一种LED显示屏播放系统
技术领域
本发明涉及媒体播放及技术控制领域，特别涉及一种LED显示屏播放系统。
背景技术
目前，随着电子信息时代的飞速发展，电子显示、控制和信息传输技术在不断提高，传统的视频显示日趋成熟、智能化。LED显示屏应用广泛，从小型不动画面到大型露天视频，在城市中随处可见。
但是，现有的LED显示屏播放系统，在数据处理方面，由于技术问题不能对视频图像数据做出最优化的处理，从而导致LED显示屏的显示画质还有很大的提升空间。同时，LED显示屏播放系统想要控制播放内容需要用户对上位机进行操作，比较麻烦。
发明内容
本发明目的之一在于提供了一种LED显示屏播放系统，不仅提升了LED显示屏的显示画质，还为用户提供了互动控制功能，为用户直接控制LED显示屏播放内容提供了很大便利。
本发明实施例提供的一种LED显示屏播放系统，包括：
上位机，用于发送视频图像数据；
数据处理模块，通过光纤与所述上位机电连接；
LED显示屏，通过网线与所述数据处理模块电连接；
所述数据处理模块通过所述光纤获取所述上位机发送的所述视频图像数据，所述数据处理模块对所述视频图像数据进行处理获得线性显示信号；所述LED显示屏通过所述网线获取所述线性显示信号，所述LED显示屏显示所述线性显示信号。
优选地，LED显示屏播放系统还包括：
所述上位机包括：PC机和视频图像射入器件中一种；
所述数据处理模块包括：第一级控制器、与所述第一级控制器电连接的第二级控制器；
所述LED显示屏包括：驱动芯片、与所述驱动芯片电连接的显示单元；
其中，所述第一级控制器包括：DVI解码单元、与所述DVI解码单元电连接的信号复制单元、与所述信号复制单元电连接的第一FPGA信号处理单元、与所述第一FPGA信号处理单元电连接的ARM芯片控制单元、与所述ARM芯片控制单元电连接的SRAM存储器；
所述第二级控制器包括：第二FPGA信号处理单元。
优选地，所述数据处理模块对所述视频图像数据进行处理获得线性显示信号具体包括：
通过光纤获取所述上位机发送的所述视频图像数据；
通过所述DVI解码单元对所述视频图像数据进行解码获得解码视频信号；
通过所述信号复制单元将所述解码视频信号进行复制获得复制解码视频信号；
通过所述ARM芯片控制单元控制所述第一FPGA信号处理单元将所述复制解码视频信号转换成高速视频信号；
将所述高速视频信号发送到所述第二级控制器；
通过所述第二级控制器的所述第二FPGA信号处理单元对所述高速视频信号进行处理获得所述线性显示信号。
优选地，所述LED显示屏显示所述线性显示信号具体包括：
所述LED显示屏通过所述网线获取所述视频图像数据经所述数据处理模块处理获得的所述线性显示信号；
所述驱动芯片对所述线性显示信号进行灰度控制处理后采用并行传输模式发送到所述显示单元；
所述显示单元显示进行所述灰度控制处理后的所述线性显示信号。
优选地，所述第二FPGA信号处理单元对所述高速视频信号进行处理获得所述线性显示信号具体包括：
获取所述高速视频信号；
对所述高速视频信号进行处理，获得高速视频图像；
提取所述高速视频图像的像素灰度值和灰度级；
根据校正转化函数将所述高速视频图像转换成线性视频图像；
对所述线性视频图像进行处理，获得所述线性显示信号；
其中，所述校正转化函数为：
其中，PO为所述线性视频图像的灰度值；PI为所述高速视频图像的灰度值；k为控制转换函数曲线形状的参数；A为常量，A值越大所述线性视频图像的整体亮度越暗；G为所述高速视频图像的灰度级；g为所述高速视频图像的像素灰度值；ng为灰度值为g的输入图像的像素个数；X为常量，控制转换函数曲线的的斜度；Y为常量，控制转换函数曲线的斜率和高度。
