專利名稱：一種無線高清傳輸設備的osd產生機制和顯示方法
技術領域：
本發明涉及技術領域為一種視頻無線傳輸設備人機界面實現機制和方法，具體為一種適用于無線高清傳輸設備的OSD產生機制和顯示方法。
背景技術：
無線高清傳輸設備是專門應用于高清視頻無線傳輸的傳輸器，可無壓縮、極低延時傳輸標準清晰度和高清晰度(最高可達1080P)視頻數據，同時具備穿透性好、傳輸距離長等優點，主要應用于家庭、辦公等領域，擁有廣闊市場前景。此類傳輸設備包含發送器與接收器。發送器將視頻信號源的視頻數據無壓縮地以無線方式發射，接收器接收無線信號后將數據還原為信號源格式并輸出至顯示設備顯示。目前通常無線高清傳輸設備人機界面采用位于發送器和接收器上的指示燈實現， 只能顯示設備的簡單工作狀態，難以清楚直觀地表達較復雜的內容。并且發送端視頻播放設備和接收端顯示設備雖自帶OSD功能，但無法顯示無線高清傳輸設備的工作狀態(如無線網絡狀態等)。因此需要發明一種無線高清傳輸類設備的OSD產生機制和顯示方法，方便用戶對設備的使用，提升用戶體驗。

發明內容
為解決上述問題，本發明提供了一種無線高清傳輸設備的OSD產生機制和顯示方法，可實現在視頻顯示設備上以文字、圖標等形式直觀地顯示無線高清傳輸設備的工作狀態。通過本發明方案，改變了以往無線高清傳輸設備人機界面不友好的形式，提升了產品易用性。通過在無線高清接收器中加入一個OSD模塊，該模塊接收基帶模塊解調后的視頻數據(如RGB格式)，將內部產生的字庫、圖標等OSD內容疊加在原始視頻上，再經視頻格式轉換模塊后以各種高清視頻接口格式在顯示設備顯示。具體的，本發明技術方案包括該無線高清傳輸設備包括發送器、接收器，其中，將 OSD模塊置于接收器內部的基帶模塊之后，視頻格式轉換模塊之前；OSD模塊與主控模塊通過控制總線連接。在基帶模塊解調后的視頻數據上疊加OSD內容。基帶模塊負責視頻數據的解調為標準視頻格式(如RGB)并將視頻數據通過數據總線發送至OSD模塊，OSD模塊負責在解調后的視頻數據上疊加OSD內容，不改變數據的格式；OSD模塊位于視頻格式轉換模塊之前， OSD模塊將帶OSD內容的視頻數據通過數據總線發送至視頻格式轉換模塊，由專門的視頻格式轉換模塊負責將疊加OSD內容的標準視頻格式轉換到HDMI、DP高清傳輸格式。OSD模塊與主控模塊通過控制總線(如SPI)連接，主控模塊通過控制總線獲取 OSD模塊狀態，并通過控制總線發送控制命令至OSD模塊，決定OSD顯示內容和顯示方式。 發送器中不需OSD模塊，發送器的狀態信息可通過控制消息通道發送至接收器，由接收器的OSD模塊負責顯示。
OSD模塊具有如下功能(1)內部自帶各種文字的字庫，并可由用戶手動加載自定義字庫和位圖；(2)支持RGB或YCbCr顏色空間的OSD輸出；(3) OSD窗口、顯示內容的位置、大小、顏色可動態調整；(4)提供多個寄存器接口供外部主控模塊進行參數配置；OSD顯示內容，包括無線高清傳輸設備網絡連接狀態、無線高清傳輸設備視頻連接狀態、當前接收器輸出視頻信號分辨率信息、當前無線網絡信號強度、當前網絡模式(單播或廣播)、視頻信號源端口號。OSD顯示過程步驟。(1)在接收器系統啟動后首先設置OSD輸出為RGB或YCbCr顏色空間，然后設置 OSD窗口及內容的位置、顏色、大小屬性，創建OSD窗口，并加載自定義字庫；(2)顯示OSD窗口，并在窗口首行顯示當前網絡模式的字符，然后在下一行顯示正在建立網絡連接的字符，在最后一行顯示一個固定的當前視頻畫面分辨率；(3)檢測當前設備連接狀態是否發生變化，如未發生變化則保持當前顯示內容并循環檢測連接狀態；(4)如連接狀態發生變化，則繼續判斷是否建立網絡連接，如未建立則顯示正在建立網絡連接的字符，并在下一行顯示固定的當前視頻畫面分辨率，然后返回循環檢測連接狀態；(5)如已建立網絡連接則繼續判斷是否建立視頻連接，如未建立視頻連接則顯示網絡已連接，正在建立視頻連接的字符，并在下一行顯示當前無線網絡的信號強度，在最后一行顯示固定的當前視頻畫面分辨率，然后返回循環檢測連接狀態；(6)如已建立視頻連接則先檢測當前輸入視頻的分辨率信息并調整OSD窗口的位置，然后顯示無線網絡已建立，視頻連接已建立的字符，并顯示當前接收視頻的實際分辨率，并在最后一行顯示視頻信號源所連接的發送器端口號，在視頻正常連接10秒鐘后隱藏 OSD窗口，然后循環檢測連接狀態。