串行数字接口信号的显示装置和显示方法

摘要

本发明公开了串行数字接口信号的显示装置和显示方法，所述显示装置包括SDI接口、用现场可编程门阵列实现的SDI串并转换单元、视频信号处理芯片和显示屏幕，SDI串并转换单元用于将串行SDI信号转换为并行SDI信号并检测获取视频内容信号的格式，进而查询视频内容信号的信号格式表获取格式索引，将视频内容信号的格式索引写入串行外设接口寄存器，视频信号处理芯片用于读取串行外设接口寄存器中的格式索引并根据格式索引配置并行SDI信号处理参数将并行SDI信号转换为显示屏幕能够直接显示的视频信号。本发明缩短了SDI信号的显示延迟时间。

说明书

技术领域

本发明涉及视频信号显示处理领域，尤其涉及串行数字接口（Serial  DigitalInterface，SDI）信号的显示装置和显示方法。

背景技术

目前广泛运用的视频信号处理芯片（例如，液晶显示（LCD）处理芯片）， 一般可以运用于消费类电子、工业控制、安防控制、医疗监视、广电视频显示 等视音频领域。集成规模大的视频信号处理芯片，可以接收和处理各种通用的 接口信号，例如包括模拟视频接口（CVBS）、S端子视频接口（S-VIDEO）、色差 分量接口（YPBPR）、高清晰度多媒体接口（HDMI）、数字视频接口（DVI）和视 频图形阵列接口（VGA）等。

随着视频显示技术的飞速发展，视频信号显示领域的覆盖范围不断扩大， 视频显示应用从民用电视、民用显示器，工业监视器到广播电视专业级显示器。 每种应该场合的不同，要求处理的接口信号和对信号的锁定都有特殊的要求。 广播电视专业级显示器的主要接口信号为串行数字接口（SDI）信号。SDI信号 常用于在电视设施中传输未压缩的、未加密的数字视频信号(可选地包括内嵌的 音频和/或时间码)；他们也可以用于对视频数据进行打包数据。在现有的视频 显示解决方案中，通常将通用视频接口信号转换为串行数字接口信号后传输到 显示装置，显示装置将串行数字接口信号经过串行转并行转换器转化为并行的 串行数字接口信号，再交由视频信号处理芯片对串行数字接口信号承载的视频 内容信号进行判断和处理。其中并行串行数字接口信号经过视频信号处理芯片 的颜色矩阵转换、画面缩放、色彩校正、屏幕菜单式调节方式（OSD）叠加后转 换成低压差分信号（LVDS），低压差分信号满足液晶屏幕的特定时序后，屏幕将 能显示接收的串行数字接口信号承载的视频内容。

但是，现有的串行数据接口信号的显示过程中，串行转并行转换器输出的 信号并不稳定，需要视频信号处理芯片进行信号检测以判断信号并行SDI信号 是否稳定。由于视频信号处理芯片内部对信号的抖动处理和稳定判别机制，导 致信号的检测过程非常长，该处理过程大致耗时在2秒左右。

同时，视频信号处理芯片在信号检测后，还需要进行信号锁定流程，即视 频信号处理芯片接收到稳定的信号后，通过行场同步寄存器读取信号的行场时 钟值，并根据信号的行场时钟值，将在一个包含各类接口信号的所有信号格式 的查找表中查找匹配的参数表，如果获取相应的查找表，则进行信号的参数设 置；如果没有获得匹配的查找表，则认为是无效信号。而由于视频信号处理芯 片要处理的是所有的接收信号的所有格式，信号类型有近100种，导致整个检 索的时间漫长，整个检索的时间大概在1秒以上，而且一但检索失败，则认为 是不能识别的无效信号，使信号检测出错。

上述的信号检测过程以及信号锁定过程均有视频信号处理芯片进行导致其 负担较重，串行数据信号的显示延迟时间较长。特别是对于一台显示器有两个 SDI信号接口的情况，或者通过拔插接头更换SDI信号源的框，要求信号切换后 能快速显示，同时，由于SDI信号中承载的视频内容信号的格式也在不断变化， 也要求显示装置能够快速进行显示切换，而现有的SDI信号显示装置难以满足 这样的需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提出一种串行数字接口信号的显示装置和 显示方法，降低SDI信号的显示延迟，从而能在多路SDI信号共用显示器时实 现多路信号的快速切换和显示。

