专利名称：用于拼接屏的视频信号同步显示方法
技术领域：
本发明涉及拼接屏视频处理领域，更具体地，是一种用于拼接屏的视频信号同步显示方法。
背景技术：
通常的大屏幕显示技术，是通过拼接显示屏来实现的。拼接显示屏也称为拼接墙，它将多个显示屏(称之为显示屏单元)拼接在一起，当作一个超大型的屏幕来进行图像显示。每个显示屏单元对应的视频信号(视频信号单元，这些视频信号单元数据共同组成整个拼接屏待显示的视频数据)经过编码、解码等信号处理后，输出并显示在相应的显示屏单元上，各显示屏单元显示的视频信号共同组成一个完整的显示画面。因此，如何实现各显示屏单元的同步显示，是拼接屏显示技术中的一项重要课题。现有的拼接屏同步显示多利用分布式编解码处理系统来实现，该系统基于网络帧缓存技术，利用同步时间戳来实现各视频信号在大屏幕拼接屏上的同步显示。如图1所示，是现有的拼接屏同步显示处理的流程图；如图2所示，是对应的同步显示处理的系统框架示意图。结合附图1、2，在步骤SI中，利用编码器10将输入给对应拼接屏显示单元的数据(称为视频信号单元数据)以帧为单位进行编码处理，每帧数据编码成一个帧数据包。在步骤S2中，通过网络视频输出接口以及交换机20，将帧数据包输送至该拼接屏显示单元对应的解码装置的网络帧缓存单元内。在图2所示的实施方式中，拼接屏50包括四个拼接屏显示单元1-4，解码器组40包括与四个拼接屏显示单元分别对应的解码器1-4。在步骤S3中，当网络帧缓存单元收到其他拼接屏显示单元解码装置内网络帧缓存单元内的相同的帧数据包时，将帧数据包输送到解码处理模块进行解码处理解码处理模块对帧数据包进行解码处理后，输送到拼接屏50内对应的拼接屏显示单元1-4。从上述分析可以看出，编码步骤中，对于视频数据是以帧为单位进行处理的，因此需要待每帧数据传输至编码装置后，方能开始编码操作；每帧的视频数据经过编码，亦需要产生一定延迟；经过编码后，视频数据被传输并存储在对应解码器的网络帧缓存模块内，为保证各拼接屏显示单元显示时保持同步，在同步机30作用下，需首先确保各拼接屏显示单元对应的视频数据在相同的时候进行解码或者在相同的时候输送到各拼接屏显示单元。由于网络传输的不确定性，不同的解码器接收到视频数据的时间是不同的，因此为保证解码时处理的视频数据的同步性，各网络帧缓存模块内需要存储一帧或一帧以上的已编码数据。通常，为保证该同步性，网络帧缓存模块内存储的数据至少为3到5帧。因此相应地，整个系统也会产生至少3到5帧的延迟。在编码器以每秒30帧编码的情况下，每帧的延迟时间约为33ms，因此整个系统的延迟大约在IOOms以上。该延迟时间已经是多帧画面的显示时间，因此这样的延迟大大影响了拼接屏的显示效果。另外，同步机30用于协调所有解码器的输出，以保证与各显示屏单元对应的多个解码器之间输出信号的同步。如果同步机30连接不好或者出故障，则整个系统不但在显示上会出现严重的延迟，并且系统输出显示的同步性也难以保证。
因此，需要一种新的用于拼接屏的视频信号同步显示方法，其既能够确保拼接屏内各拼接屏单元对相应视频数据的同步显示，又能够尽量地减少显示延迟。
发明内容
本发明的一个目的，在于提供一种新的用于拼接屏的视频信号同步显示方法，以最大程度地减少视频信号在远端传输至拼接屏显示时出现的延迟现象。本发明的另一个目的，在于提供一种新的用于拼接屏的视频信号同步显示方法，以确保视频信号在传输给拼接屏的各显示屏单元时能够稳定、简便地保持同步。本发明的用于拼接屏的视频信号同步显示方法，可实现视频信号经过网络传输后，在拼接屏的各个拼接屏单元上的实时无延迟的同步显示。所述拼接屏包括多个拼接屏显示单元，所述视频信号包括分别与该多个拼接屏显示单元相对应的视频信号单元，其中每个视频信号单元经过编码处理后，通过网络输送至与其对应的解码装置，经该对应的解码装置解码处理后，显示至对应的拼接屏显示单元，该方法包括以下步骤:a，将所述输送给对应拼接屏显示单元的视频信号单元数据中的每帧数据分为多个宏块，并以该宏块为单位进行编码处理；b，将完成编码处理的宏块通过网络输送到对应的解码装置，该对应的解码装置对该宏块进行解码处理；C，将该经解码处理的宏块内的数据输送到对应的拼接屏显示单元进行显示。