优选地，所述光纤采用串行传输模式将所述高速视频信号传输到所述第二级控制器；
所述网线采用串行传输模式将所述线性显示信号传输到所述LED显示屏。
优选地，LED显示屏播放系统还包括：
影像互动模块，与所述LED显示屏电连接，用于实现与用户的互动；
所述影像互动模块执行包括如下操作：
获取用户的第一互动动作，触发进入用户互动控制模式；
通过所述影像互动模块获取所述用户的第二互动动作的区域的图像；
以所述影像互动模块位置为原点确定三维坐标系；
获取第一时刻t1时，表示所述第二互动动作的第一位置的第一点(X2,1,Y2,1,Z2,1)及表示第一手指方向的第一向量P2,1＝{L2,1,M2,1,N2,1}；
获取第二时刻t2时，表示所述第二互动动作的第二位置的第二点(X2,2,Y2,2,Z2,2)及表示第二手指方向的第二向量P2,2＝{L2,2,M2,2,N2,2}；
获取表示所述LED显示屏的中心位置的第三点(X3,Y3,Z3)；
根据所述第一点、所述第一向量和所述第三点，确定在所述第一时刻t1时，用户的手指是否指向所述LED显示屏；
根据所述第二点、所述第二向量和所述第三点，确定在所述第二时刻t2时，用户的手指是否指向所述LED显示屏；
当所述第一时刻t1和所述第二时刻t2的用户的手指都指向所述LED显示屏时，解析所述第二互动动作获取互动控制命令；
在执行上一个互动控制命令之后的第一预设时间内未接收到任一互动控制命令，退出所述用户互动控制模式；
其中，t2－t1＝Δt，Δt为预设时间间断值；
确定在第一时刻t1时，用户的手指是否指向所述LED显示屏，具体包括：
将所述第一点，所述第一向量及所述第三点代入下述计算公式中：
当夹角α小于预设夹角值，即确定在第一时刻t1时，所述用户的手指指向所述LED显示屏；
确定在第二时刻t2时，用户的手指是否指向所述LED显示屏，具体包括：将所述第二点，所述第二向量及所述第三点代入下述计算公式中：
当夹角β小于预设夹角值，即确定在第一时刻t2时，所述用户的手指指向所述LED显示屏。
优选地，所述解析所述第二互动动作获取互动控制命令，具体包括：
根据所述第一点、所述第二点和所述第一时刻与第二时刻的差值，确定出所述第二互动动作方向及所述第二互动动作的速度；
当所述第二互动动作为用户向左做出且所述第二互动动作的速度低于第一预设速度时，所述LED显示屏播放的视频后退第一预设时间，或，当所述第二互动动作为用户向左做出且所述第二互动动作的速度低于第一预设速度时，所述LED显示屏播放的视频以第一快退速度进行快退；
当所述第二互动动作为用户向左做出且所述第二互动动作的速度大于等于第一预设速度时，所述LED显示屏播放的视频后退第二预设时间，或，当所述第二互动动作为用户向左做出且所述第二互动动作的速度大于等于第一预设速度时，所述LED显示屏播放的视频以第二快退速度进行快退；
当所述第二互动动作为用户向右做出且所述第二互动动作的速度低于第一预设速度时，所述LED显示屏播放的视频快进第一预设时间，或，当所述第二互动动作为用户向右做出且所述第二互动动作的速度低于第一预设速度时，所述LED显示屏播放的视频以第一快进速度进行快进；
当所述第二互动动作为用户向右做出且所述第二互动动作的速度大于等于第一预设速度时，所述LED显示屏播放的视频快进第二预设时间，或，当所述第二互动动作为用户向右做出且所述第二互动动作的速度大于等于第一预设速度时，所述LED显示屏播放的视频以第二快进速度进行快进；
当所述第二互动动作为用户向上做出且所述第二互动动作的速度低于第一预设速度时，所述LED显示屏播放的视频切换到预存播放列表中连续剧的下一视频；
当所述第二互动动作为用户向上做出且所述第二互动动作的速度大于等于第一预设速度时，所述LED显示屏播放的视频切换到所述预存播放列表中的下一连续剧；
