一种３Ｄ数字视频信号处理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种３Ｄ数字视频信号处理装置，该装置由现场可编程门阵列（ＦＰＧＡ）芯片、ＨＤＭＩ１．４Ａ接收电路、微处理器（ＭＣＵ）、红外３Ｄ信号同步发送电路、图像存储器、３Ｄ视频图像模拟发送器及３Ｄ视频数字发送器组成，其工作过程：连接外部３Ｄ数字视频信号源并接收；对信号的格式检测；对信号的接收及存储；对信号空间域处理：对信号时间域处理及对信号的输出。本实用新型专利技术为３Ｄ数字视频的显示提供了一种有效途径，使消费者家中现有的电视机不用改装也能显示３Ｄ影像。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及3D显示
，特别是一种3D数字视频信号处理方法及其装置。
技术介绍
立体显示技术是目前显示领域的前沿研究课题，是虚拟现实技术的主要支撑环 节，是信息领域的重点研究方向，其核心是运用计算机图形学、图像处理及光学技术，将原 始数据转换为图形或图像参数在屏幕上三维地显示出来、并能进行交互式处理的理论、方 法和技术。它涉及到计算机图形学、图像处理、计算机辅助设计、计算机视觉及人机交互、传 感器、自动化伺服系统等诸多
3D虚拟显示是通过立体视觉的临场感来实现的，自 20世纪80年代以来成为各国研究的热点之一。日本、韩国、欧美等国家和地区率先开始了 3D显示的基础研究，并在90年代陆续获得成果。2 O 1 Q年C E S会展上，越来越多的3 D显示应用产品不断在C E S 2 O 1 O展会上涌出。目前，市场上已经有了 4种比较成熟 的3 D显示技术，包括彩色立体三维，偏振二维，立体三维，以及DLP-Link技术。彩色立体三维在市场上推出时间最长，原理也最为简单，且成本最低。这种技术的 原理比较简单，通过物理学原理，使用不同颜色的滤光片进行画面滤光，使得一个图片能产 生出两幅图像，最常见的滤光片颜色通常是红/蓝，红/绿，或者红/青。偏振三维与彩色立体三维技术相比，偏振三维技术在立体影像的画质方面提升非 常明显。通过两台投影机以及两块偏光镜片加上立体眼镜的组合来实现3D效果。同时偏 光眼镜的成本也相对低廉，最低几十元就能购买到。但是这类技术的弊端需要两台投影机， 成本较高。立体三维是目前我们最常见的一种3D投影技术。当前几乎所有的3D影院都是采 用的这种设备。立体三维技术主要是采用了帧序列的形式来产生立体图像。立体三维技术 的实现需要三个要素，首先投影画面的刷新率需要达到每秒120帧，其次需要一个红外信 号发射器和一个可以接收红外信号的3D立体眼镜。
技术实现思路
本技术的目的是针对市场上近年销售的大量电视机(PDP、LCD投影机等)，其 具备DVI、HDMI或者RGB信号接口，但不是3D电视，通过一种3D数字视频信号处理方法及 装置，使消费者家中现有的此类电视机不用改装也能显示3D影像，从而节省消费者成本和 社会资源。本技术的目的是这样实现的一种3D数字视频信号处理装置，该装置包括一现场可编程门阵列(FPGA)芯片；一 HDMI1. 4A接收电路，连接现场可编程门阵列(FPGA)芯片并为其输入视频信号；一微处理器(MCU)，连接现场可编程门阵列(FPGA)芯片并根据外部输入触发信号产生信息交换信号；一红外3D信号同步发送电路，连接现场可编程门阵列(FPGA)芯片并通过红外线 连接红外控制3D图像观察眼镜，为其提供红外左右眼同步信号；一图像存储器，连接现场可编程门阵列(FPGA)芯片，作为3D视频存储器；一 3D视频图像模拟发送器，连接现场可编程门阵列(FPGA)芯片，把输出的3D数 字视频信号变换成模拟RGB信号，供给电视机或显示器显示；一 3D视频数字发送器，连接现场可编程门阵列(FPGA)芯片，输出3D数字视频信 号，供给电视机或显示器显示；其中所述现场可编程门阵列(FPGA)芯片包括一数字视频图像处理器电路，作为控制及3D数字视频信号计算与处理核心；一高速数据存储器接口电路，连接数字视频图像处理器电路，存储输入数字视频 数据幀、叠加图像数据幀和输出3D数字视频数据幀；一左右眼图像同步信号检测及控制电路，连接数字视频图像处理器电路，检测3D 视频播放器的左右图像序列；一左右眼图像重置器电路，连接数字视频图像处理器电路，并依据接收到的最优 帧频对3D数字视频数据进行插幀处理，进行幀序列重置；一 3D数字视频信号输出电路，对视频信号的输出。本技术为3D数字视频的显示提供了一种有效途径，使消费者家中现有的电 视机不用改装也能显示3D影像。附图说明图1为本技术结构示意图；图2为本技术中现场可编程门阵列(FPGA)结构框图；图3为本技术工作流程图。具体实施方式参阅图1，本技术的HDMI1. 