优选地，该对应的解码装置包括网络宏块链表以及解码处理单元，在步骤b中，该对应的解码装置对该宏块进行解码处理，包括以下步骤:该对应的解码装置将该宏块输送至网络宏块链表；该网络宏块链表根据该对应的解码装置发送的解码请求，将该宏块输送至该解码处理单元进行解码处理，其中所述解码请求以固定的频率发出。优选地，所述网络宏块链表包括网络宏块链表输入指针、网络宏块链表主体以及网络宏块链表输出指针。优选地，在该步骤a中，所述每帧数据为一个M行N列的视频数据矩阵，对该视频数据矩阵以每P行为单位，将其分为L个P行N列的宏块,其中，M、N均为正整数,P为小于M的整数，L为[Μ/P]或[M/P]+l。所述P优选地为16。本发明的用于拼接屏的视频信号同步显示方法，可避免视频信号在传输给拼接屏并进行显示的过程中的延迟现象，并且保证了组成拼接屏的各拼接屏显示单元对与其对应的视频信号的同步显示，从而提高了整个画面的显示效果。
图1为现有的拼接屏同步显示处理的流程图；图2为与图1对应的同步显示处理的系统框架示意图；图3为本发明的用于拼接屏的视频信号同步显示方法的流程图；图4为图3中步骤S200的更具体的流程示意图；图5为实现图3中本发明的用于拼接屏的视频信号同步显示方法的一个实施方式中的系统框架示意图6为图5中其中一个解码器内的更详细的组成示意图；图7为图3中本发明步骤SlOO的宏块划分示意图。
具体实施例方式以下根据附图和具体实施方式
，对本发明的用于拼接屏的视频信号同步显示方法的实现步骤进行详细说明。总体而言，本发明的用于拼接屏的视频信号同步显示方法，可实现视频信号经过网络传输后，在拼接屏的各个拼接屏单元上的实时无延迟的同步显示。具体地，参照图5，拼接屏300包括多个拼接屏显示单元(如图5中所示的拼接屏显示单元1-4)，视频信号包括分别与该多个拼接屏显示单元相对应的视频信号单元，其中每个视频信号单元经过编码器100的编码处理后，通过网络输送至与其对应的解码装置(如图5中解码部分200中的解码器1-4)，经该对应的解码装置解码处理后，显示至对应的拼接屏显示单元(如图5中所示的拼接屏显示单元1-4)。参照图3，本发明的用于拼接屏的视频信号同步显示方法，包括步骤S100-步骤S300:在步骤SlOO中，将所述输送给对应拼接屏显示单元的视频信号单元数据中的每帧数据分为多个宏块，并以该宏块为单位进行编码处理；在步骤S200中，将完成编码处理的宏块通过网络输送到对应的解码装置，该对应的解码装置对该宏块进行解码处理；在步骤S300中，将该经解码处理的宏块内的数据输送到对应的拼接屏显示单元进行显示。以下结合附图，对本发明的用于拼接屏的视频信号同步显示方法进行更详细说明。步骤S100。在该步骤中，将所述输送给对应拼接屏显示单元的视频信号单元数据中的每帧数据分为多个宏块，并以该宏块为单位进行编码处理。如上所述，并参照图5，在拼接屏的显示机制中，视频信号数据分为多个视频信号单元数据，最终显示给对应的拼接屏单元，各拼接屏显示单元组成一个完整的画面。每个视频信号单元数据，需要经过编码处理后，经过网络传输至本地的解码端经解码处理，最终显示到其对应的拼接屏单元上。在本发明的步骤S100、即编码步骤中，与现有的以帧为单位编码不同，该步骤首先将视频信号单元数据中的每帧数据分为多个宏块，然后以该宏块为单位进行编码处理。上述宏块即每帧数据所分割成的多个数据块。在最终显示屏单元所显示的每帧画面的数据，实际上为多行多列的数据矩阵，为方便描述，将其表示为M行N列的矩阵。优选地，以固定的行数对该数据矩阵进行均分，即以固定的整数行(表示为P行)为单位，分割每帧数据。从而将每帧数据分为多个P行N列的宏块(表示为L个)，其中，M、N均为正整数，P为小于M的整数，L为[M/P]( “ □”为取整数的标记符)或[M/P]+l。优选地，参考图7，通常每16行组成一个宏块，即取P = 16。当然P也可取其他合适的行数，例如每8-32行组成一个宏块。例如，对于分辨率为1920*1080*60Hz (即1080行1920列)的输入视频信号，当每16行组成一个宏块时,每巾贞数据可分为[1080/16 = 67.5]个宏块，即67个宏块,或者[1080/16 = 67.5]+1个宏块，即68个宏块。结合图5，当编码器100接收到视频信号数据单元一帧数据的一个宏块后，即开始对该宏块进行编码处理，编码处理所采用的方式与现有的编码处理方式相同，例如采用
