本发明专利技术公开了一种集成于视频处理芯片的图形ＯＳＤ控制器，由位图数据解压缩模块、存储操作控制模块、可编程色彩映射模块、ＯＳＤ图像缩放模块、图像显示管理模块、寄存器操作管理模块及ＭＣＵ接口模块组成；通过ＭＣＵ接口模块提供的串行Ｉ２Ｃ和并行两种工作模式之一，设置寄存器操作管理模块的各种显示参数、操作参数，从而控制ＯＳＤ数据的存储、显示并读取ＯＳＤ控制器的状态；ＯＳＤ图像显示管理模块，可根据ＯＳＤ控制器的设置参数，控制多层图形ＯＳＤ数据的叠加方式、ＯＳＤ图像与原始视频信号的混合模式、ＯＳＤ图像显示窗口大小以及显示特性等；使用片外ＳＤＲＡＭ作为图像数据的显示存储，使用片内双端口ＲＡＭ作为图像操作的控制存储，便于与视频处理系统的集成和资源共享。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于数字视频图像处理与显示
，具体涉及一种集成于视 频处理芯片的图形OSD控制器。
技术介绍
OSD控制器是视频显示处理系统中不可或缺的部分，它能够提供多种语言界面使用户可以通过各项功能菜单来t周节所有视频显示图像的特性。早期 的OSD系统主要是字符单元显示为主，其特点是颜色单一，大小固定，菜单设计的图案也比较简单。随着数字视频处理技术的飞速发展，各类先进复杂 的算法应用于视频处理芯片向消费者提供了更加清晰流畅的视频图像，同时 人们对OSD ^单的要求也越来越高。以位图方式显示的OSD控制器已成为视 频处理系统的主流，特别是随着IC设计和生产的水平不断提高，OSD控制 器更向集成化方向发展。图形OSD控制器是指在视频显示画面中可以显示单色或彩色位图，因此 菜单的形式更加多样，画面更加精美，内容也更加丰富。同时，由于图形 OSD控制器设计的复杂度不断提高，OSD控制器也将占用更大的存储空间和 系统资源。因此如何将图形OSD控制器和视频处理器有效的集成，并合理的 共享存储资源以及总线带宽成为各大厂商的'研究热点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种集成于视频处理芯片的高性能图形OSD 控制器的设计方法。该,形OSD控制器采用现代先进的集成电路设if技术， 通过共享视频处理系统的外部动态存储器和内部静态存储器资源，实现了具 有256种伪彩色的图形OSD显示功能，且该图形OSD控制器具有方便的用户软件编程接口。为了实现上述任务，本专利技术采取如下的解决技术方案一种集成于视频处理芯片的图形OSD控制器，其特征在于，该图形OSD 控制器的内部结构包括一位图数据解压縮模块，用于将压縮编码后OSD数据解压縮为位图索引 数据，数据压縮采用改进的游程编码算法，压縮部分由软件实现；一存储操作控制模块，利用片外SDRAM存储器和片内双端口 RAM资源， 实现OSD图像数据的写入、存储、生成和显示加速功能；一可编P色彩映射模块，利用片内存储的色彩映射奔(OSD_LUT)将输 入的原始图像索引数据流映射为RGB空间24位伪彩色数据流，实现图像索 引值到彩色空间的映射转换；一OSD图像縮放模块，利用双线性图像插值的方法，在水平和垂直两个 方向上灵活调整已生成的OSD图像的大小，以适应不同格式的视频信号诚不 同分辨率的显示终端；一OSD图像显示管理模块，根据OSD控制器的参数设置，控制多层OSD 数据的叠加方式、OSD图像与原始视频信号的混合模式、OSD图像显示窗口 大小等显示特性；， 一寄存器操作管理模块，由用户操作设置其它模块的各项参数，并控制 OSD原始图像素材的写入、存储控制以及显示特性； .一MCU接口模块，提供串行和并行两种工作模式，设置#存器操作管理 模块的各种显示参数、操作参数，从而控制OSD数据的存储、显示并读取 OSD控制器的状态；在寄存器操作管理模^央的控制下，角f压縮后的OSD索引数据流经存储操 作控制模块写入外部SDRAM的OSD数据存储区，并在该模块的控制下完成 从数据存储区到显示缓存区的搬运。