专利名称：电视字幕播出设备的字幕渲染随机参数实用性调整方法
技术领域：
本发明涉及广电领域电视节目制播机构的字幕^番出技术，具体涉及一种 电视字幕播出设备的随机参数实用性调整方法。
背景技术：
电视字幕作为一种必备的电视节目要素，是一种重要的电视图文的展现形
式。随着电^L频道、节目内容的细分，各个部门的分工也更加专业化，对于不 同类型节目的制作，以单一类型的字幕系统已很难满足要求。另外，电视节目 的曰益多样性和电视观众欣赏、鉴赏水平的不断提高，也要求电视字幕的应用 模式必然朝着多样性的方向发展。
在信息时代，面对呈爆炸性递增的信息，电视j某体必须在最短的时间内将 海量的图文信息发布出去，并力求更丰富、更精彩的内容包装形式，以吸引更 多受众眼球。这就对图文信息发布的基本技术实现工具一字幕机提出了更高的 要求。从最初的解释视频画面逐渐发展为展现电视画面、形成具有冲击力视觉 效果的重要形式。在技术上要求字幕制播系统结合最新的计算机图形图像技术， 产生大量的静态渲染效果和动态播出特效，并运用基于三维图形加速引擎的三 维实时字幕技术，从传统的在视频上生成字幕的单一功能，向"寓包装于内容" 的视频信息综合发布平台转变。从实现的技术角度出发，字幕系统的数据处理 的算法变得越来越复杂，使用了大量基于CPU和GPU的二维、三维图形图像处 理的核心算法。
针对目前主要靠手工测试的方法来保障电视字幕播出设备的安全性、实时 性和稳定性的情况和缺陷，技术人员提出了一种基于多样性应用的电视字幕播 出设备性能保障的方法，该方法根据字幕播出系统的数据结构，使用随机数发 生器，模拟实际应用环境，自动构造图文字幕对象，然后使用字幕渲染引擎， 对字幕进行多线程自动静态渲染和动态特效渲染，同时记录对系统资源的使用 情况，以监测字幕渲染逻辑设计上的缺陷，保障字幕播出系统的安全性、实时
4上述渲染方法完全是根据随机数发生器产生的，从理论上说，这些渲染模 型可以最大限度的遍历静态渲染和动态特效算法的所有逻辑分支，从而最大限 度的发现设计上的缺陷，但是在实际应用中，有些参数的值使用到的概率很小，
例如电^L字幕中常用到的汉字字符只有3000个左右，而一个TrueType中的实 际字符有40000多个；再例如，对一个字元来说，加边、加影的半径的取J直范 围是0到500,而实际上用到最多的值集中在0到30之内。在这种情况下，如 果完全根据随机数发生器，则得到的参数完全不受控制，那么这种情况下所进 行的很多次的渲染事实上是没有实际应用意义的。
发明内容
本发明的目的在于针对上述根据随机数发生器产生的字幕渲染方式所存在 的缺陷，提供一种使字幕渲染参数更加贴进实际的应用环境，以确保渲染有效 性的电视字幕播出设备的字幕渲染随机参数实用性调整方法。
本发明的技术方案如下 一种电视字幕播出设备的字幕渲染随机参数实用 性调整方法，包括如下步骤
(1 )在一个参数的取值范围[M， N]区间内产生一个随机参数I;
(2) 确定一个门限值P,且0<P<1,使得在[M， N]范围内产生的随机参数 百分比为P落在[Sl, S2]这个区间内，S1和S2是两个经验值，且M〈S1〈S2〈N;
(3) 将区间[M,N]规约到[O，(N-M)]区间，然后在
区间产 生一个随机数K，根据K值的范围，确定映射算法公式，重新计算需要的随机参 数I。
如果K在
区间之内，将K值从区间
映射到 区间[SI, S2]之内，映射算法公式如下 I二S, + (S2-SJx K
Px(N-M)
如果K在[P*(N-M)， (1+P)/2*(N-M)]区间之内，将K值从区间[P* (N-M), (1+P)/2*(N-M)]映射到区间[M, SI]之内，映射算法公式如下
I = M + (S，-M)x(---
(1 —P)x(N-M) l-P
5如果K在 [(1+P)/2*(N-M), (N-M)] 区间之内，^!寻K {直/人区间 [(1+P)/2*(N-M)， (N-M)]映射到区间[S2, N]之内，映射算法公式如下
I = S2 + (N-S2)x(---
(1-P)x(N-M) l-P
如上所述的电视字幕播出设备的字幕渲染随机参数实用性调整方法，该方
法建立一个常用的汉字、词语、句子的数据库，在进行渲染时，遍历该数据库
中的所有文字信息。本方法可以4吏用Windows标准TEXT文本文件的方式组织这 些数据库。
如上所述的电视字幕播出设备的字幕渲染随机参数实用性调整方法，其中， 该方法选用计算^L的时钟TickCount作为产生随才几参ft的种子。
进一步，在上述电视字幕播出设备的字幕渲染随机参数实用性调整方法中， 门限值P的取值为90,使得在[M, N]范围内产生的随机参数有90y。落在[Sl， S2] 这个区间内。