本发明公开了一种串行数字接口（SDI）信号的显示装置，包括串行数字接 口、用现场可编程门阵列(FPGA)实现的SDI串并转换单元、视频信号处理芯片 和显示屏幕；

所述串行数字接口用于接收承载有视频内容信号的串行SDI信号；

所述SDI串并转换单元用于将所述串行SDI信号转换为并行SDI信号并通 过行场同步检测获取所述视频内容信号的格式，并查询所述视频内容信号的信 号格式表获取所述格式索引，将所述视频内容信号的格式索引写入串行外设接 口寄存器；

所述视频信号处理芯片用于读取所述串行外设接口寄存器中的格式索引并 根据所述格式索引查询预先设定的参数表格配置并行SDI信号处理参数将所述 并行SDI信号转换为显示屏幕能够直接显示的视频信号。

优选地，所述串行外设接口寄存器设置于所述FPGA中。

优选地，所述SDI串并转换单元还用于在检测到丢失SDI信号时，将无信 号标识写入所述串行外设接口寄存器。

优选地，所述SDI串并转换单元还用于在不能识别所述视频内容信号的格 式时，将无效信号标识写入所述串行外设接口寄存器。

优选地，所述视频信号处理芯片仅在检测到串行外设接口寄存器中的格式 索引变化时进行配置并行SDI信号处理参数。

本发明还公开了一种串行数字接口（SDI）信号的显示方法，包括：

用现场可编程门阵列(FPGA)实现的SDI串并转换单元接收承载有视频内容 信号的串行SDI信号；

用现场可编程门阵列(FPGA)实现的SDI串并转换单元将所述串行SDI信号 转换为并行SDI信号；

用现场可编程门阵列(FPGA)实现的SDI串并转换单元通过对所述并行SDI 信号进行行场同步检测获取所述视频内容信号的格式，并查询所述视频内容信 号的信号格式表获取所述格式索引，并将所述视频内容信号的格式索引写入串 行外设接口寄存器；

视频信号处理芯片读取所述串行外设接口寄存器中的格式索引并根据所述 格式索引查询预先设定的参数表格配置并行SDI信号处理参数将所述并行SDI 信号转换为显示屏幕能够直接显示的视频信号。

优选地，所述通过行场同步检测获取所述视频内容信号的格式，并查询所 述视频内容信号的信号格式表获取所述格式索引，并将所述视频内容信号的格 式索引写入串行外设接口寄存器还包括：

在检测到丢失SDI信号时，将无信号标识写入所述串行外设接口寄存器；

在不能识别所述视频内容信号的格式时，将无效信号标识写入所述串行外 设接口寄存器。

优选地，所述视频信号处理芯片用于读取所述串行外设接口寄存器中的格 式索引并根据所述格式索引配置并行SDI信号处理参数包括：

读取所述串行外设接口寄存器；

判断所述串行外设接口寄存器内容与上次读取的内容是否一致，如果一致 则等待下一次读取；否则记录本次内容；

判断本次读取内容是否为无信号标识或无效信号标识，如果是，则做无信 号处理，否则，根据读取的视频内容信号格式索引配置并行SDI信号处理参数。

本发明可以快速得到信号状态信息，并输出给视频信号处理芯片，视频信 号处理芯片无需进行费时的信号稳定判别和信号格式识别，由此使整个信号锁 定和格式识别的时间从原来的2秒缩短成0.1秒以内。从而将整个处理时间从 原来的3秒缩短成1秒，该处理时间可以保证实现SDI信号的快速切换。

附图说明

图1是本发明第一实施例的串行数字接口信号的显示装置的结构示意图；

图2是本发明第二实施例的串行数字接口信号的显示方法的流程图；

图3是本发明第三实施例的串行数字接口信号的显示方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

图1是本发明第一实施例的串行数字接口信号的显示装置的结构示意图。 如图1所示，串行数字接口（SDI）信号的显示装置10包括串行数字接口11、 用现场可编程门阵列(FPGA)实现的SDI串并转换单元12、视频信号处理芯片13 和显示屏幕14。

串行数字接口11用于接收承载有视频内容信号的串行SDI信号。

SDI串并转换单元12用于将所述串行SDI信号转换为并行SDI信号并通过 行场同步检测获取所述视频内容信号的格式，并查询所述视频内容信号的信号 格式表获取所述格式索引，将所述视频内容信号的格式索引写入串行外设接口 寄存器15。

视频信号处理芯片13用于读取串行外设接口寄存器15中的格式索引并根 据所述格式索引查询预先设定的参数表格配置并行SDI信号处理参数将所述并 行SDI信号转换为显示屏幕14能够直接显示的视频信号。