上述顯示過程步驟(6)中檢測當前輸入視頻分辨率信息并調整OSD窗口位置的作用是保證在接收器接收到不同分辨率的視頻時，OSD窗口在視頻有效畫面區域中基本位于固定位置，不至于產生較大的偏移，具體方法為通過主控模塊從基帶模塊獲取當前接收視頻的分辨率信息，用一線性算法公式計算出OSD窗口在視頻畫面中的位置，最終由主控模塊下發命令至OSD模塊調整OSD窗口到該位置。OSD窗口起始位置的計算公式如下X= (((HSYNC_POST+HSYNC_ACT) /10) +HSYNC_P0ST)Y = (((VSYNC_POST+VSYNC_ACT)/10) +VSYNC_P0ST)上述公式中 X為 OSD 窗口水平像素位置，Y 為 OSD 窗口垂直像素位置。HSYNC_ACT、HSYNC_P0ST、VSYNC_ACT、VSYNC_P0ST 分別為一幀視頻畫面的行同步信號有效部分、行同步信號消隱部分、場同步信號有效部分、 場同步信號消隱部分的像素值。采用本發明的OSD產生機制和顯示方法，不僅能提升無線高清傳輸設備人機界面的友好程度，同時本發明還具有如下優點1、OSD模塊僅置于接收器內部，便于在發送器和接收器未建立連接時也能產生 OSD顯示。并且由于發送器內部無需OSD模塊，降低了產品成本。
2、OSD模塊輸入和輸出的視頻數據為標準的RGB或YCbCr裸數據，由后續專門的視頻格式轉換模塊負責轉換至各種高清信號傳輸接口格式，方便OSD模塊移植到不同的輸出接口平臺。3、OSD模塊提供多種參數接口供主控模塊配置，方便用戶靈活自定義OSD的顯示方式。4、有效保證了在不同視頻分辨率下，OSD窗口在視頻有效畫面區域中基本位于固定位置，提升了界面的美觀度。


圖1為無線高清傳輸設備的應用場景示意圖。圖2為接收器內部模塊結構示意圖。圖3為接收器主控模塊OSD功能的處理流程示意圖。圖4為視頻畫面的行場周期、行場消隱、有效畫面的關系示意圖。
具體實施例方式圖1所示為無線高清傳輸器的一種典型應用場景。高清視頻播放設備(如藍光 DVD、高清硬盤播放機)將視頻數據通過HDMI接口傳輸至發送器，發送器經過內部處理后將視頻信號以無壓縮的方式無線發射，接收器接收到無線數據并逆向處理后再通過HDMI接口將原始視頻數據傳輸至高清顯示設備(如高清電視機、投影儀)顯示出來。OSD模塊位于接收器內部，接收器內部模塊結構如圖2所示。無線射頻信號由接收器內部天線接收，然后由射頻模塊下變頻至基帶信號后通過I/Q差分數據線傳輸至基帶模塊，經基帶模塊處理后恢復為標準數字RGB信號。該信號通過BT. 656數據接口傳輸至OSD 模塊作為OSD模塊輸入信號，OSD模塊內部產生RGB格式的OSD內容，疊加在輸入信號上然后仍以BT. 656接口輸出至視頻格式轉換模塊，最后由視頻格式轉換模塊把RGB信號轉換為 TMDS信號的HDMI高清傳輸接口格式輸出。主控模塊通過SPI總線傳輸控制信號來與OSD模塊通信。具體的，主控模塊通過 SPI總線讀取OSD模塊內部寄存器狀態，并通過SPI總線對OSD模塊內部寄存器進行配置， 以此完成對OSD模塊的控制，決定OSD模塊的顯示內容和顯示方式。同時，主控模塊分別通過SPI總線和I2C總線傳輸控制信號來與基帶模塊和視頻格式轉換模塊通信。OSD模塊內部ROM存儲器中存放了默認的字庫。也可通過SPI總線從主控模塊加載自定義字庫、位圖到OSD模塊內部RAM存儲器中，實現各種文字、字體、圖標的顯示。OSD模塊提供如下寄存器接口可配置1、OSD窗口和字符塊的位置、大小、顏色；2、每個字符塊的內容；3、加載字庫或位圖的RAM存儲器地址及加載的字符塊內容；4、選擇默認字庫或自定義字庫(含位圖)；5、選擇產生RGB或YCbCr格式的OSD ；6、選擇顯示或隱藏當前整個0SD。