OSD图像显示时，由存储操作控制模块控制读出OSD显示缓存区的索引数据，经可编程色彩映射模块转换成RGB 空间24位图像数据流，OSD图像数据通过图像縮放模块灵活调整图像的分 辨率，最终在OSD图像显示管理模块产生的有效信号(OSD—ACTIVE)控制下 与原始视频信号叠加。本专利技术的其它特点是所述的存储操作控制模块包括有仲裁器、地址产生 模块、命令产生模块、输入缓存模块、输出缓存模块和加速缓存模块，地址 产生模块、命令产生模块与仲裁器连接，输入缓存模块通过写请求与仲裁器 连接，输出缓存模块通过读请求与仲裁器连接，加速缓存模块通过加速请求 与仲裁器相连。所述的0SD图像縮放模块包括数据存储器、插值计算模块、写入控制模 块，读出控制模块，控制信号产生模块，映射参数计算模块；控制信号产生 模块分别与写入控制模块、读出控制模块、映射参数计算模块连通，写入控 —制模块、读出控制模块与数据存储器相连，数fe存储器与插值计算模块相连， 映射参数计算模块分别与读出控制模块、插值计算模块连接。所述的外SDRAM存储器划分为OSD数据存储区和OSD显示缓存区，通过 存储操作控制模块控制片外SDRAM存储器和片内双端口 RAM资源，实现OSD 图像数据的写入、存储、生成和显示加速功能。所述的仲裁模块对读写请求和显示加速请求信号进行仲裁，产生相应的 控制信号以完成多任务调度。OSD图像縮放模块利用双线fe插值的方法对图像进行縮放，在水平和垂 直两个方向上灵活调整已生成的OSD图像的大小，以适应不同格式的视频信 号或不同分辨率的显示终端。本专利技术^l集成于视频处理芯片的图形OSD控制器，，图形OSD控制器采 用当前先进的集成电路设计方法实现，可以方便的与视频处理器芯片集成。与已有技术相比，本专利技术的技术效果体现在1. 本专利技术支持位图数据的压縮编码，有效地降低了 OSD图像数据对外 部存储空间的需求，有利于复杂的OSD图形菜单设计；2. 本专利技术对字符、文字和图形全部采用按点象素的位图合成方式，结 构设计简单，编程接口统一方便；3. 本专利技术存储器资源的分配，使用片外SDRAM作为图像数据的显示存 储，使用片内双端口 RAM作为图像操作的控制存储，便于与视频处理系统集 成和共享资源；4. 本专利技术对OSD'图像显示支持硬件加速操作，可将OSD数据存储区的 图形高速块拷贝到OSD显示缓存区，并支持,图像块的快速搬移、图像块的快 速色彩填充等硬件加速操作，可有效提高OSD菜单的响应速度，提高编程效 率并节省存储资源；5. 本专利技术生成的OSD图像可根据视频显示格式和显示终端的分辨率灵 活地调整图像^小，显示方式更加灵活；6. 本专利技术设计的OSD控制器具有串行I2C和并行两种MCU操作接口， 对控制器内部的寄存器操作方式更加灵活，优于接口单一的控制器；7. 在实际性能方面，本专利技术在一款采用TSMC 0. 18um混合信号集成电 路工艺的视频处理芯片的应用实例中，完成了图形OSD菜单设计的各项要 求。本专利技术设计的OSD控制器与视频处理芯片共享系统总线带宽，支持包括 HDTV 10801 (数据时钟高达74.25M股)在内的多种视频格式的图形菜单显 示。'本专利技术设计的0SD控制器逻辑综合后，逻裙资源仅3万余门，优于一般 设计的0SD控制器。附图说明图1为本专利技术的0SD控'制器的内部结构框图；图2为0SD存储资源的分配图；图3为存储操作控制模块功能框图4为存储任务调度状态机；图5为双线性插值在一维方向上各象素点位置关系的示意图； 图6为OSD图像縮放模块功能框图； 图7为0SD图像合成原理图； 图8为I2C总线控制器状态机。以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。具体实施方式参见图l，本专利技术的集成于视频处理芯片的图形OSD控制器，其内部基 本结构包括位,数据解压縮模块、存储操作控制模块、可编辱色彩映射模块、 OSD图像縮放模块、OSD图像显示管理模块、寄存器操作管理模块和MCU接 口模块；用户通过MCU接口设置寄存器操作控制模块的各寄存器和控制参数 输出，从而完成存储操作、色彩映射和显示合成等多种功能。