视频录制及处理系统以及方法与流程

本发明涉及显示应用技术领域，尤其涉及一种视频录制及处理系统以及一种视频录制及处理方法。

背景技术：

在某些led显示屏作为背景的环境中，比如足球场等，led显示屏主要作为一种广告的载体应用。在现有的系统中，led显示屏现场直播的广告与现场录制后直播例如电视直播的广告是一样的，由于不同地区的产品差异，现场直播的广告在不同地区的电视直播中不一定能起到广告的效果。如何能在不同地区的电视直播中，将现场的屏体广告替换成不同地区的广告，让直播广告商的利益最大化是目前亟待解决的问题。

技术实现要素：

因此，本发明实施例提出了一种视频录制及处理系统以及一种视频录制及处理方法，以在不同地区直播时实现目标屏幕区域显示播放不同内容。

一方面，提出的一种视频录制及处理系统，包括：摄像装置，用于对目标显示装置所在现场进行视频录制，以得到录制视频，其中所述目标显示装置用于接收外部输入的正常视频帧并内部生成具有预设特征的特定视频帧，以及将所述正常视频帧和所述特定视频帧交替显示在所述目标显示装置的屏幕上，以使得所述特定视频帧呈现周期性显示特征，所述录制视频包含所述特定视频帧在所述目标显示装置的所述屏幕上显示的画面；以及，屏体识别及内容替换装置，连接所述摄像装置，用于根据所述特定视频帧的所述预设特征和所述周期性显示特征，识别所述录制视频中对应所述特定视频帧的所述画面，并将所述录制视频中对应所述特定视频帧的所述画面替换成目标内容，以得到目标视频信号作为输出。

再一方面，提出的一种视频录制及处理方法，包括步骤：控制目标显示装置对外部输入的第一视频帧和内部生成的具有预设特征的第二视频帧以第一帧频进行同步输出驱动；产生帧选择信号调节进行同步输出驱动的所述第一视频帧和所述第二视频帧的显示起始位置和显示时长，以得到两倍于所示第一帧频的视频输出显示在所述目标显示装置的屏幕上，其中所述第二视频帧周期性地显示在所述目标显示装置的所述屏幕上而具有周期性显示特征；在所述目标显示装置所在现场进行视频录制以得到录制视频，且视频录制的摄像采集时刻位于所述第二视频帧在所述目标显示装置的所述屏幕上的显示时段内；以及根据所述第二视频帧的所述预设特征和所述周期性显示特征，识别所述录制视频中所述第二视频帧在所述目标显示装置的所述屏幕上显示的画面，并将所述录制视频中所述第二视频帧在所述目标显示装置的所述屏幕上显示的画面替换成目标内容，以得到目标视频信号作为输出。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：本发明实施例提供的视频录制及处理系统以及方法可以实现在不同的地区进行现场直播的时候，帮助直播广告商在显示装置的屏体显示区域植入不同的广告内容并导入到不同地区的直播中，从而使得广告的价值最大化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a为本发明实施例的一种视频录制及处理系统的基本架构示意图；

图1b为图1a所示视频录制及处理系统的具体实现架构示意图；

图2为图1b所示系统实现帧显示相位及时长调节的过程示意图；

图3为图1b所示接收卡的一种原理示意图；

图4为图3所示接收卡的一种具体实现框图；

图5为图4所示接收卡实现外部输入正常视频帧和内部生成特定视频帧选择性输出的时序图；

图6为本发明另一个实施例提出的一种接收卡的具体实现框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1a，本发明实施例提出的一种视频录制及处理系统包括：摄像装置和屏体识别及内容替换装置。其中，摄像装置用于对目标显示装置所在现场进行视频录制以得到录制视频，其中所述目标显示装置用于接收外部输入的正常视频帧并由内部特定视频帧生成模块本地生成具有预设特征的特定视频帧以及将所述正常视频帧和所述特定视频帧交替显示在所述目标显示装置的屏幕上以使得所述特定视频帧呈现周期性显示特征，所述录制视频包含所述特定视频帧在所述目标显示装置的所述屏幕上显示的画面；以及屏体识别及内容替换装置，连接所述摄像装置，用于根据所述特定视频帧的所述预设特征和所述周期性显示特征识别所述录制视频中对应所述特定视频帧的所述画面并将所述录制视频中对应所述特定视频帧的所述画面替换成目标内容以得到目标视频信号作为输出，例如输出为电视直播信号或网络直播信号。