OSD顯示內容包括當前發送器和接收器的網絡模式(單播或廣播)、發送器與接收器的網絡連接狀態、無線網絡信號強度、發送器與接收器的視頻連接狀態、接收器輸出視頻的分辨率信息、視頻信號源對應的發送器端口號等。OSD顯示過程步驟如圖3所示(1)在接收器系統啟動后首先設置OSD輸出為RGB或YCbCr顏色空間，然后設置 OSD窗口及內容的位置、顏色、大小等屬性，創建OSD窗口，并加載自定義字庫。(2)顯示OSD窗口，并在窗口首行顯示當前網絡模式的字符，如“Unicast Mode”或“Broadcast Mode”。然后在下一行顯示正在建立網絡連接的字符，如 "NetworkConnecting... ”。在最后一行顯示一個固定的當前視頻畫面分辨率，如 “ 1觀0*720”，因為在發送器接收器未建立視頻連接前需由接收器輸出一個空白畫面，該畫面分辨率可設定。(3)檢測當前設備連接狀態是否發生變化，如未發生變化則保持當前顯示內容并循環檢測連接狀態。(4)如連接狀態發生變化，則繼續判斷是否建立網絡連接，如未建立則顯示正在建立網絡連接的字符，如“Network Connecting... ”。并在下一行顯示固定的當前視頻畫面分辨率，如“ 1280*720”。然后返回循環檢測連接狀態。(5)如已建立網絡連接則繼續判斷是否建立視頻連接，如未建立視頻連接則顯示網絡已連接，正在建立視頻連接的字符，如“Network Connected, Video Connecting…”，并在下一行顯示當前無線網絡的信號強度，在最后一行顯示固定的當前視頻畫面分辨率，如 “ 1觀0*720”。然后返回循環檢測連接狀態。(6)如已建立視頻連接則先檢測當前輸入視頻的分辨率信息并調整OSD窗口的位置。然后顯示無線網絡已建立，視頻連接已建立的字符，如“Network Connected, VideoCormected”。并顯示當前接收視頻的實際分辨率。并在最后一行顯示視頻信號源所連接的發送器端口號(一個發送器可連接多個視頻信號源)。在視頻正常連接10秒鐘后隱藏OSD窗口。然后循環檢測連接狀態。在上述步驟過程中網絡模式、無線網絡和視頻的連接狀態、當前接收視頻信號的實際分辨率、無線網絡信號強度、視頻信號源所連接的發送器端口號等信息均可由主控模塊通過SPI控制總線從基帶模塊獲取。下面給出步驟(6)中在不同輸入視頻分辨率下保證OSD窗口基本位于視頻有效畫面固定位置的具體方法。如圖4所示，一幀視頻畫面的有效畫面為圖中的Active video區域，HSYNC_Period為行同步信號的完整周期，HSYNC_ACT為行同步信號的有效部分，HSYNC_ POST為行同步信號的消隱部分，VSYNC_Period為場同步信號的完整周期，VSYNC_ACT為場同步信號的有效部分，HSYNC_P0ST為場同步信號的消隱部分。由主控模塊通過SPI控制總線讀取基帶模塊內部信息獲得HSYNC_ACT、HSYNC_P0ST、VSYNC_ACT、VSYNC_P0ST的像素值。 主控模塊通過如下線性算法公式計算出OSD窗口的起始點的坐標位置X= (((HSYNC_P0ST+HSYNC_ACT) /10) +HSYNC_P0ST)Y= (((VSYNC_P0ST+VSYNC_ACT) /10) +VSYNC_P0ST)公式中X為OSD窗口水平像素位置，Y為OSD窗口垂直像素位置。最后，主控模塊將水平像素位置和垂直像素位置通過SPI總線寫入OSD模塊相應寄存器完成窗口位置的調離
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權利要求
1.一種無線高清傳輸設備的OSD產生機制，包括發送器、接收器，其特征在于，將OSD模塊置于接收器內部的基帶模塊之后，視頻格式轉換模塊之前；OSD模塊與主控模塊通過控制總線連接；OSD模塊與主控模塊通過控制總線連接，主控模塊通過控制總線獲取OSD模塊狀態，并通過控制總線發送控制命令至OSD模塊，決定OSD顯示內容和顯示方式；基帶模塊負責視頻數據的解調為標準視頻格式并將視頻數據通過數據總線發送至OSD 模塊，OSD模塊負責在解調后的視頻數據上疊加OSD內容，不改變數據的格式；OSD模塊位于視頻格式轉換模塊之前，OSD模塊將帶OSD內容的視頻數據通過數據總線發送至視頻格式轉換模塊，由專門的視頻格式轉換模塊負責將疊加OSD內容的標準視頻格式轉換到HDMI、 DP高清傳輸格式。
