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一、OSD概述

1、区域管理模块

“OSD”是“on screen display”的缩写，即在屏幕上播放。

用户需要在视频中叠加OSD或者色块，来显示一些特定信息，比如通道号、时间戳等。这些叠加在视频上的OSD或者色块统称为区域。

区域管理模块，可以实现区域的创建，并叠加到视频中或对视频进行遮挡。

在实际应用中，用户首先创建一个区域，然后通过 HI_MPI_RGN_AttachToChn，将该区域叠加到某个通道（如VENC通道），之后在通道进行调度时，会将OSD叠加在视频中。通过设置通道显示属性，可以将一个区域指定到多个通道中（如多个VENC通道，多个VI通道，甚至多个VENC和VI通道中），且支持在每个通道的显示属性（如位置、层次、透明度等）都不同。 

2、重要的概念

（1）区域类型

主要包括以下四种区域类型：

Overlay：视频叠加区域，其中区域支持位图的加载、背景色更新等功能。

OverlayEx：扩展视频叠加区域，功能与 Overlay 类似，支持位图加载、背景色更新等。

Cover：视频遮挡区域，其中区域支持纯色块遮挡。

CoverEx：扩展视频遮挡区域，功能与 Cover 类似，支持纯色块遮挡。

OverlayEx/ CoverEx与 Overlay/Cover的功能类似，但是会引入额外的系统带宽，OverlayEx/ CoverEx 由 VGS 叠加到图像上 ，OverlayEx/ CoverEx 区域越大，占用 VGS 的性能就越大，当 VGS 性能不足时，会导致帧率降低。建议只有当 Overlay/Cover 不支持，或者数量无法满足需求时再使用。

（2）区域层次

区域层次表示区域的叠加级别，层次值越大，表示区域的显示级别越高。当发生重叠时，层次值大的将会覆盖层次值小的。如果是同一级别，则根据区域叠加的先后顺序，后叠加的将显示在上层。

将多个区域叠加到 VPSS 的同一 GROUP时，要求每个区域的层次值不能与叠加到该 GROUP 的其他区域层次值相同，否则区域层次值相同的多个区域中，只能将最后一个叠加的区域叠加到 VPSS 的GROUP 上。将多个层次值相同的区域叠加到同一个 VENC 的通道上时，没有此限制，都能叠加成功。

（3）位图填充

位图填充是指将位图的内存值填充到区域内存空间中，位图将会从区域的左上角开始填充。当位图小于区域时，只能填充一部分内存，剩余部分保持原有值；位图大小等于区域时，将刚好全部填充；当位图大于区域时，位图只能将自身和区域一样大小的内存信息填充到区域中。

位图填充支持两种实现方式：

其一、用户通过 HI_MPI_RGN_SetBitMap 接口将位图数据拷贝至内部显示画布；

其二、用户通过 HI_MPI_RGN_GetCanvasInfo 获取内部备份显示画布的地址，直接对该地址数据进行更新，然后调用HI_MPI_RGN_UpdateCanvas 接口将备份显示画布更新为待显示画布，达到实现更新位图数据的目的。

（4）区域属性

用户创建一个区域时，需要设置该区域的属性信息，它包含公共的资源信息。例如，Overlay 包含像素格式，大小和背景色。

（5）通道显示属性

通道显示属性表明区域在某通道的显示特征。例如，Overlay 的通道显示属性包含显示位置，层次，前景 Alpha，背景 Alpha，还有编码用到的 QP 信息。当通道显示属性中的区域是否显示(bShow)为 TRUE 时，表示显示在该通道中；反之，表示在该通道中存在，但处于隐藏状态。

（6）区域反色

当区域叠加到视频上显示时，如果视频背景与叠加区域的亮度色度相近，往往会导致背景与区域很难进行区分。区域反色功能即针对这种场景，自适应背景的变化，对区域的亮度色度进行调整，实现区域清晰可见。

区域反色功能支持实现方式如下：通过 VPSS 提供的区域亮度和统计功能。用户可实时获取视频序列中每个待叠加区域背景的亮度统计，然后利用 TDE 的 ROP功能，对区域进行手动的反色处理，最后通过 VPSS 将该反色后的区域叠加到视频上。

（7）区域QP保护

当区域叠加到视频上进行压缩编码时，为了保证叠加区域的清晰度不因为数据压缩而变模糊，可以单独设定叠加区域部分的压缩特性，即设定 QP 保护功能参数。QP 保护功能是 Overlay 特有的功能，且仅针对 H.264/H.265 类型编码通道有效，对其它类型无效。

3、四种区域类型支持的模块和功能

由上面的描述可知一共支持四种区域类型，即OVERLEAY、OverlayEx、Cover和CoverEx。这四种区域类型支持的模块与功能如下，从中可知OVERLAY区域类型只能绑定VENC模块，而我们实验提供的sample，就是将OVERLAY类型的区域与VENC模块进行绑定。

