[发明专利]一种基于视频帧的超高清视频显示系统及方法

权利要求书

1.一种基于视频帧的超高清视频显示系统，其特征在于包括：

数字信号处理单元和现场可编程门阵列单元；

所述数字信号处理单元、所述现场可编程门阵列单元和超高清显示屏幕依序通信连接；

所述数字信号处理单元将视频数据解码后发送至所述现场可编程门阵列单元，所述现场可编程门阵列单元对解码后的视频数据进行时序控制处理后发送至所述超高清显示屏幕显示。

2.如权利要求1所述的超高清视频显示系统，其特征在于，所述现场可编程门阵列单元包括：输入缓冲队列模块、存储控制器模块、存储模块、输出缓冲队列模块、亮度色度转换模块以及输出模块；

所述输入缓冲队列模块、所述存储控制器模块、所述输出缓冲队列模块、所述亮度色度转换模块、所述输出模块依序通信连接，所述存储模块与所述存储控制器模块双向通信连接，

所述输入缓冲队列模块接收视频数据后写入输入缓存队列并发送视频数据至所述存储控制器模块，所述存储控制器模块将视频数据写入存储模块中；所述存储控制器模块读取所述存储模块的视频数据写入所述输出缓存队列；所述亮度色度转换模块从所述输出缓存队列模块中读出视频像素的亮度与色度数据矩阵计算，转换为视频像素的RGB数据发送至输出模块，所述输出模块发送视频数据至所述超高清屏幕。

3.如权利要求2所述的超高清视频显示系统，其特征在于，所述输入缓冲队列模块和所述输出缓冲队列模块主要包括双时钟队列和控制逻辑。

4.如权利要求1所述的超高清视频显示系统，其特征在于，所述现场可编程门阵列单元还包括帧控制模块；

所述帧控制模块分别与所述输入缓冲队列模块、所述输出缓冲队列模块通信连接；

所述帧控制模块输入缓冲队列模块向存储控制器模块输入的数据所处的视频帧序号以及输出缓冲队列从存储控制器模块读出的数据所处的视频帧序号，控制输出缓冲队列从存储控制器模块读出帧数据的速度。

5.如权利要求1所述的超高清视频显示系统，其特征在于，所述数字信号处理单元通过PCI-Express总线与现场可编程门阵列单元通信连接。

6.一种应用权利要求1-5任意一项所述超高清视频显示系统的超高清视频显示方法，其特征在于，包括如下步骤：

对超高清视频解码；

对超高清视频数据组帧并传输至输入缓冲队列；

按写入请求和输出请求向存储单元写入或读取视频数据；

读输出缓冲队列视频数据的每个像素的亮度色度值；

对读取的单个像素的亮度色度值矩阵计算转换为对应像素的RGB值；

将RGB视频数据和视频同步信号传输至屏幕。

7.如权利要求6所述的超高清视频显示方法，其特征在于所述对超高清视频数据组帧的步骤进一步包括：

以超高清视频帧为单位，组帧方式为数据帧内前部地址内存入一帧视频的连续亮度数据，后部地址内存入一帧视频的连续色度数据组帧，根据地址从前向后传输数据。

8.如权利要求6所述的超高清视频显示方法，其特征在于，所述超高清视频显示方法还包括对视频数据时序控制的步骤，具体包括：

根据输入缓冲队列输入的视频数据所处的视频帧序号及输出缓冲队列读出的视频数据所处的视频帧序号，控制输出缓冲队列从读出帧数据的速度。

9.如权利要求6所述的超高清视频显示方法，其特征在于，所述对读取的单个像素的亮度色度值矩阵计算转换为对应像素的RGB值的步骤进一步包括：

按照显示时序，从输出缓冲队列中读出亮度与色度值；

调用四个转换模块并行计算；

每个转换模块内放置三个转换矩阵，每个矩阵延时一个时钟周期；两次并行计算，

通过移位后将矩阵中的小数转换为整数，计算出结果后再进行移位得到相应的RGB值。

10.如权利要求6所述的超高清视频显示方法，其特征在于，所述将RGB视频数据和视频同步信号传输至屏幕的步骤进一步包括：

接收从亮度色度转换模块传入的4个像素的RGB值；

按照JEIDA标准，将每个像素的各个比特位以及行场同步、数据有效位映射到LVDS信号格式的每个比特位上；

加上像素时钟后，通过LVDS接口传输到后端的超高清显示屏显示。