CN113561916A - 一种车载显示***、车辆及车载摄像头图像显示方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车载显示***、车辆及车载摄像头图像显示方法,包括摄像头信源、FPGA组件及显示屏;所述摄像头信源包括车载摄像头及模拟视频解码芯片;所述车载摄像头通过所述模拟视频解码芯片与所述FPGA组件信号连接;所述FPGA组件与所述显示屏信号连接。本发明中通过独立的FPGA组件对所述摄像头信源传输的图像信号进行处理后,直接传输到所述显示屏上,不需要经过车辆中控的Linux***,也就无需等待Linux***启动,实现了车辆启动上电后摄像头图像信号的快速显示,使驾驶员在点火后无需等待即可快速或者车辆周边的环境情况,帮助驾驶员快速做出车辆行驶判断。
Description
技术领域
本发明涉及车辆***领域,特别是涉及一种车载显示***、车辆及车载摄像头图像显示方法。
背景技术
随着技术及市场的发展,车辆通常配置有外部摄像头,所述外部摄像头将车辆特定方位的图像信号传输到位于车辆中控台的显示屏上,辅助驾驶员做出正确的车辆行驶决策。如在车辆前方下部加装摄像头,以弥补被车鼻遮挡的视野盲区等。
现有的外部摄像头信号由Linux***控制,故在Linux***上电、初始化完成后才能在显示屏上显示出摄像头传输的画面,此过程所需时间较长,使得在驾驶员在启动车辆到调用摄像头获取周围信息的过程中(如货车启动时查看倒车方向有无障碍物的过程中),需要等待较长时间,给驾驶员带来不便。
因此,如何在启动车辆后快速提供外部摄像头的图像信号,帮助驾驶员迅速作出决定,是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种车载显示***、车辆及车载摄像头图像显示方法,以解决现有技术中从车辆启动到显示外部摄像头图像之间,等待时间较长,妨碍驾驶员驾驶的问题。
为解决上述技术问题,本发明提供一种车载显示***,包括摄像头信源、FPGA组件及显示屏;
所述摄像头信源包括车载摄像头及模拟视频解码芯片;
所述车载摄像头通过所述模拟视频解码芯片与所述FPGA组件信号连接;
所述FPGA组件与所述显示屏信号连接。
可选地,在所述的车载显示***中,还包括Linux信源及Android信源;
所述FPGA组件还包括信源切换器;
所述摄像头信源、所述Linux信源及所述Android信源通过所述信源切换器与所述显示屏信号连接。
可选地,在所述的车载显示***中,还包括多档位旋钮;
所述多档位旋钮与所述信源切换器信号连接。
可选地,在所述的车载显示***中,所述模拟视频解码芯片为TW9990芯片。
可选地,在所述的车载显示***中,所述FPGA组件还包括RGB信号转换器;
所述摄像头信源通过所述RGB信号转换器与所述显示屏信号连接。
可选地,在所述的车载显示***中,所述FPGA组件还包括去隔行处理器;
所述摄像头信源依次通过所述RGB信号转换器及所述去隔行处理器与所述显示屏信号连接。
可选地,在所述的车载显示***中,所述FPGA组件还包括乒乓缓存器;
所述摄像头信源依次通过所述RGB信号转换器、所述去隔行处理器及所述乒乓缓存器与所述显示屏信号连接。
可选地,在所述的车载显示***中,所述乒乓缓存器的存储单元为DDR3存储单元。
一种车辆,所述车辆包括如上述任一种所述的车载显示***。
一种车载摄像头图像显示方法,包括:
从摄像头信源接收图像信号;
通过FPGA组件对所述图像信号进行处理,得到待显示信号;
将所述待显示信号发送至显示屏。
本发明所提供的车载显示***,包括摄像头信源、FPGA组件及显示屏;所述摄像头信源包括车载摄像头及模拟视频解码芯片;所述车载摄像头通过所述模拟视频解码芯片与所述FPGA组件信号连接;所述FPGA组件与所述显示屏信号连接。本发明中通过独立的FPGA组件对所述摄像头信源传输的图像信号进行处理后,直接传输到所述显示屏上,不需要经过车辆中控的Linux***,也就无需等待Linux***启动,实现了车辆启动上电后摄像头图像信号的快速显示,使驾驶员在点火后无需等待即可快速或者车辆周边的环境情况,帮助驾驶员快速做出车辆行驶判断。本发明同时还提供了一种具有上述有益效果的车辆及车载摄像头图像显示方法。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的车载显示***的一种具体实施方式的结构示意图;