当所述第二互动动作为用户向上做出且所述第二互动动作的速度低于第一预设速度时，所述LED显示屏播放的视频切换到所述预存播放列表中连续剧的上一视频；
当所述第二互动动作为用户向上做出且所述第二互动动作的速度大于等于第一预设速度时，所述LED显示屏播放的视频切换到所述预存播放列表中上一连续剧。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例中一种LED显示屏播放系统的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种LED显示屏播放系统，如图1所示，包括：
上位机1，用于发送视频图像数据；
数据处理模块2，通过光纤与所述上位机1电连接；
LED显示屏3，通过网线与所述数据处理模块2电连接；
所述数据处理模块2通过所述光纤获取所述上位机1发送的所述视频图像数据，所述数据处理模块2对所述视频图像数据进行处理获得线性显示信号；所述LED显示屏3通过所述网线获取所述线性显示信号，所述LED显示屏3显示所述线性显示信号。
上述技术方案的工作原理为：本发明的一种LED显示屏播放系统由上位机1、数据处理模块2和LED显示屏3组成；所述上位机1和所述数据处理模块2之间通过所述光纤电连接；所述数据处理模块2和所述LED显示屏3直接通过网线电连接；首先，所述数据处理模块2通过所述光纤获取所述上位机1发送的所述视频图像数据；接着，所述数据处理模块2对所述视频图像数据进行处理获得线性显示信号；其中，由于LED显示屏3是线性显示，所述线性显示信号是用于LED显示屏3显示的信号；最后，所述LED显示屏3通过所述网线获取所述线性显示信号，所述LED显示屏3显示所述线性显示信号；
例如：用户想要通过安装在店铺背景墙上的所述LED显示屏3播放商品宣传广告，通过操作所述上位机1选择广告视频，所述上位机1通过所述光纤将广告视频数据发送到所述数据处理模块2，所述数据处理模块2对所述广告视频数据进行处理获得LED显示屏3可以显示的所述线性显示信号，LED显示屏3通过所述网线获取所述线性显示信号并显示所述线性显示信号。
上述技术方案的有益效果为：所述上位机1与所述数据处理模块2之间采用所述光纤连接，所述数据处理模块2与所述LED显示屏3之间采用所述网线连接，保证了所述LED显示屏3可以显示高清视频且没有画面延迟，提升了LED显示屏3的显示画质。
本发明实施例提供了一种LED显示屏播放系统，还包括：
所述上位机1包括：PC机和视频图像射入器件中一种；
所述数据处理模块2包括：第一级控制器、与所述第一级控制器电连接的第二级控制器；
所述LED显示屏3包括：驱动芯片、与所述驱动芯片电连接的显示单元；
其中，所述第一级控制器包括：DVI解码单元、与所述DVI解码单元电连接的信号复制单元、与所述信号复制单元电连接的第一FPGA信号处理单元、与所述第一FPGA信号处理单元电连接的ARM芯片控制单元、与所述ARM芯片控制单元电连接的SRAM存储器；
所述第二级控制器包括：第二FPGA信号处理单元。
上述技术方案的工作原理为：所述上位机1为PC机和视频图像射入器件中一种；其中，所述视频图像射入器件具体为：存储卡或摄像机；所述PC机可以随时根据用户需要更改需要播放的视频源信息；
所述数据处理模块2由第一级控制器和第二级控制器组成；其中，所述第一级控制器和所述第二级控制器级联；
所述LED显示屏3由驱动芯片和显示单元组成；其中，所述驱动芯片可以对所述LED显示屏3播放的图像进行灰度控制；所述单元用于显示所述线性显示信号；
