视频处理之OSD

欲观原文,请君移步#OSD简介OSD,on-screendisplay的简称,即屏幕菜单式调节方式。一般我们按一下Menu键后屏幕弹出的显示器各项调节项目信息的矩形菜单,比如调亮度,色调,饱和度
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欲观原文,请君移步

OSD简介

OSD,on-screen display的简称,即屏幕菜单式调节方式。一般我们按一下Menu键后屏幕弹出的显示器各项调节项目信息的矩形菜单,比如调亮度,色调,饱和度等信息,这个显示这个菜单的功能就是视频行业的OSD。

基于FPGA的OSD设计与实现

1 Xilinx OSD IP功能

  • 支持最多8个layer
  • 背景颜色可编程
  • 位置,大小,颜色,透明度(alpha)可编程
  • 支持RGB和YUV视频流

2 硬件结构框图

硬件平台是基于xilinx xc7z035芯片开发的,关键模块框图如下图1所示。

  • 一个时序产生模块Video Timing Controller(在本次实验中采用1080P标准时序)

  • 首先PL端将视频流通过VDMA读出,输出接口为AXI4-Stream的数据流

  • 然后视频流进入OSD IP(OSD输入输出也是AXI4-Stream接口)

  • 最后OSD输出数据流与1080P时序同时送入到AXI4-Stream to Video Out模块,输出为HDMI接口

图1

下面小编会详细介绍OSD IP的例化与使用

3 OSD PL端

如果在使用OSD IP过程中出现如下错误,请在xilinx官网上申请OSD的License,这里不再详述如何申请License。
视频处理之OSD

首先在Block Design中加入Video On Screen Display,打开后会看到如下图2。

(1) 勾选AXI-Lite Interface:PS端通过AXI-Lite进行配置该IP

(2) Video Format选择RGB

(3) Layers选择2

(4) Layer Configuration:LAYER0选择外部视频流,也就是实时视频,LAYER1选择Internal,PS端可以控制进行图文叠加

图2

点击Screen Layout Options,如图3所示

(1) Background size(选择背景大小)里宽度输入1920,高度输入1080

(2) Background color输入背景颜色,这里选择黑色,可以通过axi-lite来控制

(3) layer0因为选择的是外部视频流,所以比如设置为外部视频流分辨率,输错了,可能无法正常使用,小编已经遇到过了,本文使用1920x1080外部视频流

(4) layer1因为选择的是内部图像控制器,所以无所谓设置什么,可以通过axi-lite控制,所以选择默认即可

图3

点击LAYER 1 Options出现图4界面:因为是内部图像控制器,所以可以进行一些配置,比如颜色多少,字符数目,比特像素等等,这里小编选择的是默认。

图4

配置完OSD IP后,将其AXI-lite挂在总线上即可,然后保存Block Design即可。

注:点开Address Editor,一定要确定该IP被分配地址空间,如果没有,点击一下自动分配(小编遇到的问题就是这个ip地址空间在unmap里,导致后续PS端OSD IP无法初始化)。

图4

4 OSD PS端

下面就是常规操作include bitstream导出SDK,其实就是生成hdf文件,硬件信息。然后就launch SDk。如图4所示,可以看到hdf文件里都有什么。

