分屏显示方法、装置及具有分屏显示功能的电子设备与流程

本发明涉及图像显示领域，尤其涉及一种分屏显示方法、装置及具有分屏显示功能的电子设备。

背景技术：

目前的显示器的多通道分屏功能，其实现方法一般有两种：

第一种：基于单颗soc(system-on-chip)视频处理芯片的分屏，现有的soc芯片最多可支持四分屏，即最多可同时接入四个信号源的输入信号，soc芯片在接收到这些输入信号后，会按照固定组合成一路多分屏窗口组合视频信号，然后将该多分屏窗口组合视频信号发送至显示屏进行显示。第二种：基于现场可编程门阵列(field－programmablegatearray，fpga)芯片实现分屏显示，即根据实际需求对分屏窗口进行任意排布。

但是，对于第一种方式，虽然其实现简单，但是由于受到单颗soc芯片的视频接收和处理能力的限制，分屏窗口个数受到限制，无法进行分屏窗口的灵活排布。对于第二种方式，fpga芯片在实现分屏显示时，需要增加外围接口电路，系统集成度较低，电路设计复杂，fpga设计的难度大，开发工作量巨大。

因此，如何实现多分屏窗口的灵活排布，是目前亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的实施例提供一种分屏显示方法、装置及具有分屏显示功能的电子设备，能够实现多分屏窗口的灵活排布。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供一种分屏显示装置，包括：主图像处理单元和至少一个从图像处理单元，其中：

所述从图像处理单元，用于按照对应分屏窗口中各子分屏窗口的位置排布信息，将所述从图像处理单元接收的至少一路第一视频信号组合成第一组合视频信号，并将所述第一组合视频信号上传至所述主图像处理单元；其中，每个第一视频信号对应一个子分屏窗口；

所述主图像处理单元，用于按照显示屏中各分屏窗口的位置排布信息将所述主图像处理单元接收的至少一路第二视频信号组合成第二组合视频信号，并将所述第二组合视频信号发送给所述显示屏用于显示；其中，所述至少一路第二视频信号中至少包括一个从图像处理单元上传的第一组合视频信号，每个第二视频信号对应一个分屏窗口。

第二方面，提供一种分屏显示方法，包括：

按照显示屏中各分屏窗口的位置排布信息，将主图像处理单元接收的至少一路第二视频信号组合成第二组合视频信号；其中，所述至少一路第二视频信号中至少包括一个从图像处理单元上传的组合视频信号；所述组合视频信号为所述从图像处理单元按照其对应分屏窗口中各子分屏窗口的位置排布信息将其接收的至少一路第一视频信号所组合成的第一组合视频信号，每个第二视频信号对应一个分屏窗口，每个第一视频信号对应一个子分屏窗口；

将所述第二组合视频信号发送给所述显示屏用于显示。将所述第二组合视频信号发送给所述显示屏用于显示。

第三方面，提供一种具有分屏显示功能的电子设备，该电子设备包括显示屏和第一方面提供的分屏显示装置。

本申请提供的方案，在现有的单图像处理单元的基础上，通过增加多个从图像处理单元，按照“1主+多从”的两层级联方式，来增加信号源的输入信号的接入数量。其中，主图像处理单元用于对其接收的至少一路第二视频信号进行整合，并将整合后的第二组合视频信号输送至显示屏进行显示，而从图像处理单元将其接收到的至少一路第一视频信号组合成的第一组合视频信号上传给主图像处理单元，作为第二视频信号以便后续进行整合。由于从图像处理单元的增加，使得能够接入的信号源的输入信号得到大量增加，然后通过上述两层整合后，便可将所有输入信号同时显示在显示屏上。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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地介绍，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为本申请实施例提供的一种分屏显示装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种分屏显示装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种16个窗口视频图像排布示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种16个窗口视频图像排布示意图；

