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圖像輸出裝置和圖像輸出方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510665104.9

申請日:

2015.10.15

公開號:

CN105260153A

公開日:

2016.01.20

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):G06F 3/14申請日:20151015|||公開
IPC分類號: G06F3/14 主分類號: G06F3/14
申請人: 西安諾瓦電子科技有限公司
發明人: 成智剛; 劉延; 王伙榮
地址: 710075陜西省西安市高新區科技二路68號西安軟件園秦風閣D區401
優先權:
專利代理機構: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司11315 代理人: 許志勇
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510665104.9

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.11.30|||2016.02.17|||2016.01.20

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明涉及一種圖像輸出裝置及方法,所述圖像輸出裝置包括:圖像數據采集模塊,用于采集視頻播放設備中的媒體播放器輸出的圖像幀、并將圖像幀作為圖像數據塊放入圖像數據塊隊列緩存;數據處理模塊,用于根據目標顯示屏的顯示區域大小對圖像數據塊隊列緩存中的圖像數據塊進行處理以得到對應所述顯示區域大小的圖像幀信息描述、并將圖像幀信息描述放入環形緩存;以及圖像數據傳輸模塊,用于讀取環形緩存中的圖像幀信息描述、并根據圖像幀信息描述將圖像數據塊隊列緩存中的圖像數據塊按照預設數據格式發送出去。本發明主要利用軟件模塊來實現圖像輸出到目標顯示屏例如LED顯示屏進行顯示,因而可以節約成本、降低系統復雜度。

權利要求書

1.一種圖像輸出裝置,應用于基于嵌入式操作系統的視頻播放設備;
其特征在于,所述圖像輸出裝置包括:
圖像數據采集模塊,用于采集所述視頻播放設備中的媒體播放器輸
出的圖像幀、并將所述圖像幀作為圖像數據塊放入圖像數據塊隊列緩存;
數據處理模塊,用于根據目標顯示屏的顯示區域大小對所述圖像數
據塊隊列緩存中的所述圖像數據塊進行處理以得到對應所述顯示區域大
小的圖像幀信息描述、并將所述圖像幀信息描述放入環形緩存,其中所
述圖像幀信息描述包含圖像幀的起始位置、結束位置、行寬度和行起始
位置;以及
圖像數據傳輸模塊,用于讀取所述環形緩存中的所述圖像幀信息描
述、并根據所述圖像幀信息描述將所述圖像數據塊隊列緩存中的所述圖
像數據塊按照預設數據格式發送出去。
2.如權利要求1所述的圖像輸出裝置,其特征在于,所述圖像數據
采集模塊還用于在將所述圖像幀作為圖像數據塊放入圖像數據塊隊列緩
存之前將所述圖像幀轉換成位圖格式。
3.如權利要求1所述的圖像輸出裝置,其特征在于,所述圖像數據
傳輸模塊具體用于將所述圖像數據塊隊列緩存中的所述圖像數據塊按照
以太網MAC層數據格式發送出去。
4.如權利要求1所述的圖像輸出裝置,其特征在于,還包括:
端口監聽模塊,用于檢測所述目標顯示屏的顯示控制器與所述視頻
播放設備的以太網口的連接/斷開狀態;
命令解析模塊,用于將所述端口監聽模塊檢測到的所述連接/斷開狀
態轉發給所述視頻播放設備中的嵌入式操作系統的應用層程序以產生相
應的控制命令、并解析所述控制命令以控制所述圖像數據采集模塊啟動
或停止圖像幀采集。
5.如權利要求4所述的圖像輸出裝置,其特征在于,所述圖像數據
采集模塊、所述數據處理模塊、所述數據處理模塊、所述端口監聽模塊
和所述命令解析模塊位于所述視頻播放設備中的嵌入式操作系統的本地
非托管代碼層。
6.如權利要求1所述的圖像輸出裝置,其特征在于,還包括:
命令解析模塊,用于響應所述視頻播放設備中的嵌入式操作系統的
應用層程序的請求通過透傳命令獲取所述目標顯示屏的顯示區域大小、
并所述顯示區域大小發給所述數據處理模塊。
7.一種圖像輸出方法,應用于基于嵌入式操作系統的視頻播放設備;
其特征在于,所述圖像輸出方法包括步驟:
采集所述視頻播放設備中的媒體播放器輸出的圖像幀、并將所述圖
像幀作為圖像數據塊放入圖像數據塊隊列緩存;
根據目標顯示屏的顯示區域大小對所述圖像數據塊隊列緩存中的所
述圖像數據塊進行處理以得到對應所述顯示區域大小的圖像幀信息描
述、并將所述圖像幀信息描述放入環形緩存,其中所述圖像幀信息描述
包含圖像幀的起始位置、結束位置、行寬度和行起始位置;以及
讀取所述環形緩存中的所述圖像幀信息描述、并根據所述圖像幀信
息描述將所述圖像數據塊隊列緩存中的所述圖像數據塊按照預設數據格
式發送出去。
8.如權利要求7所述的圖像輸出方法,其特征在于,還包括步驟:
檢測所述目標顯示屏的顯示控制器是否與所述視頻播放設備的以太
網口處于連接狀態;
當檢測到處于連接狀態時,將所述連接狀態轉發給所述視頻播放設
備中的嵌入式操作系統的應用層程序以產生相應的控制命令、并解析所
述控制命令以設置圖像幀采集參數并啟動圖像幀采集。
9.如權利要求7所述的圖像輸出方法,其特征在于,還包括步驟:
響應所述視頻播放設備中的嵌入式操作系統的應用層程序的請求通
過透傳命令獲取所述目標顯示屏的顯示區域大小。
10.如權利要求7所述的圖像輸出方法,其特征在于,還包括步驟:
在將所述圖像幀作為圖像數據塊放入圖像數據塊隊列緩存之前,將所述
圖像幀轉換成位圖格式;并且,根據所述圖像幀信息描述將所述圖像數
據塊隊列緩存中的所述圖像數據塊按照預設數據格式發送出去具體為根
據所述圖像幀信息描述將所述圖像數據塊隊列緩存中的所述圖像數據塊
按照以太網MAC層數據格式發送出去。

