[发明专利]YUV格式和RGB格式的视频液晶显示控制的硬件集成设计

说明书

技术领域

本发明涉及一种兼容YUV格式和RGB格式的视频液晶显示控制的硬件集成设计，可广泛用于便携式设备和手持设备，诸如手机，相机，MP3，MP4，游戏机等。

背景技术

目前的嵌入式芯片的显示控制模块基本上都是只能显示RGB数据，而目前解码MPEG系列视频图像产生的图像数据通常是采用8位的4:2:0格式的YUV格式(或YCrCb，是一种采用亮度Y信号，色彩U信号和饱和度V信号的颜色编码形式)。常用的方法是通过软件计算将YUV转成24位RGB或16位的RGB图像数据，然后在将RGB数据传输到显示控制器的内存空间，通过RGB显示控制模块来把内存中的RGB数据反映到液晶显示器上来显示出来。

采用上述方式将YUV图像数据转换成RGB图像数据，需要占用大量的MPU(图形处理单元)资源，导致MPU图像解码速度下降。

另一种处理方法是查表法，通过查表，将YUV图像数据转换成RGB图像数据并存储在内存空间中，这种方法虽然占用的MPU少，但由于16位的RGB图像数据量是YUV图像数据量的1.3倍，24位的RGB图像数据量是YUV图像数据量的2倍，所以，采用这种方式需动用很大的内存空间，通常情况下需要占用6KB左右，这样就增加了硬件制造成本。

发明内容

为了克服当前在MPEG解码为YUV图像格式并播放时占用MPU多和占用内存大的不足，本发明提供了一种支持8位YUV 4:2:0格式的视频显示的硬件设计解决了上述两个问题。本发明通过在硬件设计上集成了一个专门用于运算YUV格式的数据转换RGB格式的数据的运算模块，从而减轻了MPU的运算负担，增加了MPU的运算效率。本发明设计由于在内存空间中存储的是YUV格式的图像数据，从而减少了占用内存空间资源。

本发明是这样实现的：在硬件上增加一个1KB的片内SRAM存储器作为解码出来的YUV数据中的U和V分量的缓存区，同时在YUV图像显示的时候利用到DMA的三个通道，这个缓存在特定的时候通过DMA的三个通道中的两个通道分别向内存中的U和V的数据区要数据放到缓存中来。硬件中还增加一个YUV转RGB的硬件实现。在要视频显示的时候，通过DMA的三个通道中的一个通道从内存中拿Y数据，直接从缓存中拿U和V的数据，经过YUV转RGB的硬件运算成RGB，再给RGB的显示控制模块，显示控制模块会把运算成的RGB发送到显示屏上。

YUV与RGB相互转换的公式如下：

R＝Y+1.14V

G＝Y-0.39U-0.58V

B＝Y+2.03U

有益效果：在显示RGB视频图像格式的时候，解码和播放的速度没有减慢，在显示YUV视频图像格式的时候，MPU的占用率降低了5～10个百分点，数据的存储空间减少了30％～50％，硬件的制造成本也很低。

附图说明

图1是本发明的系统设计图；

图2是本发明在进行YUV格式的图像显示的时候用到的YUV格式的采样模型；

图3是本发明在进行YUV格式的图像显示的时候液晶显示器上的图像像素的排列。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的具体实施方式：参见图1、2、3，本实施方式是以6×4分辨率的液晶显示器为例，图2是本发明所采用的YUV数据格式的采样模型，圆形和菱形里的字母代表各自信号分量，每四个临近的Y分量公用一个UV分量。图3是发明输出的图像数据在6×4分辨率的液晶显示器上的数据排列。

本发明在显示RGB格式的图像数据的时候，图像数据通过DMA的一个通道传输到YUV和RGB数据流控制模块，再由YUV和RGB数据流控制模块直接输入到RGB显示控制模块并在液晶显示器上显示出来。

本发明在显示YUV格式的图像数据的时候，图像数据分成三个部分：Y信号、U信号和V信号，然后DMA分配出三个通道分别来传输上述信号数据，Y信号数据直接传输到YUV和RGB数据流控制模块，U信号数据和V信号数据则通过U、V缓存控制模块传输到本发明设计的片内集成的约1KB大小的UV缓存中，然后再传输到YUV和RGB数据流控制模块，并经过YUV转RGB运算模块的运算，将YUV格式的数据转变成为RGB格式的图像数据，最后通过RGB显示控制模块显示在液晶显示器上。

使用本发明，在显示RGB视频图像格式的时候，解码和播放的速度没有减慢，但在显示YUV视频图像格式的时候，由于DMA采用了三个通道来传输YUV图像数据，使MPU的占用率降低了5～10个百分点，数据的存储空间减少了30％～50％，硬件的制造成本也很低。