图5为本发明实施例提供的一种7个窗口视频图像排布示意图；

图6为本申请实施例提供的一种分屏显示方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本申请实施例提供的分屏显示方法的执行主体可以为分屏显示装置，或者用于执行上述分屏显示方法的电子设备。其中分屏显示装置可以为电子设备中的中央处理器(centralprocessingunit，cpu)或者可以为上述电子设备中的控制单元或者功能模块。

本申请可应用于需要进行多个信号源在同一块显示屏上进行分窗口同时显示的一切场景，如医院的数字化手术室的大屏显示器、以及安防监控室等需要多个窗口同时显示不同信号源图像时的场景。示例性的，上述的电子设备中具备多种信号源输入接口，该信号源输入接口连接信号源，电子设备通过信号源输入接口接收信号输入设备(播放机、机顶盒、网络盒子、usb(universalserialbus，通用串行总线)-typec、摄像机等)产生的视频信号，从而在电子设备的显示屏的图像显示界面上显示信号源的视频信号对应的图像和播放声音。

本实施例中的信号源输入接口包括但不限于：高清晰度多媒体接口(highdefinitionmultimediainterface，hdmi)接口、tuner接口、影音(audiovideo，av)接口、ypbpr(又称作色差分量)接口、视频图形阵列(videographicsarray，vga)接口以及usb-typec接口、数字视频接口(digitalvisualinterface，dvi)接口、数字分量串行接口(serialdigitalinterface，sdi)接口、s-video接口、dp(displayport，是一种高清数字显示接口标准)接口等模拟和数字视频接口，其中：

hdmi接口，连接hdmi输入设备，该hdmi输入设备可以传输多路数字信号，具体包括视频、音频、控制信号。进一步的，hdmi目前常用的标准有hdmi1.3、hdmi1.4以及hdmi2.0。hdmi最大的优点是支持高速数据传输，可以传送高清和4k画面、多路音频、3d画面等等，因此，hdmi接口是目前最为主流的信号源输入接口。

tuner接口，是atv(analogtv)和dtv(digitaltv)共用的接口，连接有线电视射频信号线或者天线，该接口可以传输模拟音视频信号或者码流数据。

av接口是具有三根输入线的接口(简称：三端子接口)，其中一个端子用于输入画面信号，另外两个端子分别用于输入左声道音频信号和右声道音频信号。由于只有一个端子传输模拟的画面数据，分辨率低显示效果不佳，目前用在低端机顶盒和高密度数字视频光盘(digitalvideodisc/disk，dvd)等设备中。

ypbpr接口是具有五根输入线的接口(简称：五端子接口)，其中有三个端子用于输入三路视频信号，支持标清到高清(1080p)画面输出，另外两个端子分别用于输入左声道音频信号和右声道音频信号。此外，该ypbpr接口又被称为色差分量接口。

vga接口是vga接口是电脑采用vga标准输出数据的专用接口。该接口共有15针，分成3排，每排5个孔，是显卡上应用最为广泛的接口，该vga接口含有多路模拟信号传输通路，只能发送模拟的画面信号，支持多种分辨率画面输出。此外，vga接口还被称为d-sub接口。

usb-typec接口为usb协议的最新标准接口，不仅具有基本的usb传输功能，还可以作为信号线传输数字的音视频信号，其接口尺寸小方便连接，已经用在苹果笔记本和部分高端手机产品。

为了便于清楚描述本申请实施例的技术方案，在本申请的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能或作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定。

需要说明的是，本发明实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

需要说明的是，本发明实施例中，“的(英文：of)”，“相应的(英文：corresponding，relevant)”和“对应的(英文：corresponding)”有时可以混用，应当指出的是，在不强调其区别时，其所要表达的含义是一致的。

图1示出了本申请实施例中所涉及的分屏显示装置的一种可能的结构示意图。如图1所示，该分屏显示装置包括：主图像处理单元11和至少一个从图像处理单元12，其中：

从图像处理单元12，用于按照对应分屏窗口中各子分屏窗口的位置排布信息，将从图像处理单元12接收的至少一路第一视频信号组合成第一组合视频信号，并将第一组合视频信号上传至主图像处理单元11，每个第一视频信号对应一个子分屏窗口进行显示。