說明書

圖像輸出裝置和圖像輸出方法

技術領域

本發明屬于顯示技術領域,尤其涉及一種圖像輸出裝置以及一種圖
像輸出方法。

背景技術

隨著信息化時代的發展,LED異步全彩顯示屏的應用越來越廣泛,
市場上對其成本也越來越敏感。傳統的電腦+發送卡+接收卡的LED顯
示屏同步控制系統方案在其帶載和實時刷新方面有其不可代替的優勢,
但與此同時在成本上往往令一些對帶載要求不高的用戶難以接受。現階
段,Android等嵌入式操作系統以及其相關的智能設備已經發展到非常
成熟的地步,如果能夠將其應用到LED顯示行業,一方面可以為用戶節
約成本,另一方面能發揮其操作系統生態環境的優勢,帶來非凡的體驗
和豐富的感官互動。

發明內容

有鑒于此,本發明提出一種圖像輸出裝置以及一種圖像輸出方法,
其可以將圖像輸出至目標顯示屏例如LED顯示屏進行顯示。

具體地,本發明實施例提出的一種圖像輸出裝置,應用于基于嵌入
式操作系統的視頻播放設備。所述圖像輸出裝置包括:圖像數據采集模
塊,用于采集所述視頻播放設備中的媒體播放器輸出的圖像幀、并將所
述圖像幀作為圖像數據塊放入圖像數據塊隊列緩存;數據處理模塊,用
于根據目標顯示屏的顯示區域大小對所述圖像數據塊隊列緩存中的所述
圖像數據塊進行處理以得到對應所述顯示區域大小的圖像幀信息描述、
并將所述圖像幀信息描述放入環形緩存,其中所述圖像幀信息描述包含
圖像幀的起始位置、結束位置、行寬度和行起始位置;以及圖像數據傳
輸模塊,用于讀取所述環形緩存中的所述圖像幀信息描述、并根據所述
圖像幀信息描述將所述圖像數據塊隊列緩存中的所述圖像數據塊按照預
設數據格式發送出去。

在本發明的一個實施例中,所述圖像數據采集模塊還用于在將所述
圖像幀作為圖像數據塊放入圖像數據塊隊列緩存之前將所述圖像幀轉換
成位圖格式。

在本發明的一個實施例中,所述圖像數據傳輸模塊具體用于將所述
圖像數據塊隊列緩存中的所述圖像數據塊按照以太網MAC層數據格式
發送出去。

在本發明的一個實施例中,所述圖像輸出裝置還包括:端口監聽模
塊,用于檢測所述目標顯示屏的顯示控制器與所述視頻播放設備的以太
網口的連接/斷開狀態;命令解析模塊,用于將所述端口監聽模塊檢測到
的所述連接/斷開狀態轉發給所述視頻播放設備中的嵌入式操作系統的
應用層程序以產生相應的控制命令、并解析所述控制命令以控制所述圖
像數據采集模塊啟動或停止圖像幀采集。