在本发明中，视频信号处理芯片是指能实现从信号接收到显示屏幕14中显 示的功能的芯片，其通常与显示屏幕集成在一起，完成的处理环节包括信号检 测、信号锁定、信号处理、信号输出等多个环节。目前集成度高的视频信号处 理芯片，可以包括CVBS，S-VIDEO，YPBPR，HDMI，VGA，DVI的多个信号接收， 并集成了微处理器，解码编码，菜单叠加，信号输出等所有模块，一般单独的 视频信号处理芯片就能完成一款电视或者显示器从信号输入到显示到屏幕上的 所有功能。

视频信号处理芯片能满足大部门的民用电视信号接口需求，但对于广电设 备类的SDI信号，由于视频信号处理芯片内部没有串行转并行处理模块，所以 需要外挂能接收串行SDI信号，并将串行SDI信号转换成视频信号处理芯片能 接收并行SDI信号。

本实施例对于SDI信号的接收，采用FPGA芯片来形成SDI串并转换单元将 SDI信号从串行转为并行数字信号，再给视频信号处理芯片接收，视频信号处理 芯片接收SDI信号后，通过信号检测、信号锁定、信号处理、信号输出等多个 环节最终显示到显示屏幕上。通过由SDI串并转换单元将通过行场同步检测获 取所述视频内容信号的格式，并查询所述视频内容信号的信号格式表获取所述 格式索引，将所述视频内容信号的格式索引写入串行外设接口寄存器中。从而 使得视频信号处理芯片不必进行信号格式的检索，仅需要从串行外设接口寄存 器读取标识信号格式索引的SDI信号状态变量就能直接尽心信号锁定操作。由 此，视频信号处理芯片的显示延迟时间大幅缩小，使得显示装置可以进行SDI 信号的快速切换。

在本实施例的一个优选实施方式中，可以将所述串行外设接口寄存器15设 置于FPGA中。由此，不必专门设置独立的寄存器，可以简化电路结构。

在本实施例的一个优选实施方式中，SDI串并转换单元12还用于在检测到 丢失SDI信号时，将无信号标识写入所述串行外设接口寄存器。由此，可以使 得SDI信号的显示装置具备对于信号丢失情况的处理功能。

在本实施例的一个优选实施方式中，所述SDI串并转换单元12还用于在不 能识别所述视频内容信号的格式时，将无效信号标识写入所述串行外设接口寄 存器。由此，可以使得SDI信号的显示装置具备对于信号无效情况的处理功能。

在本实施例的一个优选实施方式中，视频信号处理芯片仅在检测到串行外 设接口寄存器中的格式索引变化时进行配置并行SDI信号处理参数。具体来说， 视频信号处理芯片不断读取寄存器；如果判断到寄存器中的所述视频内容信号 的格式索引与读取的寄存器值一致，则直接跳过，不做任何处理；如果判断到 不一致，则认为有信号变动，此时需要所述视频内容信号的格式索引为最后读 取的寄存器值。视频信号处理芯片确认视频内容信号的格式索引变化后，按变 化的格式索引重新配置参数来进行视频信号处理和显示。

图2是本发明第二实施例的串行数字接口信号的显示方法的流程图。如图2 所示，所述方法包括：

步骤100、用现场可编程门阵列(FPGA)实现的SDI串并转换单元接收承载 有视频内容信号的串行SDI信号。

步骤200、用现场可编程门阵列(FPGA)实现的SDI串并转换单元将所述串 行SDI信号转换为并行SDI信号。

步骤300、用现场可编程门阵列(FPGA)实现的SDI串并转换单元通过对所 述并行SDI信号进行行场同步检测获取所述视频内容信号的格式，并查询所述 视频内容信号的信号格式表获取所述格式索引，并将所述视频内容信号的格式 索引写入串行外设接口寄存器。

步骤400、视频信号处理芯片读取所述串行外设接口寄存器中的格式索引并 根据所述格式索引查询预先设定的参数表格配置并行SDI信号处理参数将所述 并行SDI信号转换为显示屏幕能够直接显示的视频信号。

在本发明中，视频信号处理芯片是指能实现从信号接收到显示屏幕中显示 的功能的芯片，其通常与显示屏幕集成在一起，完成的处理环节包括信号检测、 信号锁定、信号处理、信号输出等多个环节。目前集成度高的视频信号处理芯 片，可以包括CVBS，S-VIDEO，YPBPR，HDMI，VGA，DVI的多个信号接收，并集 成了微处理器，解码编码，菜单叠加，信号输出等所有模块，一般单独的视频 信号处理芯片就能完成一款电视或者显示器从信号输入到显示到屏幕上的所有 功能。