主图像处理单元11，用于按照显示屏中各分屏窗口的位置排布信息将主图像处理单元11接收的至少一路第二视频信号组合成第二组合视频信号，并将第二组合视频信号发送给显示屏用于显示，每个第二视频信号对应一个分屏窗口进行显示。

其中，上述的至少一路第二视频信号中至少包括一个从图像处理单元上传的第一组合视频信号。具体的，当主图像处理单元11的某一接口连通信号源输入接口，则该接口输入的第二视频信号为信号源的输入信号；当主图像处理单元11的某一接口与一个从图像处理单元12连通时，则该接口输入的第二视频信号为从图像处理单元12上传的第一组合视频信号。

示例性的，本申请中的分屏显示装置按照“1主+多从”的两层级联的方式，组合形成可支持多路信号源的视频信号同时显示的多分屏方案。

举例说明，如图2所示，在硬件实现上，上述的主图像处理单元11和从图像处理单元12可以为soc视频处理芯片，假设使用5片支持四分屏显示的soc芯片，按照“1主+4从”的两层级联的方式，便可组合形成最多可支持16个信号源的视频信号同时显示的16分屏显示方案。示例性的，主soc芯片(即图2中的soc_m)为主控图像处理单元，负责视频信号的整合和输出，其自身具有四分屏显示功能，最多能够同时接收四路信号源的视频数据，在芯片内部实现四个窗口的组合显示；4颗从soc芯片(即图2中的soc_a芯片、soc_b芯片、soc_c芯片、soc_d芯片，这四颗soc芯片为与soc_m类似的具有四分屏芯片)在本实施例中作为前级图像处理单元实现16个信号源输入接口的接收，每颗从soc芯片都进行最多4通道的信号源输入接收，即可同时接入最多4路信号源的视频信号，用于将各自的四路信号源的视频信号组合成四窗口组合信号(包含4个窗口，每路信号源的视频信号对应一个窗口)，再将各自的四窗口组合信号通过其各自对应的soc_m芯片的a、b、c、d四路通道传送到soc_m芯片上，这样，soc_m芯片通过将四路四窗口组合信号再进行组合，最终组合成高达16窗口的16窗口组合信号进行显示。

参照图3、4所示的16个窗口视频图像排布示意图，本申请中soc_m通过调整其a、b、c、d四个通道对应窗口占全屏的尺寸，来调整soc_a、soc_b、soc_c和soc_d分别对应的分屏窗口的排布方式。如，图3为16窗口的基本排布模式示意图，如图3所示，16个窗口按照“田”字型进行分布每个窗口的大小相同。图4为另一种16窗口的基本排布模式示意图，soc_a、soc_b、soc_c和soc_d需要分别输入四路视频信号，分别在soc_a、soc_b、soc_c和soc_d中组合成四子分屏窗口信号a(由a1、a2、a3、a4这4个子分屏窗口组合)、四窗口信号b(由b1、b2、b3、b4这4个子分屏窗口组合)、四窗口信号c(由c1、c2、c3、c4这4个子分屏窗口组合)以及四窗口信号d(由d1、d2、d3、d4这4个子分屏窗口组合)，soc_a芯片传送的a窗口设置占显示屏1/3面积大小，将soc_b、soc_c和soc_d中组合成窗口b、窗口c以及窗口d这3个分屏窗口垂直排列，分别占显示屏面积的2/9，然后，将a、b、c、d四路四窗口信号同时输入给soc_m进行16窗口视频信号的最终合成和送显示屏显示。

