视频数据旋转方法和系统与流程

本发明涉及视频信号处理技术领域，特别是涉及一种视频数据旋转方法和系统。

背景技术：

近年来，拼接墙等显示设备的应用频率越来越高，应用范围越来越广。上述显示设备在对其视频数据进行显示的过程中，通常会出现视频源获取设备的数据获取角度变动的状况(如扫描仪的扫描镜头转动或者摄像机的拍摄镜头旋转等等)，若将视频数据获取过程中，获取角度变动情况下所获取的视频数据发送至显示设备进行显示，则需要在显示设备的显示过程中，对上述获取角度变动情况下所获取的视频数据进行旋转，以保证上述视频数据在显示设备上的显示效果。

传统视频数据旋转方案中，有技术用两步法实现相应图像数据的旋转，但是第一步变换中，丢失图像中的高频部分，图像质量下降明显，接着Paeth和Tanaka在此基础上提出三步实现的办法，需通过三次平移就可以完成图像旋转处理，但是图像质量还是和原图有明显差异。还有方案提出用快速傅里叶变换实现图像旋转的方法，该方法将坐标变换与图像插值合二为一，但是计算量庞大，实现过程复杂。可见，传统的视频数据旋转方案存在实现过程复杂、旋转后，视频信号中的图像质量变差。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统的视频数据旋转方案存在实现过程复杂、旋转后视频信号中的图像质量变差的技术问题，提供一种视频数据旋转方法和系统。

一种视频数据旋转方法，包括如下步骤：

获取待旋转的视频数据在显示界面对应的原始显示范围；

计算所述原始显示范围内各个像素对应的显示坐标按照目标旋转角度旋转后的目标坐标；

根据视频数据中像素与显示坐标的原始对应关系确定所述像素与目标坐标的旋转对应关系；

根据所述旋转对应关系将视频数据中的各个像素分别填充至所述像素对应的目标坐标位置。

一种视频数据旋转系统，包括：

获取模块，用于获取待旋转的视频数据在显示界面对应的原始显示范围；

计算模块，用于计算所述原始显示范围内各个像素对应的显示坐标按照目标旋转角度旋转后的目标坐标；

确定模块，用于根据视频数据中像素与显示坐标的原始对应关系确定所述像素与目标坐标的旋转对应关系；

填充模块，用于根据所述旋转对应关系将视频数据中的各个像素分别填充至所述像素对应的目标坐标位置。

上述视频数据旋转方法和系统，可以获取待旋转的视频数据在显示界面对应的原始显示范围以及视频数据中各个显示在原始显示范围内对应的显示坐标，计算显示坐标按照目标旋转角度旋转后的目标坐标，根据视频数据中像素与显示坐标的原始对应关系确定所述像素与目标坐标的旋转对应关系，从而根据旋转对应关系将视频数据中的各个像素分别填充至所述像素对应的目标坐标位置，以实现上述视频数据中各个像素在显示界面的旋转，旋转后的视频数据中各个像素的性能参数保持不变，其对应的图像质量得到较好的保持，且实现上述视频数据中各个像素旋转的过程相对简单，具有较高的旋转效率。

附图说明

图1为一个实施例的视频数据旋转方法流程图；

图2为一个实施例的原始显示范围和目标显示范围示意图；

图3为一个实施例的原始显示范围示意图；

图4为一个实施例的原始显示范围示意图；

图5为一个实施例的视频数据旋转系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的视频数据旋转方法和系统的具体实施方式作详细描述。

参考图1，图1所示为一个实施例的视频数据旋转方法流程图，包括如下步骤：

S10，获取待旋转的视频数据在显示界面对应的原始显示范围；

通常情况下，视频源获取设备的数据获取角度发生变动(如扫描仪的扫描镜头转动、投影仪的投影角度出现旋转或者摄像机的拍摄镜头旋转等等)，这一状态下所获取的视频数据需要先进行旋转处理后再在相应显示界面进行显示，以保证上述视频数据在显示界面的显示效果。视频数据包括多个像素点，各个像素点在显示界面存在对应的显示坐标，上述各个显示坐标构成视频数据在显示界面对应的原始显示范围。

S20，计算所述原始显示范围内各个像素对应的显示坐标按照目标旋转角度旋转后的目标坐标；

上述目标旋转角度可以根据视频源获取设备的数据获取角度的变动幅度进行确定，通常情况下，上述目标旋转角度为视频源获取设备的数据获取角度相对于水平方向或者竖直方向的变动角度。计算所述原始显示范围内各个像素对应的显示坐标按照目标旋转角度旋转后的目标坐标，也就是对原始显示范围内的各个显示坐标依据相应的目标旋转角度进行变换计算，以确定各个显示坐标变换后的坐标(目标坐标)。