图2为本发明提供的车载显示***的另一种具体实施方式的结构示意图;
图3为本发明提供的车载显示***的又一种具体实施方式的结构示意图;
图4为本发明提供的车载显示***的一种具体实施方式中YcbCr数据对应的所属的像素点示意图;
图5为本发明提供的车载显示***的一种具体实施方式中DDR3单个空间缓存图像机制示意图;
图6为乒乓缓存机制示意图;
图7为本发明提供的车载摄像头图像显示方法的一种具体实施方式的流程示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的核心是提供一种车载显示***,其一种具体实施方式的结构示意图如图1所示,称其为具体实施方式一,包括摄像头信源、FPGA组件20及显示屏30;
所述摄像头信源包括车载摄像头11及模拟视频解码芯片12;
所述车载摄像头11通过所述模拟视频解码芯片12与所述FPGA组件20信号连接;
所述FPGA组件20与所述显示屏30信号连接。
作为一种优选实施方式,所述模拟视频解码芯片12为TW9990芯片。常见的解码电路的主要部分由adv7180芯片组成,然而在车载领域中adv7180并不适用,TW9990芯片功耗低,成本低,适合作为本发明的模拟视频解码芯片12。
更进一步地,所述TW9990芯片与所述FPGA组件20之间通过ITU656协议进行信号连接。
作为一种具体实施方式,所述FPGA组件20还包括RGB信号转换器;
所述摄像头信源通过所述RGB信号转换器与所述显示屏30信号连接。
通常所述车载摄像头11采集的视频格式为YcbCr颜色空间的数据,本发明中进一步将所述YcbCr视频信号通过所述RGB信号转换器转化为RGB视频信号。在YcbCr颜色空间中,Y表示亮度信号,Cb,Cr表示色度信号,亮度信号和色度信号相互独立。由于人眼对亮度Y的信息最敏感,因此ITU656送出的YcbCr数据格式每个像素都包含Y信息,而相邻两个像素共用一组CbCr信号,这样它相对RGB模式就能够减少传输数量,减轻带宽压力及处理压力,提高信息传输效率,ITU656格式的像素色彩对应关系图如图4所示,RGB与YcbCr的转换关系如下:
由于FPGA逻辑运算中,我们无法直接运用浮点数进行运算,因此可以先将等式左右分别放大256倍进行运算,运算完成后再缩小256倍即可。
更近一步地,所述FPGA组件20还包括去隔行处理器;
所述摄像头信源依次通过所述RGB信号转换器及所述去隔行处理器与所述显示屏30信号连接。
首先阐明两个基本概念:隔行扫描和逐行扫描。
隔行扫描指显示屏30在显示一幅图像时,先扫描奇数行,全部完成奇数行扫描后再扫描偶数行,因此每幅图像需扫描两次才能完成,造成图像显示画面闪烁较大。隔行扫描就是每一帧被分割为两场,每一场包含了一帧中所有的奇数扫描行或者偶数扫描行,通常是先扫描奇数行得到第一场,然后扫描偶数行得到第二场,ITU656视频格式就是这种扫描方式。
每一帧图像由电子束顺序地一行接着一行连续扫描而成,这种扫描方式称为逐行扫描。
隔行扫描最大的问题是容易出现行间闪烁、并行现象或垂直边缘锯齿效应,影响人眼观看的视觉效果。要解决这个问题其实也不难,问题就是出在隔行扫描的振频率太慢,奇场和偶场加起来每秒才25帧,而且奇场偶场的数据是在分别不同的时间进行采集的。因此,当物体运动时在视觉效果上就会有锯齿感。那么,解决的办法有一个:去隔行处理。所谓去隔行,就是用单独的一个奇场还原奇场偶场都有的完整图像,单独的一个偶场也还原奇场偶场都有的完整图像,这样每秒看到的就是50Hz的图像,从人眼视觉敏感度上来说,就根本很难感觉到锯齿感了。
一共有三种算法可以实现去隔行处理,其一如等式1所示,简单用最近的两个数据的算术平均来重构图像;其二和其三分别如等式2和等式3所示,称之为并行FIR滤波方法。
等式1:
Cb[i]=((Cb[i-1]+Cb[i+1]))/2;
等式2:
Cb[i]=(160(Cb[i-1]+Cb[i+1])-48(Cb[i-3]+Cb[i+3])+24(Cb[i-5]+Cb[i+5])-12(Cb[i-7]+Cb[i+7])+6(Cb[i-9]+Cb[i+9])-42(Cb[i-11]+Cb[i+11]))/256;
等式3:
Cb[i]=(1300(Cb[i-1]+Cb[i+1])-420(Cb[i-3]+Cb[i+3])+236(Cb[i-5]+Cb[i+5])-152(Cb[i-7]+Cb[i+7])+104(Cb[i-9]+Cb[i+9])-70(Cb[i-11]+Cb[i+11])+48(Cb[i-13]+Cb[i+13])-32(Cb[i-15]+Cb[i+15])+20(Cb[i-17]+Cb[i+17])-12(Cb[i-19]+Cb[i+19])+6(Cb[i-21]+Cb[i+21])-4(Cb[i-23]+Cb[i+23]))/2048。