4A信号接收器与现场可编程门阵列(FPGA)芯片通 过视频总线相连，其包括24bit或30bit宽度的视频数据，时钟信号、行同步信号、幀同步信 号及数据有效指示信号，SCL和SDA等信号；微处理器MCU通过SCL和SDA等信号与FPGA 相连；图像存储器通过32bit宽度数据总线和22bit宽度地址总线及时钟控制等信号与 FPGA相连；红外3D信号同步发送器通过Ibit数据线与FPGA相连；红外3D信号同步发送器 通过红外线与红外控制3D图像观察眼镜相连；3D视频图像数字发送器(DVI)和3D视频图 像模拟发送器(DAC)通过同一视频总线与FPGA相连，其包括24bit或30bit宽度的视频数 据，时钟信号、行同步信号、幀同步信号及数据有效指示信号，SCL和SDA等信号；3D视频图 像数字发送器(DVI)通过DVI线缆与电视机或显示器相连；3D视频图像模拟发送器(DAC) 通过模拟75欧姆RGB线缆与电视机或显示器相连。本技术的信号输入端口通过HDMI信号线连接外部3D视频信号源 (BD-player、DVD-player 或者 PC 机)的 HDMI (DVI)接口、输出端口(DVI 或者 RGB)连接于一电视机或显示器，观众佩戴3D眼镜，构成一 3D显示系统。硬件配置代码(软件)烧录于FPGA配置芯片中，上电后自动加载到可编程芯片 (FPGA)中。HDMI1. 4A信号接收器通过I2c总线与MCU相连，在MCU控制下实施把外部3D视 频信号源(BD-player、DVD-player或者PC机等)输入的TMDS差分信号接收并解码成数 字24位或30位宽度的RGB数字视频信号或者YCbcr数字视频信号；其可能是24Hz的 frame—packing、side_by_side、也可能是 top-and-bottom ；其可以支持速度高达 148. 5MHz 的逐行高清晰度数字视频信号(1080p 60hz)的解码。FPGA芯片接收HDMI信号接收解码电路输出的RGB数字视频信号或者YCbcr数字 视频信号，并把数字视频信号送入到图像存储器电路，FPGA芯片完成视频图像动态及静态 的各种处理，并以数字RGB或者Ycbcr格式输出到，3D视频图像数字发送器(DVI)或3D视 频图像模拟发送器(DAC)，最终显示输出通过DVI连线连接于外部电视机或显示器；同时， FPGA芯片检测3D幀序列信号并产生3D同步控制信号；3D同步控制信号连接到红外3D信 号同步发送器，红外3D信号同步发送器发送此同步信号到红外控制3D图像观察眼镜，3D图 像观察眼镜与3D图像序列同步，可以观察到清晰的3D图像。参阅图2，本技术中FPGA芯片包括3D数字视频图像处理器电路、左右眼图像 同步信号检测及控制电路、高速数据存储器接口电路、左右眼图像重置器电路、I2c接口电 路以及3D数字视频信号输出电路。3D数字视频图像处理器电路接收HDMI信号接收解码电路输出的3D数字视频信号 (YCbCr)，首先把数字视频信号送入到高速数据存储器电路(DDR2)中；接着3D数字视频图 像处理器电路对高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种３Ｄ数字视频信号处理装置，其特征在于该装置包括：　　一现场可编程门阵列芯片；　　一ＨＤＭＩ１．４Ａ接收电路，连接现场可编程门阵列芯片并为其输入视频信号；　　一微处理器（ＭＣＵ），连接现场可编程门阵列芯片并根据外部输入触发信号产生信息交换信号；　　一红外３Ｄ信号同步发送电路，连接现场可编程门阵列芯片并通过红外线连接红外控制３Ｄ图像观察眼镜，为其提供红外左右眼同步信号；　　一图像存储器，连接现场可编程门阵列芯片，作为３Ｄ视频存储器；　　一３Ｄ视频图像模拟发送器，连接现场可编程门阵列芯片，把输出的３Ｄ数字视频信号变换成模拟ＲＧＢ信号，供给电视机或显示器显示；　　一３Ｄ视频数字发送器，连接现场可编程门阵列芯片，输出３Ｄ数字视频信号，供给电视机或显示器显示；　　其中：所述现场可编程门阵列芯片包括：　　一数字视频图像处理器电路，作为控制及３Ｄ数字视频信号计算与处理核心；　　一高速数据存储器接口电路，连接数字视频图像处理器电路，存储输入数字视频数据幀、叠加图像数据幀和输出３Ｄ数字视频数据幀；　　一左右眼图像同步信号检测及控制电路，连接数字视频图像处理器电路，检测３Ｄ视频播放器的左右图像序列；　　一左右眼图像重置器电路，连接数字视频图像处理器电路，并依据接收到的最优帧频对３Ｄ数字视频数据进行插幀处理，进行幀序列重置；　　一３Ｄ数字视频信号输出电路，对视频信号的输出。...

【技术特征摘要】
一种3D数字视频信号处理装置，其特征在于该装置包括一现场可编程门阵列芯片； 一HDMI1.4A接收电路，连接现场可编程门阵列芯片并为其输入视频信号；一微处理器(MCU)，连接现场可编程门阵列芯片并根据外部输入触发信号产生信息交换信号；一红外3D信号同步发送电路，连接现场可编程门阵列芯片并通过红外线连接红外控制3D图像观察眼镜，为其提供红外左右眼同步信号；一图像存储器，连接现场可编程门阵列芯片，作为3D视频存储器；一3D视频图像模拟发送器，连接现场可编程门阵列芯片，把输出的3D数字视频信号变换成模拟RGB信号，供给电视机或显示器显示；一3D视频数字发送器...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘一清，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]