同理，当实际显示窗口不需要16个，则soc_m需要调节其a、b、c、d四个通道对应窗口占全屏的尺寸，如图5所示的7窗口视频图像排布示意图，可将soc_a对应的a窗口设置为占显示屏的2/3面积代销，将soc_b、soc_c和soc_d分别对应的b、c、d窗口垂直排列，各占显示屏的1/6面积大小，然后输入信号，soc_a需要输入四路视频信号，在soc_a中组合成四窗口信号a(由a1、a2、a3、a4这4个子分屏窗口组合)，soc_b、soc_c和soc_d分别只需要输入一路视频信号，得到b、c、d三路单子分屏窗口信号，然后将四窗口信号a和三路单窗口信号b、c、d同时输入给soc_m进行7窗口视频信号的最终合成和送显示屏显示。

需要说明的是，上述的支持四分屏显示的soc芯片仅仅是一种实例，在实际应用时，soc芯片可支持多种分屏，如，2分屏、3分屏、4分屏等，或者，每个soc芯片的通道可接受部分信号源的视频信号，如，支持四分屏显示的soc芯片仅输入2路视频信号。

示例性的，本申请中的分屏窗口中各子分屏窗口的位置排布信息包括分屏窗口中子分屏窗口的排布方式(如垂直排布、水平排布、“田”字排布等)、分屏中子分屏窗口的个数、每个子分屏窗口的行高像素数以及列宽像素数、列宽校验码和行宽校验码；显示屏中各分屏窗口的位置排布信息包括显示屏中分屏窗口的排布方式(如垂直排布、水平排布、“田”字排布等)、显示屏中分屏窗口个数、每个分屏窗口的行高像素数以及列宽像素数、列宽校验码和行宽校验码。

本申请中显示屏中各分屏窗口的位置排布信息可以是用户预先存储在主图像处理单元11中的，也可以是主图像处理单元11根据输入的视频信号的数量以及显示屏大小，实时灵活配置的。此外，由于主图像处理单元11作为分屏显示装置的核心控制单元，因此，主图像处理单元11可以对其他的从图像处理单元12对应分屏窗口的尺寸和分屏窗口内的子分屏窗口的分屏形式进行控。

示例性的，主图像处理单元11，还用于向从图像处理单元12发送分屏指令，其中，该分屏指令中包含从图像处理单元12对应分屏窗口中各子分屏窗口的位置排布信息。从图像处理单元12，还用于根据分屏指令中包含的位置排布信息将从图像处理单元12接收的至少一路第一视频信号组合成第一组合视频信号。

举例说明，参照图2所示的分屏显示装置的架构图，在soc_m与soc_a、soc_b、soc_c和soc_d四个前级图像处理单元之间，还需要建立一条命令传输通道，如图2中a’、b’、c’和d’四条线所示。该传输通道可以采用通用串行接口uart或是内部整合电路i2c总线来实现。例如，若以4窗口排布方式为例，其对应传输的数据格式包含接收设备代码(1字节)、窗口数量(1字节)、窗口排布方式(1字节)、窗口1列宽(2字节)、窗口1行高(2字节)、窗口2列宽(2字节)、窗口2行高(2字节)、窗口3列宽(2字节)、窗口3行高(2字节)、窗口4列宽(2字节)、窗口4行高(2字节)、列宽校验码(2字节)和行高校验码(2字节)，一共23字节。当然，鉴于具体的窗口排布方式无法用数字直接表示出来，因此这里的窗口排布方式代码为选定的窗口排布方式的编号码。

由于分屏指令是采用主图像处理单元11广播的形式发送给每个从图像处理单元12，因此在指令首字节设置了一个字节的接收设备代码，用于表明当前命令是由从图像处理单元12中的哪一个来进行接收，如果从图像处理单元12内部预置的设备代码与接收到的设备代码不同，则自动忽略后面命令的接收。

在一种示例中，主图像处理单元11可接收来自上位机pc的窗口编程信息，利用pc上位机软件进行可视化的分屏窗口的排布，再将分屏窗口区域、尺寸、位置等信息打包发送给主图像处理单元11。进一步的，对于分屏窗口内的子分屏窗口的排布来说，主图像处理单元11接收来之上位机pc的窗口编程信息，利用pc上位机软件进行可视化的子分屏窗口的排布，再将分屏窗口内的子分屏窗口区域、尺寸、位置等信息打包发送给主图像处理单元11，由主图像处理单元11将其解码后输出给前端的从图像处理单元12进行前端分屏的窗口排布。