更近一步地,所述FPGA组件20还包括乒乓缓存器;
所述摄像头信源依次通过所述RGB信号转换器、所述去隔行处理器及所述乒乓缓存器与所述显示屏30信号连接。
再进一步地,所述乒乓缓存器的存储单元为DDR3存储单元。
在对去隔行处理后的视频数据进行缓存时,并没有行场同步信号,为了保证视频数据在LCD显示屏30正确显示,欲在DDR3中开辟出可以缓存一帧图像数据的存储空间。去隔行处理得到的第一个数据对应图像的第一个像素点,将其写入存储空间的首地址中。通过对去隔行处理后得到的数据进行计数,从而将它们分别写入相应的地址空间。计数完一帧数据后,然后回到存储空间的首地址继续下一帧图像的存储。在显示图像时,FPGA从DDR3存储空间的首地址开始读数据,同样对读过程进行计数,并将读取的图像数据分别显示到LCD显示屏30相应的像素点位置。
上述的操作保证了在没有行场同步信号下数据不会出现错乱的问题,但是会导致当前读取的图像与上一次存入的图像存在交错,如图5所示。
由图5的t2时刻可知,DDR3存储空间中会出现缓存两帧图像交错的情况。为了解决这一问题,本发明采用了所述乒乓缓存器进行乒乓视频缓存的方法,在DDR3中开辟出两帧的存储空间A和B。图像数据总是在两个存储空间之间不断切换写入,在写区域A时读区域B,写区域B时读区域A,这样就可以避免读写冲突,防止视频撕裂,示意图如图6所示。
本发明所提供的车载显示***,包括摄像头信源、FPGA组件20及显示屏30;所述摄像头信源包括车载摄像头11及模拟视频解码芯片12;所述车载摄像头11通过所述模拟视频解码芯片12与所述FPGA组件20信号连接;所述FPGA组件20与所述显示屏30信号连接。本发明中通过独立的FPGA组件20对所述摄像头信源传输的图像信号进行处理后,直接传输到所述显示屏30上,不需要经过车辆中控的Linux***,也就无需等待Linux***启动,实现了车辆启动上电后摄像头图像信号的快速显示,使驾驶员在点火后无需等待即可快速或者车辆周边的环境情况,帮助驾驶员快速做出车辆行驶判断。
在具体实施方式一的基础上,进一步对所述FPGA组件20做改进,得到具体实施方式二,其结构示意图如图2所示,包括摄像头信源、FPGA组件20及显示屏30;
所述摄像头信源包括车载摄像头11及模拟视频解码芯片12;
所述车载摄像头11通过所述模拟视频解码芯片12与所述FPGA组件20信号连接;
所述FPGA组件20与所述显示屏30信号连接;
还包括Linux信源40及Android信源50;
所述FPGA组件20还包括信源切换器21;
所述摄像头信源、所述Linux信源40及所述Android信源50通过所述信源切换器21与所述显示屏30信号连接。
本具体实施方式中,将车辆中的Linux***的信源与Android***的信源结合,具体地,在现代车辆的中控中,可能同时存在所述Linux***及所述Android***,其各自有各自的显示信号及操作命令,因此,为了使驾驶员能实现在车辆中控的显示屏30上综合获取信息或输入指令,增设了所述信源切换器21,所述信源切换器21能使所述显示屏30的信源在所述摄像头信源、所述Linux信源40及所述Android信源50之间自由切换,实现高效的信息展示。
在具体实施方式二的基础上,进一步考虑到所述FPGA组件20的操作方便,对所述FPGA组件20的控制方式做限定,得到具体实施方式三,其结构示意图如图3所示,包括摄像头信源、FPGA组件20及显示屏30;
所述摄像头信源包括车载摄像头11及模拟视频解码芯片12;
所述车载摄像头11通过所述模拟视频解码芯片12与所述FPGA组件20信号连接;
所述FPGA组件20与所述显示屏30信号连接;
还包括Linux信源40及Android信源50;
所述FPGA组件20还包括信源切换器21;
所述摄像头信源、所述Linux信源40及所述Android信源50通过所述信源切换器21与所述显示屏30信号连接;
还包括多档位旋钮22;
所述多档位旋钮22与所述信源切换器21信号连接。