在本發明的一個實施例中,所述圖像數據采集模塊、所述數據處理
模塊、所述數據處理模塊、所述端口監聽模塊和所述命令解析模塊位于
所述視頻播放設備中的嵌入式操作系統的本地非托管代碼層。

在本發明的一個實施例中,所述圖像輸出裝置還包括:命令解析模
塊,用于響應所述視頻播放設備中的嵌入式操作系統的應用層程序的請
求通過透傳命令獲取所述目標顯示屏的顯示區域大小、并所述顯示區域
大小發給所述數據處理模塊。

此外,本發明實施例提出的一種圖像輸出方法,應用于基于嵌入式
操作系統的視頻播放設備。所述圖像輸出方法包括步驟:采集所述視頻
播放設備中的媒體播放器輸出的圖像幀、并將所述圖像幀作為圖像數據
塊放入圖像數據塊隊列緩存;根據目標顯示屏的顯示區域大小對所述圖
像數據塊隊列緩存中的所述圖像數據塊進行處理以得到對應所述顯示區
域大小的圖像幀信息描述、并將所述圖像幀信息描述放入環形緩存,其
中所述圖像幀信息描述包含圖像幀的起始位置、結束位置、行寬度和行
起始位置;以及讀取所述環形緩存中的所述圖像幀信息描述、并根據所
述圖像幀信息描述將所述圖像數據塊隊列緩存中的所述圖像數據塊按照
預設數據格式發送出去。

在本發明的一個實施例中,所述圖像輸出方法還包括步驟:檢測所
述目標顯示屏的顯示控制器是否與所述視頻播放設備的以太網口處于連
接狀態;當檢測到處于連接狀態時,將所述連接狀態轉發給所述視頻播
放設備中的嵌入式操作系統的應用層程序以產生相應的控制命令、并解
析所述控制命令以設置圖像幀采集參數并啟動圖像幀采集。

在本發明的一個實施例中,所述圖像輸出方法還包括步驟:響應所
述視頻播放設備中的嵌入式操作系統的應用層程序的請求通過透傳命令
獲取所述目標顯示屏的顯示區域大小。

在本發明的一個實施例中,所述圖像輸出方法還包括步驟:在將所
述圖像幀作為圖像數據塊放入圖像數據塊隊列緩存之前,將所述圖像幀
轉換成位圖格式;并且,根據所述圖像幀信息描述將所述圖像數據塊隊
列緩存中的所述圖像數據塊按照預設數據格式發送出去具體為根據所述
圖像幀信息描述將所述圖像數據塊隊列緩存中的所述圖像數據塊按照以
太網MAC層數據格式發送出去。

由上可知,本發明實施例可以達成以下一個或多個有益效果:a)由
于嵌入式操作系統例如Android系統擁有完善的生態環境,第三方軟件
市場頗為豐富,將基于Android系統的視頻播放設備播放的視頻圖像輸
出到目標顯示屏例如LED顯示屏上進行顯示,其為顯示互動奠定了基
礎;b)利用位于嵌入式操作系統中的軟件模塊實時采集圖像幀來驅動目
標顯示屏例如LED顯示屏,其節約了成本,利用一個ARM處理器就可
以實現圖像數據的采集、處理及傳輸,降低了系統組成的復雜度,降低
了用戶使用顯示屏控制系統的費用。

通過以下參考附圖的詳細說明,本發明的其它方面和特征變得明顯。
但是應當知道,該附圖僅僅為解釋的目的設計,而不是作為本發明的范
圍的限定,這是因為其應當參考附加的權利要求。還應當知道,除非另
外指出,不必要依比例繪制附圖,它們僅僅力圖概念地說明此處描述的
結構和流程。

附圖說明

下面將結合附圖,對本發明的具體實施方式進行詳細的說明。

圖1為本發明實施例的一種圖像輸出裝置的模塊示意圖。

具體實施方式

為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂,下面結合
附圖對本發明的具體實施方式做詳細的說明。

請參見圖1,本發明實施例提出的一種圖像輸出裝置10,應用于基
于嵌入式操作系統的視頻播放設備。在此,嵌入式操作系統是但不限于
Android操作系統,視頻播放設備例如是帶ARM處理器和以太網口例如
千兆以太網口的視頻播放盒,以太網口通過網線連接接收卡(一種顯示控
制器)以驅動LED顯示屏例如RGB三基色全彩LED顯示屏。