H.264压缩协议，对该宏块进行编码。当然也可采用其他任何合适的数据编码方法。
步骤S200。在该步骤中，将完成编码处理的宏块通过网络输送到对应的解码装置，该对应的解码装置对该宏块进行解码处理。具体地，参照图5，视频信号数据单元内的一个宏块经编码后，即通过网络输送到与该视频信号数据单元对应的解码器内进行解码处理。解码处理的方式采用常规的解码处理方式，并与对其进行编码处理的方式相对应，例如，当编码处理方式采用H.264压缩协议进行编码时，相应的解码处理采用H.264解压缩协议来进行。各个解码装置(如图5中所示解码器1-4)以相同的解码率对对应的视频信号数据单元的宏块进行解码，以保证各宏块在解码后，同步地输送到对应的拼接屏显示单元(如图5中的拼接屏显示单元1-4)。但是，在网络传输过程中，由于传输速度并不是恒定不变的，即有时会出现网络传输速度不在标准范围内，而会有过快或过慢的现象产生。为解决该可能出现的问题，防止在网络传输速度慢于正常速度时不能及时地提供宏块进行加码处理，或者在速度快于正常速度时不能提供数据缓冲，在本发明的一个优选的方式中，该该对应的解码装置包括网络宏块链表以及解码处理单元，相应地，结合图4，在步骤200中，优选地，该对应的解码装置对该宏块进行解码处理，包括以下步骤:步骤S210，该对应的解码装置将该宏块输送至网络宏块链表；步骤S220，该网络宏块链表根据该对应的解码装置发送的解码请求，将该宏块输送至该解码处理单元进行解码处理，其中所述解码请求以固定的频率发出。更具体地，如图6所示，是一个拼接屏显示单元所对应的解码装置的组成示意图，其包括网络宏块链表220以及解码处理单元230。网络宏块链表220包括网络宏块链表输入指针221、网络宏块链表主体222以及网络宏块链表输出指针223。当一个宏块被输送到对应的解码处理装置内后，不是马上进行送至解码处理单元230进行解码处理，而是利用网络宏块链表输入指针221，将该宏块送入网络宏块链表220内，用于对宏块内的数据进行缓冲存储，然后，根据解码装置发送的解码请求，利用网络宏块输出指针223将一个宏块数据输送到解码处理单元220进行解码处理。因此，网络宏块链表220的存在，可缓冲宏块数据包在网络传输过程中的不稳定性。也就是说，当网络传输数据的速度快于正常速度时，依照正常的固定不变的解码速率，不能及时对宏块进行处理(即解码装置尚未发出解码请求)，此时可将宏块数据暂存在网络宏块链表220内，待解码装置发出解码请求时，再将宏块数据传输给解码处理单元230进行解码；另一方面，当网络传输数据的速度慢于正常速度时，网络宏块链表220会将其内已缓存的数据输送给解码处理单元230进行解码。从而确保了解码模块既不会出现没有接收不到的数据解码，也不会出现接收数据过多的情况。步骤S300。在该步骤中，将经解码处理的宏块内的数据输送到对应的拼接屏显示单元进行显示。宏块数据经解码后，即被输送至对应的拼接屏显示单元进行显示。从而各拼接屏的显示内容共同形成完整的画面。通过上述步骤S100-S300，可相较现有的拼接屏同步显示技术，大大缩短了延迟时间。具体地，视频信号的输入和采集是实时的，没有任何延迟；将视频数据传输给编码装置，并以宏块为单位进行编码所带来的时间延迟，和帧率没有关系，而仅和对每个宏块的编码速度以及帧画面数据的分辨率有关，例如，对于1920*1080 (即1920列，1080行)的画面，整个画面的编码时间仅需要0.98ms左右，对于1280*720的画面，整个画面的编码时间仅需要1.4ms ;编码后的网络输出，所延迟的时间小于Ims ;在解码端，宏块宏块链表所需要的缓冲延迟小于Ims ;而整个从编码端到解码端的数据传输时间，取决于网络交换机的性能，不大于IOms (例如,对于千兆的交换机,传输时间在3ms以内，对于百兆的交换机,传输时间在IOms以内)。