本发明根据实际工作中总结的经验值对字幕渲染随机参数进行修正，最大 限度的保障了字幕渲染参数更加贴近实际的应用环境；通过合理的选择字幕渲 染时所使用的文本信息数据库，节省了遍历静态渲染和动态特效算法的时间， 保证了字幕渲染的有效性。
具体实施例方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细的描述。 电视字幕的渲染引擎包括如下工作模式
第一步，枚举出系统中所有的TrueType字库，针对每种TrueType字库， 枚举出这个字库中所有有效的字符。
第二步，才文举出系统中的所有可以处理的图元类。 第三步，开始一次渲染。
在一次渲染过程中，如果当前字幕类型是字元，贝'J: (1 )遍历每个TrueType字库；
(2) 针对每一个TrueType字库，遍历该字库中的每个有效字符；
(3) 针对每个字符，根据预设的最小字号、最大字号、字号步长，循环处理每个字号；
(4) 针对每个字号，根据预设的最小宽度、最大宽度、宽度步长，循环 处理每个宽度；
(5) 针对每个宽度，按照字幕对象渲染引擎中的随机数发生器，产生出 来随机的静态渲染参数和动态渲染参数；
(6) 创建出来一个字幕对象，将上述的静态、动态渲染参数赋给这个字 幕对象；
(7 )将这个字幕对象按照字幕工程文件的组织形式生成一个字幕工程文
件；
(8 )将这个字幕对象交给播出系统的渲染引擎进行静态渲染和动态播
出；
(9) 在渲染过程中，记录下CPU、 GPU、物理内存、虚拟内存的使用情
况；
(10) 错误处理。
判断错误类型宕机、CPU、 GPU、内存的使用超过预设的门限值。
一般认为宕机是最为严重的问题，如果出现宕机，需要启动字幕制作系 统，打开原来保存的字幕工程文件，进行跟踪调试。
如果CPU、 GPU、内存的使用超过预设的门限值，则需要进行进一步的判 断，例如对递归函数的处理、对内存使用的申请和释放的记录、对GPU的三 角片的剖分等。
如果当前字幕类型是图元，那么
(1) 遍历每种类型的图元；
(2) 针对每种图元，根据预设的最小高度、最大高度、高度步长，循环 处理每个高度；
(3) 针对每个高度，根据预设的最小宽度、最大宽度、宽度步长，循环 处理每个宽度；
(4) 针对每个宽度，按照字幕对象渲染引擎中的随机数发生器，产生出 来随机的静态渲染参数和动态渲染参数；
(5) 创建出来一个字幕对象，将上述的静态、动态渲染参数赋给这个字 幕对象；
7(6 )将这个字幕对象按照字幕工程文件的组织形式生成一个字幕工程文
件；
(7) 将这个字幕对象交给播出系统的渲染引擎进行静态渲染和动态播
出；
(8) 在渲染过程中，记录下CPU、 GPU、物理内存、虚拟内存的^f吏用情
况；
(9) 错误处理。同上。 第四步，循环进行下一次渲染。
本发明通过修正随机参数，使得自动产生的参数更符合实际的应用，主 要的内容包括以下三个方面
第一，建立一个常用的汉字、词语、句子的ft据库(字典、词典、句典)，
可以简单的^吏用Windows标准TEXT文本文件的方式组织这些凄史据库。在进 行渲染时，不是遍历一个TrueType字库中的所有有效字符，而是遍历某一个 文本文件中的所有文字信息。
第二，由于计算机的随机数发生器产生的是一个伪随机数序列，需要在 每次渲染之前，使用一个变量作为随机数的种子。无论使用哪种编程语言实 现，都是使用计算机的随机数发生器返回的一个伪随机数序列，这组序列实 际上都是根据递推公式计算的一组数值，当序列足够长，这组数值近似满足 均匀分布。但是如果计算伪随机序列的初始数值(称为种子)相同，则计算 出来的伪随机序列就是完全相同的，所以为了使每次渲染参数的随机性更加 合理，从而更多的覆盖渲染引擎的程序逻辑分支，需要在每次渲染之前，使 用一个变量作为随机数的种子。指定随机数种子的方法很多，使用计算机的 时钟是最筒单有效的。
因此，在实际的渲染模型中，我们使用了计算机的时钟TickCount。
画RD dwTickCount = GetCurrentSystemTickCount ();
srand (dwTickCount);
第三，针对绝大多数参数的取值范围，确定一个经验值，使随机数发生 器产生的值90%以上落在这个经验值之内。具体算法如下 假设l: 一个参数的取值范围为[M， N]。假设2:在实际使用时，这个参数的有效值都落在[Sl， S2]这个区间内，M<S1<S2<N, S1和S2是两个经验值。