可选的，为了提高分屏的准确度，主图像处理单元11可以根据其向从图像处理单元12下发的对应分屏窗口中各子分屏窗口的位置排布信息中的列宽校验码以及行宽校验码，对该位置排布信息进行校验，确定信息是否正确。具体的。

从图像处理单元12，用于根据分屏窗口中子分屏窗口的排布方式、每个分屏窗口的行高像素数以及列宽像素数，计算出分屏窗口的总行高像素数及总列宽像素数，将分屏窗口的总行高像素数与行宽校验码、分屏窗口的总列宽像素数与列宽校验码进行比对校验；若一致，则向主图像处理单元11回传指令接收正常信息；若不一致，则向主图像处理单元11回传指令接收异常信息。

下面将基于图1、2所示的分屏显示装置中各单元的功能描述以及其他相关描述，对本申请实施例提供的分屏显示方法进行介绍。以下实施例中与上述实施例相关的技术术语、概念等的说明可以参照上述的实施例，这里不再赘述。

本申请实施例提供一种分屏显示方法，如图6所示，该方法包括如下步骤：

s201、按照显示屏中各分屏窗口的位置排布信息，将主图像处理单元接收的至少一路第二视频信号组合成第二组合视频信号。

其中，上述的至少一路第二视频信号中至少包括一个从图像处理单元上传的组合视频信号，此时，该至少一路第二视频信号除该从图像处理单元上传的组合视频信号外剩余的第二视频信号为信号源的输入视频信号。上述的组合视频信号为从图像处理单元按照其对应分屏窗口中各子分屏窗口的位置排布信息将其接收的至少一路第一视频信号所组合成的第一组合视频信号，每个第二视频信号对应一个分屏窗口，每个第一视频信号对应一个子分屏窗口。

s202、将第二组合视频信号发送给显示屏用于显示。

可选的，该方法还包括如下步骤：

a1、向从图像处理单元发送分屏指令。

其中，分屏指令中包含从图像处理单元对应分屏窗口中各子分屏窗口的位置排布信息，分屏指令用于指示从图像处理单元根据分屏指令中包含的位置排布信息将从图像处理单元接收的至少一路第一视频信号组合成第一组合视频信号。

示例性的，当分屏窗口中各子分屏窗口的位置排布信息还包括：列宽校验码和行宽校验码，该方法还包括如下步骤：

b1、从图像处理单元根据分屏窗口中子分屏窗口的排布方式、每个分屏窗口的行高像素数以及列宽像素数，计算出分屏窗口的总行高像素数及总列宽像素数，将分屏窗口的总行高像素数与行宽校验码、分屏窗口的总列宽像素数与列宽校验码进行比对。

b2、若一致，则从图像处理单元向主图像处理单元回传指令接收正常信息；若不一致，则从图像处理单元向主图像处理单元回传指令接收异常信息。

在硬件实现上，本申请中分屏显示装置的主图像处理单元11以及从图像处理单元12可以是处理器。上述分屏显示装置所执行的动作所对应的程序均可以以软件形式存储于分屏显示装置的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个单元对应的操作。

上文中的存储器可以包括易失性存储器(volatilememory)，例如随机存取存储器(random-accessmemory，ram)；也可以包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如只读存储器(read-onlymemory，rom)，快闪存储器(flashmemory)，硬盘(harddiskdrive，hdd)或固态硬盘(solid-statedrive，ssd)；还可以包括上述种类的存储器的组合。

上文所提供的装置中的处理器可以是一个处理器，也可以是多个处理元件的统称。例如，处理器可以为中央处理器(centralprocessingunit，cpu；也可以为soc芯片、其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessing，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理包括，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-onlymemory，rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。