二、海思平台OSD使用方法

（1）用户首先填充区域属性，并创建区域。

（2）将该区域绑定到具体通道中（如VENC通道）。在绑定时，需要输入通道的显示属性。

以上步骤完成区域的创建和使用，用户还可以通过以下操作来控制区域属性、通道显示属性（上面的（4）（5）点）。

（3）通过 HI_MPI_RGN_GetAttr、 HI_MPI_RGN_SetAttr 获取和设置区域属性。

（4）通过 HI_MPI_RGN_SetBitMap（仅针对 Overlay）设置区域的位图信息。

（5）通过 HI_MPI_RGN_GetDisplayAttr 和 HI_MPI_RGN_SetDisplayAttr 获取和设置区域在某通道（如VENC通道）的通道显示属性。

（6）最后用户可以将该区域从通道中撤出（非必须操作），再销毁区域。

三、关键API和数据结构

上面第一节提到的“区域管理模块”，主要提供区域资源的控制管理功能，包括区域的创建、销毁，获取与设置区域属性，获取与设置区域的通道显示属性等。

1、区域管理模块的关键API

• HI_MPI_RGN_Create：创建区域。
• HI_MPI_RGN_Destroy：销毁区域。
• HI_MPI_RGN_GetAttr：获取区域属性
• HI_MPI_RGN_SetAttr：设置区域属性。
• HI_MPI_RGN_SetBitMap：设置区域位图。
• HI_MPI_RGN_SetAttachField：设置区域要叠加到的帧/场标志。
• HI_MPI_RGN_GetAttachField：获取区域要叠加到的帧/场标志。
• HI_MPI_RGN_AttachToChn：将区域叠加到通道上。
• HI_MPI_RGN_DetachFromChn：将区域从通道中撤出。
• HI_MPI_RGN_SetDisplayAttr：设置区域的通道显示属性。
• HI_MPI_RGN_GetDisplayAttr：获取区域的通道显示属性。
• HI_MPI_RGN_GetCanvasInfo：获取区域画布（画布与显存是同一个概念）信息。
• HI_MPI_RGN_UpdateCanvas：更新区域画布信息。

2、区域管理模块的关键数据结构

（1）定义（VENC 通道）叠加区域（即OVERLAY类型）的属性

typedef struct hiOVERLAY_ATTR_S 
{ 
     PIXEL_FORMAT_E enPixelFmt; //表示像素格式
     HI_U32 u32BgColor; //区域背景色，动态属性
     SIZE_S stSize;  //区域的高宽
}OVERLAY_ATTR_S;

//当 overlay 绑定到 VENC 通道时

/*像素的格式，支持：
PIXEL_FORMAT_RGB_1555；当透明度字节设置为1时表示不支持透明。
PIXEL_FORMAT_RGB_4444。
*/

/*区域的高宽，其取值范围
宽度：[2, RGN_OVERLAY_MAX_WIDTH]，要求以 2 对齐。
高度：[2, RGN_OVERLAY_MAX_HEIGHT]，要求以 2 对齐。
*/

（2）定义（VENC 通道）叠加区域（即OVERLAY类型）的通道显示属性

typedef struct hiOVERLAY_CHN_ATTR_S 
{ 
     POINT_S stPoint;  //表示区域位置，其取值范围：
                       //水平位置 X：[0, 8190]，要求以 2 对齐。
                       //水平位置 Y：[0, 8190]，要求以 2 对齐。

     HI_U32 u32FgAlpha; //表示Alpha位为1时的像素点的透明度，即前景Alpha
            //取值范围[0, 128]。0表示全透明，128表示不透明，取值越小，越透明。

     HI_U32 u32BgAlpha; //表示Alpha位为0的像素点的透明度，即背景Alpha
            //取值范围[0, 128]。0表示全透明，128表示不透明，取值越小，越透明。

     HI_U32 u32Layer; //表示区域层次，取值范围是[0, 7]，值越大，层次越高。

     OVERLAY_QP_INFO_S stQpInfo; //表示此区域编码时使用的QP值 
     OVERLAY_INVERT_COLOR_S stInvertColor; //表示区域反色配置信息

}OVERLAY_CHN_ATTR_S;

//区域内存信息为 PIXEL_FORMAT_RGB_1555 格式时，芯片将会扩展 Alpha 值。
//当 Alpha 位为 1 时，芯片使用 u32FgAlpha 进行透明度叠加；
//当 Alpha 位为 0 时，芯片使用 u32BgAlpha 进行透明度叠加。

//区域位置，根据经验，应该是区域的左上角的坐标。