因此，一帧画面在整个从数据输入到显示在对应的拼接屏显示单元上的总的时间延迟，小于15ms。对于60帧/秒的图像显示,每帧的显示时间约为16.7ms。因此整个延迟小于I帧图像的显示时间。该延迟时间对于人的视觉效果而言是没有影响的，因此感觉上完全是实时的，从而基本上保证了视频信号的无延迟显示。另外，由于本发明在解码装置中采用了网络宏块链表，并且解码装置发送解码请求的速率是固定不变的。因此，各拼接屏显示单元所对应的解码装置，对各视频信号数据单元中宏块的解码也是同步的，从而保证了拼接屏显示单元上显示画面的同步性。并且，本发明不用采取如图2所示的同步机制，即可保证解码的同步性。在上述图5所示的实施方式中，拼接屏包括四个拼接屏显示单元，但容易理解，拼接屏也可包括其他数量的拼接屏显示单元，并且每个凭屏显示单元匹配有对应的解码装置。综上所述，本发明的用于拼接屏的视频信号同步显示方法，可避免视频信号在传输给拼接屏并进行显示的过程中的延迟现象，并且保证了组成拼接屏的各拼接屏显示单元对与其对应的视频信号的同步显示，从而提高了整个画面的显示效果。
权利要求
1.一种用于拼接屏的视频信号同步显示方法，所述拼接屏包括多个拼接屏显示单元，所述视频信号包括分别与该多个拼接屏显示单元相对应的视频信号单元，其中每个视频信号单元经过编码处理后，通过网络输送至与其对应的解码装置，经该对应的解码装置解码处理后，显示至对应的拼接屏显示单元，其特征在于，该方法包括以下步骤: a，将所述输送给对应拼接屏显示单元的视频信号单元数据中的每帧数据分为多个宏块，并以该宏块为单位进行编码处理； b，将完成编码处理的宏块通过网络输送到对应的解码装置，该对应的解码装置对该宏块进行解码处理； C，将该经解码处理的宏块内的数据输送到对应的拼接屏显示单元进行显示。
2.根据权利要求1所述的用于拼接屏的视频信号同步显示方法，其特征在于，该对应的解码装置包括网络宏块链表以及解码处理单元，在步骤b中，该对应的解码装置对该宏块进行解码处理，包括以下步骤: 该对应的解码装置将该宏块输送至网络宏块链表； 该网络宏块链表根据该对应的解码装置发送的解码请求，将该宏块输送至该解码处理单元进行解码处理，其中所述解码请求以固定的频率发出。
3.根据权利要求2所述的用于拼接屏的视频信号同步显示方法，其特征在于，所述网络宏块链表包括网络宏块链表输入指针、网络宏块链表主体以及网络宏块链表输出指针。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的用于拼接屏的视频信号同步显示方法，其特征在于，在该步骤a中，所述每帧数据为一个M行N列的视频数据矩阵，对该视频数据矩阵以每P行为单位，将其分为L个P行N列的宏块,其中，M、N均为正整数,P为小于M的整数,L为[Μ/P]或[M/P]+l。
5.根据权利要求4所述的用于拼接屏的视频信号同步显示方法，其特征在于，所述P为16。
全文摘要
本发明公开了一种用于拼接屏的视频信号同步显示方法，该方法包括以下步骤a，将所述输送给对应拼接屏显示单元的视频信号单元数据中的每帧数据分为多个宏块，并以该宏块为单位进行编码处理；b，将完成编码处理的宏块通过网络输送到对应的解码装置，该对应的解码装置对该宏块进行解码处理；c，将该经解码处理的宏块内的数据输送到对应的拼接屏显示单元进行显示。本发明的用于拼接屏的视频信号同步显示方法，可避免视频信号在传输给拼接屏并进行显示的过程中的延迟现象，并且保证了组成拼接屏的各拼接屏显示单元对与其对应的视频信号的同步显示。
文档编号H04N7/26GK103165104SQ20111041188
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月12日 优先权日2011年12月12日
发明者刘显镜, 王欣欣 申请人:宁波Gqy视讯股份有限公司