如圖1所示,本實施例的圖像輸出裝置10包括:圖像數據采集模塊
11、圖像數據塊隊列緩存12、數據處理模塊13、環形緩存(RingBuffer)14、
圖像數據傳輸模塊15、端口監聽模塊16以及命令解析模塊17。其中,
圖像數據采集模塊11、數據處理模塊13、圖像數據傳輸模塊15、端口
監聽模塊16和命令解析模塊17位于嵌入式操作系統的本地非托管代碼
層例如Android系統的Native層。

其中,圖像數據采集模塊11負責圖像數據的采集,周期性地獲取視
頻播放設備中的媒體播放器當前播放顯示的圖像幀,例如圖像幀采集頻
率為30幀/秒、采集分辨率為1280×720。圖像數據采集模塊11每采集
到一幀圖像,則將采集得到的圖像幀作為圖像數據塊放入圖像數據塊隊
列緩存12中的空閑內存塊;在此,圖像數據塊隊列緩存12為一種基于
生產者-消費者模型而設計的數據緩存機制。此外,典型地,圖像數據采
集模塊11在將采集得到的圖像幀放入圖像數據塊隊列緩存12之前,先
將采集得到的圖像幀轉換成位圖(bitmap)格式。

數據處理模塊13用于根據目標顯示屏的顯示區域大小(或稱分辨率
大小)對圖像數據塊隊列緩存12中的圖像數據塊進行處理以得到對應目
標顯示屏的顯示區域大小的圖像幀信息描述。本實施例中,當圖像數據
塊隊列緩存12中有圖像數據塊時,則會激活數據處理模塊13根據目標
顯示屏的顯示區域大小對每一個圖像幀所對應的圖像數據塊進行裁剪,
以得到裁剪后的圖像數據塊所對應的圖像幀信息描述,并將得到的圖像
幀信息描述按照一定的組織格式放入環形緩存14。在此,圖像幀信息描
述例如包含圖像幀的起始位置、結束位置、行寬度和行起始位置;此處
的裁剪是指獲取圖像數據塊隊列緩存12中每一個圖像數據塊對應目標
顯示屏的顯示區域大小的部分的起始位置和結束位置,這樣就便于后續
圖像數據傳輸模塊15從圖像數據塊隊列緩存12中的哪個位置開始取當
前輸出圖像幀的數據以及哪個位置結束取當前輸出圖像幀的數據。環形
緩存14可以理解成一個無邊界的緩沖區,只要其內部有空間,則可以一
直往里寫數據;內部實現了一個環形的緩沖區,一端往里面寫數據,一
端從緩沖區讀數據。

圖像數據傳輸模塊15用于讀取環形緩存14中的圖像幀信息描述、
并根據所述圖像幀信息描述將圖像數據塊隊列緩存12中的圖像數據塊
按照預設數據格式發送出去。本實施例中,當環形緩存14中有數據(圖
像幀信息描述)時,則會激活圖像數據傳輸模塊15順序地從環形緩存14
中取出圖像幀信息描述、并根據每次取得的圖像幀信息描述將圖像數據
塊隊列緩存12中相對應的圖像數據塊中對應目標顯示屏的顯示區域大
小的部分進行MAC層數據格式打包例如按行打包,也即一個顯示行的
圖像數據打成一個數據包,并發送出去。圖像數據傳輸模塊15與遠端接
收卡的通信機制例如采用以太網物理層,也即一個個的MAC數據幀傳
輸;因此與TCP/IP協議相比這一方面簡化了接收卡的數據接收方式,
另一方面提高了傳輸效率。

端口監聽模塊16用于檢測目標顯示屏的顯示控制器例如LED顯示
屏的接收卡與視頻播放設備的以太網口的連接/斷開狀態。當檢測到接收
卡與以太網口處于連接狀態時產生一個連接事件通知命令解析模塊17,
由命令解析模塊17轉發給視頻播放設備中的嵌入式操作系統的應用層
程序,應用層程序獲知接收卡已連接以太網口后,產生控制命令通過命
令解析模塊17進行解析來設置圖像數據采集模塊11的參數并啟動圖像
幀采集進程,由圖像數據采集模塊11內部調用MirrorCast截屏,也即進
行圖像幀采集。當檢測到接收卡與以太網口斷開,端口監聽模塊16會產
生一個斷開事件并告知嵌入式操作系統的應用層程序,由應用層程序產
生相對應的控制命令至命令解析模塊17來控制圖像數據采集模塊11停
止截屏,也即停止圖像幀采集。