在本实施例的一个优选实施方式中，串行外设接口寄存器被设置在FPGA 中，由此，不必专门设置独立的寄存器，可以简化电路结构。

本实施例对于SDI信号的接收，采用FPGA芯片来形成SDI串并转换单元将 SDI信号从串行转为并行数字信号，再给视频信号处理芯片接收，视频信号处理 芯片接收SDI信号后，通过信号检测、信号锁定、信号处理、信号输出等多个 环节最终显示到显示屏幕上。通过由SDI串并转换单元将通过行场同步检测获 取所述视频内容信号的格式，并查询所述视频内容信号的信号格式表获取所述 格式索引，将所述视频内容信号的格式索引写入串行外设接口寄存器中。从而 使得视频信号处理芯片不必进行信号格式的检索，仅需要从串行外设接口寄存 器读取标识信号格式索引的SDI信号状态变量就能直接尽心信号锁定操作。由 此，视频信号处理芯片的显示延迟时间大幅缩小，使得显示装置可以进行SDI 信号的快速切换。

图3是本发明第三实施例的串行数字接口信号的显示方法的流程图。如图3 所示，所述方法包括：

步骤100’、用现场可编程门阵列(FPGA)实现的SDI串并转换单元接收承载 有视频内容信号的串行SDI信号。

步骤200’、用现场可编程门阵列(FPGA)实现的SDI串并转换单元将所述串 行SDI信号转换为并行SDI信号。

步骤300’、用现场可编程门阵列(FPGA)实现的SDI串并转换单元通过对所 述并行SDI信号进行行场同步检测获取所述视频内容信号的格式，并查询所述 视频内容信号的信号格式表获取所述格式索引，并将所述视频内容信号的格式 索引写入串行外设接口寄存器。

在检测到丢失SDI信号时，将无信号标识写入所述串行外设接口寄存器； 在不能识别所述视频内容信号的格式时，将无效信号标识写入所述串行外设接 口寄存器。

具体来说，步骤300’包括：

步骤310’、判断SDI信号是否丢失，如果是，执行步骤330’，如果否，则 执行步骤330’。

步骤320’、行场检测用现场可编程门阵列(FPGA)实现的SDI串并转换单元 通过对所述并行SDI信号进行行场同步检测获取所述视频内容信号的格式。

步骤330’、将表示信号丢失的格式索引作为标识写入串行外设接口寄存器， 转步骤400’。

步骤340’、判断格式是否不能识别，如果是，则执行步骤360’，如果否， 则执行步骤350’。

步骤350’、查询获取所述格式索引，并将所述视频内容信号的格式索引写 入串行外设接口寄存器,转步骤400’。

步骤360’、将表示信号不能识别的格式索引写入串行外设接口寄存器转步 骤400’。

需要说明的是，判断信号是否丢失和格式是否不能识别的步骤顺序可以调 换。

步骤400’、视频信号处理芯片读取所述串行外设接口寄存器中的格式索引 并根据所述格式索引查询预先设定的参数表格配置并行SDI信号处理参数将所 述并行SDI信号转换为显示屏幕能够直接显示的视频信号。

所述步骤400’具体包括：

步骤410’、视频信号处理芯片读取所述串行外设接口寄存器。

步骤420’、判断所述串行外设接口寄存器内容与上次读取的内容是否一致， 如果一致则等待下一次读取；否则记录本次内容。

步骤430’、判断本次读取内容是否为无信号标识或无效信号标识，如果是， 则做无信号处理，否则，根据读取的视频内容信号根据所述格式索引查询预先 设定的参数表格配置并行SDI信号处理参数。

本实施例可以使得SDI信号的显示装置具备对于信号无效情况以及信号丢 失情况具有专门的处理流程，克服了由于信号丢失造成显示装置出错的问题。 同时，通过仅在串行外设接口寄存器内容变化的情况下才重新配置SDI信号处 理参数更进一步第节约了视频处理芯片的资源，从而进一步缩短了显示时间。

本发明可以快速得到信号状态信息，并输出给视频信号处理芯片，视频信 号处理芯片无需进行费时的信号稳定判别和信号格式识别，由此使整个信号锁 定和格式识别的时间从原来的2秒缩短成0.1秒以内。从而将整个处理时间从 原来的3秒缩短成1秒，该处理时间可以保证实现SDI信号的快速切换。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技 术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所 作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。