辨率小于前景视频的背景视频画面实时放大，以匹配前景视频的分辨率；所述视频混合模块用于将前景视频画面与经过放大的背景视频画面进行视频混合运算；所述背景视频通道控制模块用于控制背景视频输入通道和接收背景视频。2.根据权利要求1所述的机载视频实时混合显示系统，其特征在于：所述视频控制器根据上位机下达的背景视频通道选择指令，在向显示器发送一帧画面完成时，如果背景视频通道需发生改变，由所述背景视频通道控制模块输出复位信号，对背景视频信号输入通道中的视频解码芯片进行复位，根据新选择的背景通道视频格式对视频解码芯片重新配置，视频解码芯片工作后，背景视频信号输入通道将有效的像素传送至视频控制器。3.根据权利要求1所述的机载视频实时混合显示系统，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李开宇，王文栋，郑凯文，刘文波，袁玉勇，贾银亮，徐贵力，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32