命令解析模塊17還用于響應嵌入式操作系統的應用層程序的請求
通過透傳命令經圖像數據傳輸模塊15至目標顯示屏的顯示控制器例如
LED顯示屏的接收卡來獲取目標顯示屏的顯示區域大小(分辨率大小)、
并將獲取到的顯示區域大小下發給數據處理模塊13,由數據處理模塊13
根據此顯示區域大小截取目標顯示屏的顯示區域對應的圖像數據。

由上述描述可以得知,本實施例為了圖像的實時傳輸,圖像數據采集
模塊11到數據處理模塊13之間不進行數據的拷貝,數據處理模塊13
到圖像數據傳輸模塊15之間不進行數據的拷貝;圖像數據塊隊列緩存
12和環形緩存14是自定義的兩個緩存區,基于上述雙緩存機制,實現
了三線程(圖像數據采集、數據處理、圖像數據傳輸)的同步機制,三個
線程在多核CPU構架上可以認為是并行處理的,從而可以實現圖像實時
傳輸。

此外,根據上述實施例對圖像輸出裝置10的工作過程及原理可以歸
納出本發明實施例的一種圖像輸出方法,應用于基于嵌入式操作系統的
視頻播放設備,且其例如包括以下步驟:

1)采集視頻播放設備中的媒體播放器(例如Studio播放軟件)輸出的
圖像幀、并將所述圖像幀作為圖像數據塊放入圖像數據塊隊列緩存12,
典型地為將所述圖像幀轉換成位圖格式后作為圖像數據塊放入圖像數據
塊隊列緩存12;

2)根據目標顯示屏的顯示區域大小對圖像數據塊隊列緩存12中的
圖像數據塊進行處理以得到對應所述顯示區域大小的圖像幀信息描述、
并將圖像幀信息描述放入環形緩存14,其中所述圖像幀信息描述包含圖
像幀的起始位置、結束位置、行寬度和行起始位置;以及

3)讀取環形緩存14中的圖像幀信息描述、并根據圖像幀信息描述將
圖像數據塊隊列緩存12中的相對應圖像數據塊按照預設數據格式例如
以太網MAC層數據格式發送出去。

此外,所述圖像輸出方法還可包括步驟:檢測目標顯示屏的顯示控
制器例如LED顯示屏的控制卡是否與視頻播放設備的以太網口處于連
接狀態;當檢測到處于連接狀態時,將所述連接狀態轉發給視頻播放設
備中的嵌入式操作系統的應用層程序以產生相應的控制命令、并解析所
述控制命令以設置圖像數據采集模塊11的圖像幀采集參數并啟動圖像
幀采集。再者,所述圖像輸出方法還可進一步包括步驟:響應嵌入式操
作系統的應用層程序的請求通過透傳命令獲取目標顯示屏的顯示區域大
小并下發給數據處理模塊13。

綜上所述,本發明實施例提出的圖像輸出裝置及方法可以達成以下
一個或多個有益效果:a)由于嵌入式操作系統例如Android系統擁有完
善的生態環境,第三方軟件市場頗為豐富,將基于Android系統的視頻
播放設備播放的視頻圖像輸出到目標顯示屏例如LED顯示屏上進行顯
示,其為顯示互動奠定了基礎;b)利用位于嵌入式操作系統中的軟件模
塊實時采集圖像幀來驅動目標顯示屏例如LED顯示屏,其節約了成本,
利用一個ARM處理器就可以實現圖像數據的采集、處理及傳輸,降低
了系統組成的復雜度,降低了用戶使用顯示屏控制系統的費用;以及c)
通過軟件方案能夠驅動1280×720分辨率的全彩顯示屏,驅動能力較
大,能夠滿足大多用戶的需求。

另外,值得一提的是,本發明實施例的圖像輸出裝置及方法并不限
于驅動LED顯示屏,也可以用于驅動其他顯示屏例如LCD顯示屏。

以上所述,僅是本發明的較佳實施例而已,并非對本發明作任何形
式上的限制,雖然本發明已以較佳實施例揭露如上,然而并非用以限定
本發明,任何熟悉本專業的技術人員,在不脫離本發明技術方案范圍內,
當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實
施例,但凡是未脫離本發明技術方案內容,依據本發明的技術實質對以
上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾,均仍屬于本發明技術
方案的范圍內。

關 鍵 詞:
圖像 輸出 裝置 方法
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