所述第一级控制器由DVI解码单元、信号复制单元、第一FPGA信号处理单元和ARM芯片控制单元组成；其中，所述DVI解码单元用于对数据进行解码，所述信号复制单元用于对信号进行复制，所述第一FPGA信号处理单元用于将原始信号转换成高速信号，所述ARM芯片控制单元为所述第一级控制器的控制器，所述SRAM存储器为所述第一级控制器的存储器；
所述第二级控制器由第二FPGA信号处理单元组成；其中，所述第二FPGA信号处理单元用于对高速信号进行校正转换。
上述技术方案的有益效果为：本发明的所述数据处理单元，通过所述第一级控制和所述第二级控制器级联，提升了系统对数据的处理性能，实现了对数据的更优化处理，提升了LED显示屏3的显示画质。
本发明实施例提供了一种LED显示屏播放系统，所述数据处理模块2对所述视频图像数据进行处理获得线性显示信号具体包括：
通过光纤获取所述上位机1发送的所述视频图像数据；
通过所述DVI解码单元对所述视频图像数据进行解码获得解码视频信号；
通过所述信号复制单元将所述解码视频信号进行复制获得复制解码视频信号；
通过所述ARM芯片控制单元控制所述第一FPGA信号处理单元将所述复制解码视频信号转换成高速视频信号；
将所述高速视频信号发送到所述第二级控制器；
通过所述第二级控制器的所述第二FPGA信号处理单元对所述高速视频信号进行处理获得所述线性显示信号。
上述技术方案的工作原理为：由于LED显示屏3是线性显示，所以需将所述视频图像数据进行处理从而获得所述LED显示屏3可以显示的所述线性显示信号；
所述DVI解码单元可以对数据进行解码；其中，所述解码视频信号是对所述视频图像数据进行解码操作后获得的信号；
所述信号复制单元可以对信号进行复制；其中，所述复制解码视频信号是对所述解码视频信号进行复制操作获得的信号；
所述第一FPGA信号处理单元将复制解码视频信号转换成高速视频信号并经过乒乓读写模式将其存储到所述SRAM存储器；其中，所述高速视频信号是所述复制解码视频信号经所述第一FPGA信号处理单元转换后的信号；
所述第二级控制器中所述第二FPGA信号处理单元可以对信号进行线性校正转换；其中，所述线性显示信号对所述高速视频信号进行线性校正转换获得的信号；所述线性显示信号是用于LED显示屏3显示的信号。
上述技术方案的有益效果为：本发明对所述视频图像数据进行处理获得线性显示信号的方式，既保证了数据传输时的速度，也提高了数据传输的稳定性和可靠性，从而可以提升LED显示屏3的显示画质。
本发明实施例提供了一种LED显示屏播放系统，所述LED显示屏3显示所述线性显示信号具体包括：
所述LED显示屏3通过所述网线获取所述视频图像数据经所述数据处理模块2处理获得的所述线性显示信号；
所述驱动芯片对所述线性显示信号进行灰度控制处理后采用并行传输模式发送到所述显示单元；
所述显示单元显示进行所述灰度控制处理后的所述线性显示信号。
上述技术方案的工作原理为：首先，所述LED显示屏3通过所述网线获取所述视频图像数据经所述数据处理模块2处理获得的所述线性显示信号；然后，所述驱动芯片对所述线性显示信号进行灰度控制处理后采用并行传输模式发送到所述显示单元；目前，所述LED显示屏3的灰度等级分为：256级灰度、1024级灰度、4096级灰度和16384级灰度；所述并行传输模式是在设备间多个数据位同时发出数据，也就是每一个数据位占一个信道；最后，所述显示单元显示进行所述灰度控制处理后的所述线性显示信号。
上述技术方案的有益效果为：所述驱动芯片对所述线性显示信号进行所述灰度控制处理后发送到所述显示单元，可以提升LED显示屏3的显示画质。
本发明实施例提供了一种LED显示屏播放系统，所述第二FPGA信号处理单元对所述高速视频信号进行处理获得所述线性显示信号具体包括：