本具体实施方式在具体实施方式二的基础上更进一步,限定所述FPGA组件20的信源通过所述档位旋钮22的挡位决定,具体地,旋钮的不同档位对应了不同的信源,驾驶员仅需轻转旋钮,即可改变所述显示屏30上的显示内容,操作更方便,不采用点选而是旋转,避免了驾驶员在行进过程中目光从前车窗移开,去定位按钮的麻烦,仅需余光留意,或者直接摸索确认所述档位旋钮22位置即可操作,大大提升了驾驶安全性。
本发明同时还提供了一种车辆,所述车辆包括如上述任一种所述的车载显示***。本发明所提供的车载显示***,包括摄像头信源、FPGA组件20及显示屏30;所述摄像头信源包括车载摄像头11及模拟视频解码芯片12;所述车载摄像头11通过所述模拟视频解码芯片12与所述FPGA组件20信号连接;所述FPGA组件20与所述显示屏30信号连接。本发明中通过独立的FPGA组件20对所述摄像头信源传输的图像信号进行处理后,直接传输到所述显示屏30上,不需要经过车辆中控的Linux***,也就无需等待Linux***启动,实现了车辆启动上电后摄像头图像信号的快速显示,使驾驶员在点火后无需等待即可快速或者车辆周边的环境情况,帮助驾驶员快速做出车辆行驶判断。
本发明还提供了一种具有上述有益效果的车载摄像头图像显示方法,其一种具体实施方式的流程示意图如图7所示,称其为具体实施方式四,包括:
S101:从摄像头信源接收图像信号。
S102:通过FPGA组件对所述图像信号进行处理,得到待显示信号。
S103:将所述待显示信号发送至显示屏。
本发明提供的车载摄像头图像显示方法对应前文中的车载显示***,其工作流程如前文所述,在此不再展开赘述。
本发明所提供的车载摄像头图像显示方法,包括从摄像头信源接收图像信号;通过FPGA组件对所述图像信号进行处理,得到待显示信号;将所述待显示信号发送至显示屏。本发明中通过独立的FPGA组件对所述摄像头信源传输的图像信号进行处理后,直接传输到所述显示屏上,不需要经过车辆中控的Linux***,也就无需等待Linux***启动,实现了车辆启动上电后摄像头图像信号的快速显示,使驾驶员在点火后无需等待即可快速或者车辆周边的环境情况,帮助驾驶员快速做出车辆行驶判断。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处,各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
需要说明的是,在本说明书中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的车载显示***、车辆及车载摄像头图像显示方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种车载显示***,其特征在于,包括摄像头信源、FPGA组件及显示屏;
所述摄像头信源包括车载摄像头及模拟视频解码芯片;
所述车载摄像头通过所述模拟视频解码芯片与所述FPGA组件信号连接;
所述FPGA组件与所述显示屏信号连接。
2.如权利要求1所述的车载显示***,其特征在于,还包括Linux信源及Android信源;
所述FPGA组件还包括信源切换器;
所述摄像头信源、所述Linux信源及所述Android信源通过所述信源切换器与所述显示屏信号连接。
3.如权利要求2所述的车载显示***,其特征在于,还包括多档位旋钮;
所述多档位旋钮与所述信源切换器信号连接。
4.如权利要求1所述的车载显示***,其特征在于,所述模拟视频解码芯片为TW9990芯片。
5.如权利要求1至4任一项所述的车载显示***,其特征在于,所述FPGA组件还包括RGB信号转换器;
所述摄像头信源通过所述RGB信号转换器与所述显示屏信号连接。
6.如权利要求5所述的车载显示***,其特征在于,所述FPGA组件还包括去隔行处理器;
所述摄像头信源依次通过所述RGB信号转换器及所述去隔行处理器与所述显示屏信号连接。
7.如权利要求6所述的车载显示***,其特征在于,所述FPGA组件还包括乒乓缓存器;
所述摄像头信源依次通过所述RGB信号转换器、所述去隔行处理器及所述乒乓缓存器与所述显示屏信号连接。
8.如权利要求7所述的车载显示***,其特征在于,所述乒乓缓存器的存储单元为DDR3存储单元。
9.一种车辆,其特征在于,所述车辆包括如权利要求1至8任一项所述的车载显示***。
10.一种车载摄像头图像显示方法,其特征在于,包括:
从摄像头信源接收图像信号;
通过FPGA组件对所述图像信号进行处理,得到待显示信号;
将所述待显示信号发送至显示屏。
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