参见图1b，其为图1a所示视频录制及处理系统的具体实现架构示意图。在图1b中，视频录制及处理系统10包括：正常视频帧播放输出装置11、显示控制器12、led显示屏体13、同步装置14、摄像装置15以及屏体识别及内容替换装置16。

正常视频帧播放输出装置11信号连接同步装置14以接收同步装置14产生的同步信号且典型地用于播放正常的广告视频内容，具体而言，正常视频帧播放输出装置11例如是安装有播放软件的上位机从而可以播放正常的广告视频内容以输出正常视频帧。

显示控制器12信号连接正常视频帧播放输出装置11，例如其视频输入接口通过视频线(像dvi、hdmi线缆等)连接正常视频帧播放输出装置11以用于对将正常视频帧播放输出装置11输出的正常视频帧进行处理(例如进行解码及视频分割等)后通过图像传输通道传输到led显示屏体13中的接收卡131，也即显示控制器12输出给led显示屏体13的正常视频帧作为接收卡131的外部输入视频帧；此外显示控制器12的通信接口例如串口、网口或usb口还进一步通过数据线连接正常视频帧播放输出装置11以便于接收命令；本实施例中，显示控制器12例如是各种发送卡。

led显示屏体13包括至少一个接收卡131和至少一个箱体133。接收卡131用于接收来自显示控制器12输出端口的外部输入视频帧(正常视频帧)并内部生成特定视频帧、以及对所接收的外部输入视频帧和内部生成特定视频帧进行帧显示相位及显示时长调节后显示在箱体133上。此处的内部生成特定视频帧例如是根据正常视频帧播放输出装置11输出并经显示控制器12的非图像通道传送来的命令生成，也就是说内部生成特定视频帧的内容是由正常视频帧播放输出装置11下发的命令决定，又或者内部生成特定视频帧是根据接收卡131根据本地寄存器配置定义好的内容生成。此处的箱体典型地包括多个led灯板，每一个led灯板上配置有led驱动芯片以及受led驱动芯片控制的多个作为显示像素的led灯。此外，内部生成特定视频帧例如是单颜色视频帧像红色、绿色、蓝色视频帧且优选为最高灰度单颜色视频帧，以便于后续识别led显示屏体13的显示区域；典型地，每一帧内部生成特定视频帧的内容相同。

摄像装置15信号连接同步装置14以接收同步装置14产生的同步信号且用于摄像采集led显示屏体13所在现场的信息以实现视频录制，且为了后续屏体识别，其摄像采集时刻需要调整到led显示屏体13在显示内部生成特定视频帧的时段内。

同步装置14用于产生同步信号以保证正常视频帧播放输出装置11和摄像装置15在同一同步信号的作用下进行同步，从而使摄像装置15采集到稳定的内部生成特定视频帧画面；在其他实施例中，同步装置14产生的同步信号也可以提供显示控制12和摄像装置15而不提供至正常视频帧播放输出装置11，同样可以使摄像装置15采集到稳定的内部生成特定视频帧画面。

屏体识别及内容替换装置16信号连接摄像装置15且用于根据内部生成特定视频帧的预设特征(例如单色等颜色特征)识别摄像装置15录制视频中对应内部生成特定视频帧的画面并对该对应内部生成特定视频帧的画面进行内容替换以得到目标视频信号作为输出例如作为电视直播信号或网络直播信号，此处的内容替换例如是将对应内部生成特定视频帧的画面替换为所需的广告画面，从而针对不同地区的电视直播可以将led显示屏体13现场显示的广告内容替换为不同地区的广告。