S30，根据视频数据中像素与显示坐标的原始对应关系确定所述像素与目标坐标的旋转对应关系；

上述步骤可以通过像素与显示坐标的对应关系，显示坐标与目标坐标之间的对应关系，确定像素与目标坐标之间的对应关系，以得到旋转对应关系。

S40，根据所述旋转对应关系将视频数据中的各个像素分别填充至所述像素对应的目标坐标位置。

上述步骤可以根据各个像素在视频数据中的排列特征对像素进行采样，以获取视频数据中的各个像素，进行相应的填充。

本实施例提供的视频数据旋转方法，可以获取待旋转的视频数据在显示界面对应的原始显示范围以及视频数据中各个显示在原始显示范围内对应的显示坐标，计算显示坐标按照目标旋转角度旋转后的目标坐标，根据视频数据中像素与显示坐标的原始对应关系确定所述像素与目标坐标的旋转对应关系，从而根据旋转对应关系将视频数据中的各个像素分别填充至所述像素对应的目标坐标位置，以实现上述视频数据中各个像素在显示界面的旋转，旋转后的视频数据中各个像素的性能参数保持不变，其对应的图像质量得到较好的保持，且实现上述视频数据中各个像素旋转的过程相对简单，具有较高的旋转效率。

在一个实施例中，上述计算所述原始显示范围内各个像素对应的显示坐标按照目标旋转角度旋转后的目标坐标的过程可以包括：

根据目标旋转角度将显示界面对应的原始坐标系转换为目标坐标系；

计算所述原始显示范围在目标坐标系中对应的目标显示范围；

分别计算各个像素对应的显示坐标在目标坐标系中对应的目标坐标。

本实施例根据目标旋转角度进行原始坐标系至目标坐标系的转换，从而实现显示坐标至目标坐标的转换，具有较高的转换准确性。

作为一个实施例，将图2所示的原始显示范围ABCD旋转为目标显示范围A’B’C’D’，相应的目标旋转角度为Φ，可以先将原始显示范围ABCD所在的原始坐标系转换为以D为坐标原点(0,0)的目标坐标系，再实现原始显示范围ABCD至目标显示范围A’B’C’D’的变换。上述原始显示范围ABCD至目标显示范围A’B’C’D’的变换过程可以包括：

若上述原始显示范围为一个矩形区域，矩形区域的宽为w，高为l，坐标的原点选为(x₀，y₀)，其中x₀＝0，y₀＝0，矩形区域四个顶点坐标分别为A(x₀，y_k1)、B(x_j1，y_k)、C(x_j，y_k2)、D(x_j2，y₀)。

如图3所示，各个横向段长度分别包括：点D的横坐标为j1，点B的横坐标为j2，点C的横坐标为j，通过数学几何计算，分别得出各个段长度如下：

j1＝wcosΦ 式(1)

j2＝lsinΦ 式(2)

j＝wcosΦ+lsinΦ＝j1+j2 式(3)

如图4所示，各个竖向段长度分别包括：点A的纵坐标为k1，点C的纵坐标为k2，点B的纵坐标为k，通过数学几何计算，分别得出各个段长度如下：

k1＝lcosΦ 式(4)

k2＝wsinΦ 式(5)

k＝lcosΦ+wsinΦ＝k1+k2 式(6)

通过式1-6，可以计算出A、B、C、D四点的坐标，由这4点圈定的矩形区域便为即将旋转的区域(原始显示范围)。假定旋转区域的像素点坐标为(x，y)，在图像取点时候，有如下的限制，即0<x<x_j，0<y<y_k.。

通过上面计算式1-6定义好了A、B、C、D四点在原始坐标系中的具体坐标后，重新在建立一个新的坐标系(目标坐标系)。图像旋转后，以矩形的左下点为原点建立的新直角坐标系，如图2所示，以D点作为原点(旋转后的D’)。定义好新坐标后，将原来的视频像素点填入到新的坐标系中，原有的像素点数据不做任何变换。这里就省去了旧有旋转方法的差值、傅里叶变换的复杂的计算。