通过所述光纤获取所述高速视频信号；
对所述高速视频信号进行处理，获得高速视频图像；
提取所述高速视频图像的像素灰度值和灰度级；
根据校正转化函数将所述高速视频图像转换成线性视频图像；
对所述线性视频图像进行处理，获得所述线性显示信号；
其中，所述校正转化函数为：
其中，PO为所述线性视频图像的灰度值；PI为所述高速视频图像的灰度值；k为控制转换函数曲线形状的参数；A为常量，A值越大所述线性视频图像的整体亮度越暗；G为所述高速视频图像的灰度级；g为所述高速视频图像的像素灰度值；ng为灰度值为g的输入图像的像素个数；X为常量，控制转换函数曲线的的斜度；Y为常量，控制转换函数曲线的斜率和高度。
上述技术方案的工作原理为：将所述高速视频图像通过所述校正转换函数转换成所述线性视频图像后，对所述线性视频图像进行处理从而获得所述线性显示信号；所述校正转换函数可以通过对所述高速视频图像的像素灰度值和灰度级进行调整实现对所述高速视频图像进行非线性补偿，使图像与显示亮度成线性变化；所述校正转换函数对所述高速视频图像的像素灰度值和灰度级做增强处理，使输出的所述线性视频图像具有增强效果。
上述技术方案的有益效果为：本发明通过所述校正函数不仅对所述高速视频信号进行处理获得用于所述LED显示屏3显示的所述线性显示信号，还可以对数据进行增强处理，使得所述LED显示屏3显示的图像有更好的增强效果，提升了所述LED显示屏3的显示画质。
本发明实施例提供了一种LED显示屏播放系统，所述光纤采用串行传输模式将所述高速视频信号传输到所述第二级控制器；
所述网线采用串行传输模式将所述线性显示信号传输到所述LED显示屏3。
上述技术方案的工作原理为：所述光纤采用串行传输模式将所述高速视频信号传输到所述第二级控制器；所述网线采用串行传输模式将所述线性显示信号传输到所述LED显示屏3；所述串行传输模式是数据只在一条物理信道上一次一位一位地将数据传输，并且以时间为单位，每一位数据占据一个固定的时间长度，具有物理信道少、信道利用率高的特点。
上述技术方案的有益效果为：传输所述高速视频信号与所述线性显示信号时，传输数据量大、数据复杂，采用串行传输模式可以更稳定地将数据进行传输，提升LED显示屏3显示的稳定性，从而提升LED显示屏3的显示画质。
本发明实施例提供了一种LED显示屏播放系统，还包括：
影像互动模块，与所述LED显示屏电连接，用于实现与用户的互动；
所述影像互动模块执行包括如下操作：
获取用户的第一互动动作，触发进入用户互动控制模式；
通过所述影像互动模块获取所述用户的第二互动动作的区域的图像；
以所述影像互动模块位置为原点确定三维坐标系；
获取第一时刻t1时，表示所述第二互动动作的第一位置的第一点(X2,1,Y2,1,Z2,1)及表示第一手指方向的第一向量P2,1＝{L2,1,M2,1,N2,1}；
获取第二时刻t2时，表示所述第二互动动作的第二位置的第二点(X2,2,Y2,2,Z2,2)及表示第二手指方向的第二向量P2,2＝{L2,2,M2,2,N2,2}；
获取表示所述LED显示屏的中心位置的第三点(X3,Y3,Z3)；
根据所述第一点、所述第一向量和所述第三点，确定在所述第一时刻t1时，用户的手指是否指向所述LED显示屏；
根据所述第二点、所述第二向量和所述第三点，确定在所述第二时刻t2时，用户的手指是否指向所述LED显示屏；
当所述第一时刻t1和所述第二时刻t2的用户的手指都指向所述LED显示屏时，解析所述第二互动动作获取互动控制命令；
在执行上一个互动控制命令之后的第一预设时间内未接收到任一互动控制命令，退出所述用户互动控制模式；
其中，t2－t1＝Δt，Δt为预设时间间断值；
确定在第一时刻t1时，用户的手指是否指向所述LED显示屏，具体包括：