承上述，对于led显示屏体13，其现场以外部输入正常视频帧的2倍帧频进行显示且内部生成特定视频帧在led显示屏体13的显示呈周期性显示特征。由于在输出驱动以进行显示之前，每2帧中有一帧为正常视频帧(也即现场广告视频)且另一帧为内部生成特定视频帧，其中外部输入视频帧和内部生成视频帧的帧频例如均是60hz或50hz；那么如果不对内部生成特定视频帧的显示相位(也即显示起始位置)及显示时长进行处理，由于2帧的播放内容不一样，会导致现场观众感觉到led显示屏体13屏幕闪烁，造成人眼不舒服。因此，在本实施例的视频录制及处理系统10中，控制摄像装置15的曝光时间可以使得内部生成特定视频帧的显示时长可以很短，进而在几乎不影响现场观众的基础上达到替换led显示屏体13现场播放显示的广告内容的效果；此处，特定视频帧的显示时段长度小于正常视频帧的显示时段长度。具体地，led显示屏体13中的各个接收卡根据摄像装置15的不同调节内部生成特定视频帧的显示长度以及起始位置(或称显示相位)，以让摄像装置15的摄像采集时刻位于内部生成特定视频帧的显示时段内而优选地不位于外部输入视频帧的显示时段内，从而摄像装置15可以捕捉到稳定的特定视频帧画面，并让内部生成特定视频帧的显示时间尽量短，减少对现场观众的影响。之后，屏体识别及内容替换装置16根据内部生成特定视频帧的预设特征识别出摄像装置15的录制视频中对应内部生成特定视频帧的画面区域(例如内部生成特定视频帧为红色视频帧，则通过查找录制视频中周期性出现的红色区块即可达到识别的目的)，并用所需的广告内容替换掉录制视频中对应内部生成特定视频帧的画面区域(或称屏体显示区域)，从而实现在直播的时候将屏体显示区域的内容替换为相应的广告内容的效果。

如图2所示，左边为led显示屏体13接收的外部输入视频帧和内部生成的特定视频帧在进行帧显示相位及显示时长调节之前的帧序列，右边为经led显示屏体13的接收卡131中相关功能模块对内部生成特定视频帧进行帧显示相位偏移和帧显示时长调节后的帧序列，帧周期例如是60hz或50hz；再者，图2中填充斜线的矩形框例如i1、i3代表内部生成特定视频帧，未填充斜线的部分例如i2、i4代表正常视频帧或称外部输入视频帧。在led显示屏体13对外部输入视频帧和内部生成特定视频帧进行显示的时候，内部生成特定视频帧的起始显示时间以及显示时间长短均可调，对应图2上的帧显示相位偏移以及帧显示时长调节，接收卡131的这个调节功能可以让用户更方便的完成对系统的使用，降低使用难度；而摄像装置15的摄像采集时刻位于图2右边部分的i1及i3时段内。

至于接收卡131的帧显示相位及显示长度调节功能的具体实现方案可参见图3。具体地，如图3所示，本实施例的接收卡131包括：图像接收模块、内部特定视频帧生成模块、两路图像驱动模块、多路选择器和帧显示相位及时长调节模块；其中图像接收模块用于接收外部输入正常视频帧，内部特定视频帧生成模块用于在外部输入正常视频帧的场同步信号作用下内部生成特定视频帧，两路图像驱动模块分别连接图像接收模块和内部特定视频帧生成模块以将外部输入正常视频帧和内部生成特定视频帧同步输出至多路选择器以交替输出至外部进行显示，从而内部生成特定视频帧呈周期性输出显示特征；帧显示相位及时长调节模块用于产生帧选择信号作为多路选择器的控制信号以控制内部生成特定视频帧的显示相位及时长。

参见图4，其为图3所示接收卡的一种具体实现框图。在图4中，接收卡131包括：图像接收模块1311a、特定视频帧生成模块1311b、图像处理模块1312、图像驱动模块1314及1315、存储器访问控制模块1316、帧显示相位及时长调节模块1317、多路选择器(mux)1318以及参数模块1319，其优选为整合在同一个可编程逻辑器件(例如fpga器件)内的多个功能模块。