在一个实施例中，上述计算所述原始显示范围内各个像素对应的显示坐标按照目标旋转角度旋转后的目标坐标的过程之前，还可以包括：

在视频数据的获取过程中，检测视频采集单元的旋转角度；其中，所述视频采集单元为摄像设备的摄像头或者扫描仪的扫描镜头；

根据所述旋转角度确定所述视频数据的目标旋转角度。

本实施例依据视频采集单元的旋转角度确定所述视频数据的目标旋转角度，保证了所确定的目标旋转角度的准确性。

在一个实施例中，上述根据视频数据中像素与显示坐标的原始对应关系确定所述像素与目标坐标的旋转对应关系的过程可以包括：

获取视频数据中各个像素与原始显示范围中的各个显示坐标的对应关系，得到原始对应关系；

获取原始显示范围内各个显示坐标与目标坐标范围内各个目标坐标之间的对应关系，得到坐标对应关系；

根据所述原始对应关系和坐标对应关系确定各个像素与各个目标坐标之间的对应关系，得到旋转对应关系。

本实施例中，上述旋转对应关系依据原始对应关系和坐标对应关系所确定，准确性高，从而保证旋转后，各个像素填充位置的准确性，提高了旋转后相应视频数据的显示效果。

在一个实施例中，上述根据所述旋转对应关系将视频数据中的各个像素分别填充至所述像素对应的目标坐标位置的过程可以包括：

检测各个像素在所述视频数据中的排列顺序；

根据所述排列顺序从所述视频数据中依次采样获取各个像素，并将所获取的像素分别填充至所述像素对应的目标坐标位置。

本实施例依据各个像素在所述视频数据中的排列顺序进行上述像素的采样，使其采样过程更为有序。

在一个实施例中，上述计算所述原始显示范围内各个像素对应的显示坐标按照目标旋转角度旋转后的目标坐标的过程之前，还可以包括：

设置双倍速率同步动态随机缓存区，将待旋转的视频数据缓存至所述双倍速率同步动态随机缓存区。

作为一个实施例，上述根据所述旋转对应关系将视频数据中的各个像素分别填充至所述像素对应的目标坐标位置的过程可以包括：

根据所述旋转对应关系将所述双倍速率同步动态随机缓存区缓存的视频数据中各个像素分别填充至所述像素对应的目标坐标位置。

上述双倍速率同步动态随机缓存区可以利用DDR(双倍速率同步动态随机存储器)建立，上述双倍速率同步动态随机缓存区为一个新的视频帧数据存储区域，利用该双倍速率同步动态随机缓存区进行视频数据的缓存，再进行相应的采样和填充，使后续的采样和填充过程更为稳定。

在一个实施例中，上述原始显示范围为三角形区域；所述三角形区域的顶点对应视频数据中的第一个像素；

所述根据所述旋转对应关系将视频数据中的各个像素分别填充至所述像素对应的目标坐标位置的过程包括：

从视频数据中的第一个像素开始，向下逐行采样；其中，在对像素的采样过程中，每向下采样一行，采样坐标的纵坐标减一，采样坐标的横坐标向左减一，向右加一；

根据所述旋转对应关系将采样得到的像素填充至所述像素对应的目标坐标位置。

本实施例的原始显示范围是一个三角形区域，对该区域的像素采样可以从顶点位置对应的像素开始，逐行采样，每下一行，y坐标(纵坐标)减少一，一直到yk2(原始显示范围对应的最小纵坐标)为止；对于x轴的坐标(横坐标)，每下一行采样，坐标往左减一，往右加一。

在一个实施例中，上述原始显示范围为平行四变形区域；所述平行四变形区域的左上顶点对应视频数据中的第一个像素；

所述根据所述旋转对应关系将视频数据中的各个像素分别填充至所述像素对应的目标坐标位置的过程包括：

从视频数据中的第一个像素开始，向下逐行采样；其中，在对像素的采样过程中，每向下采样一行，采样坐标的横坐标坐标往左减一，往右减一，采样坐标的纵坐标减一；

根据所述旋转对应关系将采样得到的像素填充至所述像素对应的目标坐标位置。

本实施例的原始显示范围是一个平行四变形区域，当采集平行四变形区域的左上顶点对应的像素时，可以采用另外一个采集规则。即x坐标(横坐标)往左减一，往右也是减一，保持两个边缘横坐标的绝对值是一致的直到采用到A点，即x坐标为0；y坐标(纵坐标)可以采用每下一行，y坐标减少一，直至y坐标为原始显示范围的最低点。

在一个实施例中，上述原始显示范围是一个倒三角形，此时可以从倒三角形区域的左上顶点点开始，逐行采样，每下一行，y坐标(纵坐标)减少一，一直到倒三角形区域的下顶点；x轴的坐标(横坐标)，每下一行采样，坐标往左加一，往右减一。当目标旋转角度为45°或者90°时，采样过程相对简单。

参考图5所示，图5所示为一个实施例的视频数据旋转系统结构示意图，包括：

获取模块10，用于获取待旋转的视频数据在显示界面对应的原始显示范围；

计算模块20，用于计算所述原始显示范围内各个像素对应的显示坐标按照目标旋转角度旋转后的目标坐标；

确定模块30，用于根据视频数据中像素与显示坐标的原始对应关系确定所述像素与目标坐标的旋转对应关系；

填充模块40，用于根据所述旋转对应关系将视频数据中的各个像素分别填充至所述像素对应的目标坐标位置。

本发明提供的视频数据旋转系统与本发明提供的视频数据旋转方法一一对应，在所述视频数据旋转方法的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于视频数据旋转系统的实施例中，特此声明。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。