图4

新建一个design_top的空工程,如图5所示,在design_top_bsp下面可以看到system.mss文件,在红框中找到OSD IP。

图5

点击import examples,出现如图6所示,勾选对话框后选择OK(不会玩IP先整个example)。
图6

打开XosdSelfTestExample.c即可看到该例子程序是怎么个处理流程(图7为main函数,图8为使用流程)小编称之为PS端IP使用三步法

  • 第一步先进行lookup该IP

  • 第二步就是初始化该IP

  • 第三步就是使用IP

图7

图8

运行一下,结果如图9所示,可以看到UART会打印OSD成功信息。

图9

OSD 实例

闲话不说,上面经过了OSD example,小编也作为一个PS端初学者来玩一玩。

尴尬的是经常在写c代码的时候想着写begin...end,真是verilog写习惯了,思想难以改变,原来是花括弧啊{}

初始化模块如下

在初始化后必须将该模块进行复位,然后,否则该IP启动不了。

int OsdInit(int DeviceID)
{
	int Status;
	/* Initialize the OSD instance */
	OsdCfgPtr = XOSD_LookupConfig(DeviceID);
	Status = XOSD_CfgInitialize(&Osd, OsdCfgPtr,OsdCfgPtr->BaseAddress);
	if (Status != XST_SUCCESS)		return 1;
	/* Reset the devices */
	XOSD_Reset(&Osd);
	/* Enable the OSD device and tell it to pick up the register changes	*/
	XOSD_Enable(&Osd);
	XOSD_RegUpdateEnable(&Osd);
	return 0;
}
只听到从山间传来架构君的声音:
学书初学卫夫人,但恨无过王右军。有谁来对上联或下联?

配置模块

这里需要注意的是把BANKIndex输入为1,否则会进行字符填写方式就需要改变,不符合操作习惯XOSD_LoadCharacterSetBank(&Osd, Gcindex, 1, (u32 *)Font);

此代码由Java架构师必看网-架构君整理
void Graphics_setting(u8 Gcindex,u8 LayerPriority,u32 ColorData[],u32 *TextData) { int width = 1920; int height = 1080; int LayerAlphaValue = 0xFF; int LayerGlobalAlphaEnable = 0; XOSD_SetLayerAlpha(&Osd, Gcindex, LayerGlobalAlphaEnable,LayerAlphaValue); XOSD_SetLayerPriority(&Osd, Gcindex, LayerPriority); XOSD_SetLayerDimension(&Osd, Gcindex, 0, 0, width, height); XOSD_EnableLayer(&Osd, Gcindex); /* Load color, font and text and set the active banks */ XOSD_LoadColorLUTBank(&Osd, Gcindex, 0, ColorData); //set BankIndex is 1(fit our keyboard) XOSD_LoadCharacterSetBank(&Osd, Gcindex, 1, (u32 *)Font); XOSD_LoadTextBank(&Osd, Gcindex, 0, (u32 *)TextData); XOSD_SetActiveBank(&Osd, Gcindex, 0, 0, 0, 0); }

图文叠加模块

void OsdDrawText(int Gcindex,int x_pos, int y_pos, int color, int string_index, int text_size)
{
	u32 Instruction[XOSD_INS_SIZE];
	u16 ObjType = XOSD_INS_OPCODE_BOXTXT; /* A text string 	XOSD_INS_OPCODE_TXT*/
	u8 ObjSize = (text_size<<4); /* Text Scale factor (1x, 2x, 4x, 8x)	*/
	u16 XStart = x_pos; /* Horizontal start pixel of the text	*/
	u16 YStart = y_pos; /* Vertical start line of the text */
	u16 XEnd = x_pos; /* Horizontal end pixel of the text (not	used) */
	u16 YEnd = y_pos; /* Vertical end line of the text (must be same as YStart) */
	u8 TextIndex = string_index; /* Index of Text String */
	u8 ColorIndex = color; /* Color used to draw text */


	XOSD_CreateInstruction(&Osd, Instruction, Gcindex,ObjType, ObjSize,	XStart, YStart, XEnd, YEnd,TextIndex, ColorIndex);
	XOSD_LoadInstructionList(&Osd, Gcindex, 0, Instruction, 1);
	return;
}

实现结果

前面只给出了两个图层,工程退不回去了,目前工程实现的是叠加8个图层(1个视频,7个内部图像控制器)。

参考链接

百度网盘源码以及参考文档链接如下
视频处理之OSD

本文来源瓜大三哥,由架构君转载发布,观点不代表Java架构师必看的立场,转载请标明来源出处:https://javajgs.com/archives/36693
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