位图数据经压縮后，可以有i地降本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种集成于视频处理芯片的图形ＯＳＤ控制器，其特征在于，该图形ＯＳＤ控制器的内部结构包括：一位图数据解压缩模块，用于将ＯＳＤ数据解压缩为位图索引数据，数据压缩采用改进的游程编码算法，压缩部分由软件实现；一存储操作控制模块，利用 片外ＳＤＲＡＭ存储器和片内双端口ＲＡＭ资源，实现ＯＳＤ图像数据的写入、存储、生成和显示加速功能；一可编程色彩映射模块，利用片内存储的色彩映射表（ＯＳＤ＿ＬＵＴ）将输入的原始图像索引数据流映射为ＲＧＢ空间２４位伪彩色数据流，实现图像索 引值到彩色空间的映射转换；一ＯＳＤ图像缩放模块，利用双线性图像插值的方法，在水平和垂直两个方向上灵活调整已生成的ＯＳＤ图像的大小，以适应不同格式的视频信号或不同分辨率的显示终端；一ＯＳＤ图像显示管理模块，根据ＯＳＤ控制器的参 数设置，控制多层图形ＯＳＤ数据的叠加方式、ＯＳＤ图像与原始视频信号的混合模式、ＯＳＤ图像显示窗口大小以及显示特性；一寄存器操作管理模块，由用户操作设置其它模块的各项参数，并控制ＯＳＤ原始图像素材的写入、存储控制以及显示特性； 一ＭＣＵ接口模块，提供串行和并行两种工作模式，用于设置寄存器操作管理模块的各种显示参数和操作参数，从而控制ＯＳＤ数据的存储、显示并读取ＯＳＤ控制器的状态；在寄存器操作管理模块的控制下，解压缩后的ＯＳＤ索引数据流经存储操作控制模块写入 外部ＳＤＲＡＭ的ＯＳＤ数据存储区和ＯＳＤ显示缓存区，图像显示时，由存储操作控制模块读出ＯＳＤ显示缓存区的索引数据，经可编程色彩映射模块转换成ＲＧＢ空间２４位图像数据流，图像数据通过ＯＳＤ图像缩放模块灵活调整图像的分辨率，并最终在ＯＳＤ图像显示管理模块产生的有效信号（ＯＳＤ＿ＡＣＴＩＶＥ）控制下与原始视频信号叠加。...
【技术特征摘要】
1.一种集成于视频处理芯片的图形OSD控制器，其特征在于，该图形OSD控制器的内部结构包括一位图数据解压缩模块，用于将OSD数据解压缩为位图索引数据，数据压缩采用改进的游程编码算法，压缩部分由软件实现；一存储操作控制模块，利用片外SDRAM存储器和片内双端口RAM资源，实现OSD图像数据的写入、存储、生成和显示加速功能；一可编程色彩映射模块，利用片内存储的色彩映射表(OSD_LUT)将输入的原始图像索引数据流映射为RGB空间24位伪彩色数据流，实现图像索引值到彩色空间的映射转换；一OSD图像缩放模块，利用双线性图像插值的方法，在水平和垂直两个方向上灵活调整已生成的OSD图像的大小，以适应不同格式的视频信号或不同分辨率的显示终端；一OSD图像显示管理模块，根据OSD控制器的参数设置，控制多层图形OSD数据的叠加方式、OSD图像与原始视频信号的混合模式、OSD图像显示窗口大小以及显示特性；一寄存器操作管理模块，由用户操作设置其它模块的各项参数，并控制OSD原始图像素材的写入、存储控制以及显示特性；一MCU接口模块，提供串行和并行两种工作模式，用于设置寄存器操作管理模块的各种显示参数和操作参数，从而控制OSD数据的存储、显示并读取OSD控制器的状态；在寄存器操作管理模块的控制下，解压缩后的OSD索引数据流经存储操作控制模块写入外部SDRAM的OSD数据存储区和OSD显示缓存区，图像显示时，由存储操作控制模块读出OSD显示缓存区的索引数据，经可编程色彩映射模块转换成RGB空间24位图像数据流，图像数据通过OSD图像缩放模块灵活调整图像的分辨率，并最终在OSD图像显示管理模块产生的有效信号(OSD_ACTIVE)控制下与原始...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑南宁，孙宏滨，杨小露，葛晨阳，王东，任鹏举，刘伟，李珺珂，李仁男，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]
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