其中，图像接收模块1311a用于接收显示控制器12(参见图1)传送来的正常视频帧的数据并通过存储器访问控制模块1316存储到存储器例如sdram(图未示)中。

内部特定视频帧生成模块1311b用于根据显示控制器12传送来的命令或者本地寄存器配置定义好的内容本地生成一帧数据作为内部生成特定视频帧使用，内部生成的特定视频帧可以直接传输到图像驱动模块1315中使用；在图4所示实施例中，输入视频的帧频为60hz，但本发明并不以此为限，也可以是其它帧频大小例如50hz；内部生成特定视频帧为单颜色视频帧例如红色、绿色、蓝色等基色视频帧且优选为最高灰度单颜色视频帧，以便于识别。

图像处理模块1312在60hz的场同步信号下完成外部输入视频帧的图像处理，具体为通过存储器访问控制模块1316从存储器中读取外部输入视频帧的原始数据然后完成伽玛(gamma)变换、灰度抽取甚至校正例如亮度或亮色度校正等功能并再通过存储器访问控制模块1316存储到存储器中；此处灰度抽取例如是bit分离等操作，也就是说灰度抽取典型地是校正处理后的灰度数据按照每一bit(位)进行分离操作以将灰度数据转变成按照不同bit不同实现权重的方式。

两个图像驱动模块1314、1315之间配置有显示同步信号以进行输出驱动同步，图像驱动模块1314用于对外部输入正常视频帧进行输出驱动，图像驱动模块1315用于对内部生成特定视频帧进行输出驱动。由此可见，这两个图像驱动模块1314、1315的区别在于输入源的不同，图像驱动模块1314需要通过存储器访问控制模块1316从存储器中读取经图像处理模块1312进行图像处理后的外部输入正常视频帧的数据并进行输出驱动，而图像驱动模块1315直接从内部特定视频帧生成模块1311b中获取内部生成特定视频帧的数据进行输出驱动。

帧显示相位及时长调节模块1317根据参数模块1319下发的参数输出帧选择信号，对图像驱动模块1314、1315的输出进行选择，最终在多路选择器1318的输出端口实现120hz的视频输出；此处，参数模块1319下发的参数例如包含存储在非易失性存储器中的用于内部生成特定视频帧的显示相位偏移量及显示时长等参数。此处可以理解的是，参数模块1319的设置是为了方便设置/调节特定视频帧的显示相位偏移量及显示时长等参数，当然在某些应用情形下也可以省略参数模块1319而在帧显示相位及时长调节模块1317中预设特定视频帧的显示相位偏移量及显示时长等参数。

承上述，如图5所示，外部输入正常视频帧(标记为帧a)与内部生成特定视频帧(标记为帧b)分别在两个图像驱动模块1314、1315输出，通过帧选择信号将60hz的视频帧选择输出以实现120hz的视频输出；例如帧选择信号为逻辑“1”时输出内部生成特定视频帧也即帧b，其他时刻输出外部输入视频帧也即帧a。图5中vs为场同步信号上升沿，vs1为帧b的显示起始点(同样也是帧a的一个显示结束点)，vs2为帧b的显示结束点(同样也是帧a的另一个显示起始点)。从图5中还可以发现：帧b的输出显示时间小于帧a的输出显示时间。

在另一个实施例中，内部生成特定视频帧也可以是随外部输入视频帧(正常视频帧)实时改变，例如图6所示实施例。具体地，参见图6，本实施例的接收卡631包括：图像接收模块6311a、内部特定视频帧生成模块6311b、图像处理模块6312及6313、图像驱动模块6314及6315、存储器访问控制模块6316、帧显示相位及时长调节模块6317、多路选择器(mux)6318以及参数模块6319，其优选为整合在同一个可编程逻辑器件内的多个功能模块。

其中，图像接收模块6311a用于接收显示控制器12(参见图1b)传送来的外部输入正常视频帧的数据并通过存储器访问控制模块6316存储到存储器例如sdram(图未示)中以及根据外部输入正常视频帧中的指定位置的像素数据例如某一个指定像素数据同步生成一帧数据作为内部生成特定视频帧使用，内部生成的特定视频帧的数据通过存储器访问控制模块6316存储到存储器中；在图6所示实施例中，输入视频的帧频为60hz，但本发明并不以此为限，也可以是其它帧频大小例如50hz；再者，此处的内部生成特定视频帧由于是根据外部输入视频帧的指定像素数据例如单个像素数据生成的，因而可以根据外部输入视频帧的数据实时改变；而且此处的指定像素数据可以由图1b中的正常视频帧播放输出装置11或显示控制器12产生的控制命令指定。