2.一種無線高清傳輸設備的OSD顯示方法，其特征在于，顯示過程如下(1)在接收器系統啟動后首先設置OSD輸出為RGB或YCbCr顏色空間，然后設置OSD窗口及內容的位置、顏色、大小屬性，創建OSD窗口，并加載自定義字庫；(2)顯示OSD窗口，并在窗口首行顯示當前網絡模式的字符，然后在下一行顯示正在建立網絡連接的字符，在最后一行顯示一個固定的當前視頻畫面分辨率；(3)檢測當前設備連接狀態是否發生變化，如未發生變化則保持當前顯示內容并循環檢測連接狀態；(4)如連接狀態發生變化，則繼續判斷是否建立網絡連接，如未建立則顯示正在建立網絡連接的字符，并在下一行顯示固定的當前視頻畫面分辨率，然后返回循環檢測連接狀態；(5)如已建立網絡連接則繼續判斷是否建立視頻連接，如未建立視頻連接則顯示網絡已連接，正在建立視頻連接的字符，并在下一行顯示當前無線網絡的信號強度，在最后一行顯示固定的當前視頻畫面分辨率，然后返回循環檢測連接狀態；(6)如已建立視頻連接則先檢測當前輸入視頻的分辨率信息并調整OSD窗口的位置， 然后顯示無線網絡已建立，視頻連接已建立的字符，并顯示當前接收視頻的實際分辨率，并在最后一行顯示視頻信號源所連接的發送器端口號，在視頻正常連接10秒鐘后隱藏OSD窗口，然后循環檢測連接狀態。
3.根據權利要求4所述的一種無線高清傳輸設備的OSD顯示方法，其特征在于，檢測當前輸入視頻分辨率信息并調整OSD窗口位置的具體方法為通過主控模塊從基帶模塊獲取當前接收視頻的分辨率信息，用一線性算法公式計算出OSD窗口在視頻畫面中的位置，最終由主控模塊下發命令至OSD模塊調整OSD窗口到該位置。
4.根據權利要求5所述的一種無線高清傳輸設備的OSD顯示方法，其特征在于，OSD窗口起始位置的計算公式如下X = (((HSYNC_POST+HSYNC_ACT)/10)+HSYNC_P0ST)Y = (((VSYNC_POST+VSYNC_ACT)/10)+VSYNC_P0ST)上述公式中X為OSD窗口水平像素位置，Y為OSD窗口垂直像素位置；HSYNC_ACT為一幀視頻畫面的行同步信號有效部分、HSYNC_P0ST為行同步信號消隱部分、VSYNC_ACT為場同步信號有效部分、VSYNC_P0ST為場同步信號消隱部分的像素值。
5.根據權利要求5所述的一種無線高清傳輸設備的OSD顯示方法，其特征在于，OSD顯示內容，包括無線高清傳輸設備網絡連接狀態、無線高清傳輸設備視頻連接狀態、當前接收器輸出視頻信號分辨率信息、當前無線網絡信號強度、當前網絡模式、視頻信號源端口號。
6.根據權利要求5所述的一種無線高清傳輸設備的OSD顯示方法，其特征在于，OSD模塊具有如下功能(1)內部自帶各種文字的字庫，并可由用戶手動加載自定義字庫和位圖；(2)支持RGB或YCbCr顏色空間的OSD輸出；(3)OSD窗口、顯示內容的位置、大小、顏色可動態調整；(4)提供多個寄存器接口供外部主控模塊進行參數配置。
全文摘要
本發明提出了一種無線高清傳輸設備的OSD產生機制和顯示方法。本發明通過在無線高清接收器中加入一個OSD模塊，該模塊接收基帶模塊解調后的視頻數據(如RGB格式)，將內部產生的字庫、圖標等OSD內容疊加在原始視頻上，再經視頻格式轉換模塊后以各種高清視頻接口格式在顯示設備顯示。本發明改變了以往無線高清傳輸設備人機界面不友好的形式，提升了產品易用性。
文檔編號H04N5/445GK102420952SQ201110366370
公開日2012年4月18日 申請日期2011年11月17日 優先權日2011年11月17日
發明者劉文龍, 劉斌, 陳星宇 申請人:湖南航天衛星通信科技有限公司