将所述第一点，所述第一向量及所述第三点代入下述计算公式中：
当夹角α小于预设夹角值，即确定在第一时刻t1时，所述用户的手指指向所述LED显示屏；
确定在第二时刻t2时，用户的手指是否指向所述LED显示屏，具体包括：将所述第二点，所述第二向量及所述第三点代入下述计算公式中：
当夹角β小于预设夹角值，即确定在第一时刻t2时，所述用户的手指指向所述LED显示屏。
上述技术方案的工作原理为：当本发明的LED显示屏播放系统应用于家庭替代传统电视机时；此时用户在使用LED显示屏3观看视频或节目；用户躺着或坐在沙发上，此时用户需要控制LED显示屏3上播放的视频，需要起身对上位机1进行控制略微麻烦，需要起身或者伸长手臂；对于正在享受家庭观影乐趣的用户来说，体验很不方便。
上述技术方案的有益效果为：本发明为用户提供了互动控制功能，为用户直接控制LED显示屏播放内容提供了很大便利，提高了用户的观影体验。
本发明实施例提供了一种LED显示屏播放系统，所述解析所述第二互动动作获取互动控制命令，具体包括：
根据所述第一点、所述第二点和所述第一时刻与第二时刻的差值，确定出所述第二互动动作方向及所述第二互动动作的速度；
当所述第二互动动作为用户向左做出且所述第二互动动作的速度低于第一预设速度时，所述LED显示屏3播放的视频后退第一预设时间，或，当所述第二互动动作为用户向左做出且所述第二互动动作的速度低于第一预设速度时，所述LED显示屏3播放的视频以第一快退速度进行快退；
当所述第二互动动作为用户向左做出且所述第二互动动作的速度大于等于第一预设速度时，所述LED显示屏3播放的视频后退第二预设时间，或，当所述第二互动动作为用户向左做出且所述第二互动动作的速度大于等于第一预设速度时，所述LED显示屏3播放的视频以第二快退速度进行快退；
当所述第二互动动作为用户向右做出且所述第二互动动作的速度低于第一预设速度时，所述LED显示屏3播放的视频快进第一预设时间，或，当所述第二互动动作为用户向右做出且所述第二互动动作的速度低于第一预设速度时，所述LED显示屏3播放的视频以第一快进速度进行快进；
当所述第二互动动作为用户向右做出且所述第二互动动作的速度大于等于第一预设速度时，所述LED显示屏3播放的视频快进第二预设时间，或，当所述第二互动动作为用户向右做出且所述第二互动动作的速度大于等于第一预设速度时，所述LED显示屏3播放的视频以第二快进速度进行快进；
当所述第二互动动作为用户向上做出且所述第二互动动作的速度低于第一预设速度时，所述LED显示屏3播放的视频切换到预存播放列表中连续剧的下一视频；
当所述第二互动动作为用户向上做出且所述第二互动动作的速度大于等于第一预设速度时，所述LED显示屏3播放的视频切换到所述预存播放列表中的下一连续剧；
当所述第二互动动作为用户向上做出且所述第二互动动作的速度低于第一预设速度时，所述LED显示屏3播放的视频切换到所述预存播放列表中连续剧的上一视频；
当所述第二互动动作为用户向上做出且所述第二互动动作的速度大于等于第一预设速度时，所述LED显示屏3播放的视频切换到所述预存播放列表中上一连续剧。
上述技术方案的工作原理为：根据互动动作的方向以及速度控制LED显示屏3播放视频的速度和内容。此外，其他控制命令，例如：互动动作是从左下到右上时控制音量增大，从右上到左下时控制音量降低，从左上到右下，控制屏幕亮度降低，从右下到左上，控制屏幕亮度增加。
上述技术方案的有益效果为：通过设置本实施例的的LED显示屏3播放系统，可以方便用户对LED显示屏3播放的视频内容进行快速控制操作。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