假设3:改造随机数发生器模型，使得在[M, N]范围内产生的随机数百分比为P落在[Sl， S2]这个区间内。P是一个门限值，在实际使用中，我们一般使用90%。
基于以上假设的随机数发生器模型如下
第一步，将区间[M，N]规约到[O，(N-M)]区间，然后在[O，(N-M)]区间产生一个随机数K;
第二步，根据K值的范围，确定映射算法公式，重新计算需要的随机参数。如果K在
区间之内，将K值从区间
映射到区间[Sl, S2]之内，映射算法公式如下
<formula>formula see original document page 9</formula>
如果K在[P*(N-M)， (1+P)/2*(N-M)]区间之内，将K值/人区间[P*(N-M)， (1+P)/2*(N-M)]映射到区间[M， Sl]之内，映射算法公式如下
<formula>formula see original document page 9</formula>
如果K在[(1+P)/2*(N-M)， (N-M)]区间之内，将K值从区间[(1+P)/2*(N-M), (N-M)]映射到区间[S2, N]之内，映射算法公式如下
<formula>formula see original document page 9</formula>
计算后得到的I就是我们最后需要的随机数。
通过上述三种方面对参数自动生成模型的调整，就最大限度的保障了字幕渲染参数更加贴近实际的应用环境，保证了这种方式的有效性。
本领域技术人
员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范
权利要求
1. 一种电视字幕播出设备的字幕渲染随机参数实用性调整方法，包括如下步骤(1)在一个参数的取值范围[M，N]区间内产生一个随机参数I；(2)确定一个门限值P，且0<P<1，使得在[M，N]范围内产生的随机参数百分比为P落在[S1，S2]这个区间内，S1和S2是两个经验值，且M<S1<S2<N；(3)将区间[M，N]规约到
区间，然后在
区间产生一个随机数K，根据K值的范围，确定映射算法公式，重新计算需要的随机参数I。
2. 如权利要求1所述的电视字幕播出设备的字幕渲染随机参数实用性调整 方法，其特征在于当K在
区间之内，将K值/人区间
映射到区间[Sl， S2]之内，映射算法公式如下I二S! + (S广SJx KPx(N —M)
3. 如权利要求1所述的电视字幕播出设备的字幕渲染随机参数实用性 调整方法，其特征在于当K在[P*(N-M)， (1+P)/2*(N-M)]区间之内，将 K值从区间[P*(N-M)， (1+P)/2*(N-M)]映射到区间[M, SI]之内，映射算 法乂>式如下hM + (S,-M)x(---。1 (1-P)x(N-M) l-P
4. 如权利要求1所述的电视字幕播出设备的字幕渲染随机参数实用性 调整方法，其特征在于当K在[(1+P)/2*(N-M), (N-M)]区间之内，将K 值从区间[(1+P)/2*(N-M), (N-M)]映射到区间[S2, N]之内，映射算法 公式如下I = S2+(N-S2)x(---。(1-P)x(N-M)1-P
5. 如权利要求1或2或3或4所述的电视字幕播出设备的字幕渲染随机参 数实用性调整方法，其特征在于该方法建立一个常用的汉字、词语、句子的 数据库，在进行渲染时，遍历该数据库中的所有文字信息。
6. 如权利要求5所述的电视字幕播出设备的字幕渲染随机参数实用性调整方法，其特征在于本方法使用Windows标准TEXT文本文件的方式组织所述的数据库。
7. 如权利要求1所述的电视字幕播出设备的字幕渲染随机参数实用性调整 方法，其特征在于该方法选用计算机的时钟TickCount作为产生随机参数的 种子。
8. 如权利要求1所述的电视字幕播出设备的字幕渲染随机参数实用性调整 方法，其特征在于门限值P的取值为90，使得在[M， N]范围内产生的随机参 数有90y。落在[Sl， S2]这个区间内。
全文摘要
本发明涉及广电领域电视节目制播机构的字幕播出技术，具体涉及一种电视字幕播出设备的随机参数实用性调整方法。该方法根据实际工作中总结的经验值对字幕渲染随机参数进行修正，最大限度的保障了字幕渲染参数更加贴近实际的应用环境；通过合理的选择字幕渲染时所使用的文本信息数据库，节省了遍历静态渲染和动态特效算法的时间，保证了字幕渲染的有效性。
文档编号H04N5/278GK101483725SQ200810056040
公开日2009年7月15日 申请日期2008年1月11日 优先权日2008年1月11日
发明者吴正斌, 袁慧晶 申请人:新奥特(北京)视频技术有限公司