图像处理模块6312、6313在60hz的场同步信号下分别完成外部输入视频帧和内部生成特定视频帧的图像处理，具体为：图像处理模块6312通过存储器访问控制模块6316从存储器中读取外部输入正常视频帧的原始数据然后完成伽玛(gamma)变换、灰度抽取甚至校正例如亮度或亮色度校正等功能并再通过存储器访问控制模块6316存储到存储器中；图像处理模块6313通过存储器访问控制模块6316从存储器中读取内部生成特定视频帧的数据然后完成伽玛(gamma)变换、灰度抽取甚至校正例如亮度或亮色度校正等功能并再通过存储器访问控制模块6316存储到存储器中。此处灰度抽取例如是bit分离等操作，也就是说灰度抽取典型地是校正处理后的灰度数据按照每一bit(位)进行分离操作以将灰度数据转变成按照不同bit不同实现权重的方式。

两个图像驱动模块6314、6315之间配置有显示同步信号以进行输出驱动同步，图像驱动模块6314用于对外部输入正常视频帧进行输出驱动，图像驱动模块6315用于对内部生成特定视频帧进行输出驱动。具体为：图像驱动模块6314需要通过存储器访问控制模块6316从存储器中读取经图像处理模块6312进行图像处理后的外部输入视频帧的数据并进行输出驱动，图像驱动模块6315需要通过存储器访问控制模块6316从存储器中读取经图像处理模块6313进行图像处理后的内部生成特定视频帧的数据并进行输出驱动。

帧显示相位及时长调节模块6317根据参数模块6319下发的参数输出帧选择信号，对图像驱动模块6314、6315的输出进行选择，最终在多路选择器6318的输出端口实现120hz的视频输出；此处，参数模块6319下发的参数例如包含存储在非易失性存储器中的用于内部生成特定视频帧的显示相位偏移量及显示时长等参数。此处可以理解的是，参数模块6319的设置是为了方便设置/调节特定视频帧的显示相位偏移量及显示时长等参数，当然在某些应用情形下也可以省略参数模块6319而在帧显示相位及时长调节模块6317中预设特定视频帧的显示相位偏移量及显示时长等参数。

综上所述，本发明实施例提供的视频录制及处理系统可以实现在不同的地区进行现场直播(可以通过电视也可以通过网络直播)的时候，帮助直播广告商在led显示屏体13屏幕显示区域植入不同的广告内容并导入到不同地区的直播中，从而使得广告的价值最大化。

最后，值得一提的是，前述实施例中的显示控制器12和led显示屏体13可以统称为led显示装置，而且该led显示装置在其他实施例中可以替换成其他配置有特定视频帧生成功能和视频帧显示相位及显示时长调节功能的显示装置；再者，在本发明其他实施例中，内部生成特定视频帧也可以是由显示控制器12生成然后再由显示控制器12将正常视频帧和特定视频帧以周期性轮流输入方式(例如以ababab…交替输入方式)传送给接收卡531，在此情形下正常视频帧播放输出装置11输出的正常视频帧和显示控制器11产生的特定视频帧相对于led显示装置而言分别为外部输入视频帧和内部产生视频帧。此外，特定视频帧的帧显示相位偏移和帧显示时长调节不限于在接收卡中完成，也可以在显示控制器12中完成，这样就有利于对特定视频帧以整幅方式进行帧显示相位偏移和帧显示时长调节，因为接收卡只会截取属于自己带载的部分而非整幅特定视频帧。另外，摄像装置15的摄像采集时刻除了位于特定视频帧的显示时段内之外，也可以部分地位于正常视频帧的显示时段内，只要能确保录制视频中的特定视频帧画面呈现周期性特征即可。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多路单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多路网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-onlymemory，简称rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，简称ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。