一種視頻幀頻轉(zhuǎn)換方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種視頻幀頻轉(zhuǎn)換方法，屬于信號處理的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]幀頻是視頻格式定義的一個重要方面，一般來說，不同的視頻格式對應(yīng)著不同的幀頻。隨著個人娛樂和工業(yè)以及軍事應(yīng)用需求的發(fā)展，視頻技術(shù)領(lǐng)域發(fā)生了翻天覆地的變化，先進電視制式和多媒體信息系統(tǒng)的發(fā)展導(dǎo)致了圖像源碼流和顯示格式數(shù)量的極大增長，相應(yīng)產(chǎn)生了各種各樣的視頻格式，為了使液晶顯示器能夠兼容不同格式的視頻，必須進行幀頻轉(zhuǎn)換。
[0003]另外，在判斷液晶顯示器性能好壞的各項指標當中，響應(yīng)時間是一個非常重要的指標。所謂響應(yīng)時間是指，液晶顯示器的各像素單元對輸入信號的反應(yīng)速度。若響應(yīng)時間短，則在顯示器顯示動態(tài)圖象時，由于液晶像素單元對輸入信號的反應(yīng)快，因而不會產(chǎn)生圖像的拖尾現(xiàn)象，并且只有足夠短的響應(yīng)時間才能保證畫面的連續(xù)性。
[0004]目前，改善動態(tài)圖像品質(zhì)的方法，往往是通過增加液晶顯示器的驅(qū)動電壓來減少響應(yīng)時間，以適當縮短每種色階之間的變換時間，從而避免拖尾現(xiàn)象。但是，液晶顯示器的驅(qū)動電壓不可能無限增大，否則將影響顯示器的色彩。
[0005]針對液晶顯示器在幀頻較低時會出現(xiàn)拖尾等現(xiàn)象，專利號為101415101A的申請公開了一種倍頻方法及實現(xiàn)倍頻的裝置，以使液晶顯示器清晰的顯示快速變化的動態(tài)圖像。但是，該方法僅能夠?qū)崿F(xiàn)倍頻處理，對于非整數(shù)倍的幀頻轉(zhuǎn)換，比如從50Hz到60Hz的轉(zhuǎn)換，仍是相關(guān)技術(shù)人員待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于解決上述的技術(shù)問題，提出一種視頻幀頻轉(zhuǎn)換方法。
[0007]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種視頻幀頻轉(zhuǎn)換方法，其特征在于包括如下步驟:
51、將源視頻幀緩存至視頻幀存儲器；
52、生成預(yù)測視頻幀；
53、將預(yù)測視頻幀緩存至視頻幀存儲器；
54、依據(jù)視頻幀同步時序完成自定義幀頻的視頻圖像輸出。
[0008]進一步地，所述步驟SI為依據(jù)源視頻幀時序信號，將視頻圖像數(shù)據(jù)緩存至FPGA器件的片上FIFO，然后完成幀存儲器寫入操作。
[0009]進一步地，所述步驟S2包括:
521、從視頻幀存儲器中取出緩存的視頻圖像幀；
522、所述緩存的視頻圖像幀像素值與當前視頻圖像幀對應(yīng)像素點像素值進行配比計算，得出預(yù)測像素點像素值；
523、將預(yù)測像素點組成預(yù)測視頻幀。
[0010]進一步地，所述步驟S3為將預(yù)測視頻幀緩存在FPGA的片上FIFO中，然后根據(jù)視頻幀存儲器總線空閑情況將預(yù)測視頻幀存儲在視頻幀存儲器中，所占用的視頻幀存儲器地址空間與源視頻幀緩存區(qū)不交叉。
[0011]進一步地，所述步驟S4包括:
541、從幀存儲器中取出待顯示的視頻幀像素值，存入FPGA的片上FIFO;
542、依據(jù)在FPGA芯片內(nèi)部基于本地時鐘生成的同步時序信號，從FIFO中取出視頻圖像數(shù)據(jù)；
543、將讀取的像素值輸出至液晶顯示器進行顯示。
[0012]進一步地，所述步驟S22為將緩存的視頻幀像素點的像素值定義為P1，將當前視頻幀對應(yīng)像素點的像素值定義為P1+1，預(yù)測視頻幀對應(yīng)像素值點像素值P可以表示為:P=C^P1+(1-α)* Ρ1+1，其中α為配比因子，表征了視頻圖像的運動變化趨勢。
[0013]本發(fā)明的有益效果:
對預(yù)測視頻幀進行了幀緩存處理，幀頻僅取決于輸出時序和幀存儲器帶寬，因而幀頻能夠得到靈活改變，從而能夠?qū)崿F(xiàn)不同幀頻的統(tǒng)一，同時能夠解決快速運動圖像的顯示拖尾現(xiàn)象。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明一種視頻幀頻轉(zhuǎn)換方法的流程圖；
圖2是實現(xiàn)本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0015]本發(fā)明提供了一種視頻幀頻轉(zhuǎn)換方法，根據(jù)當前視頻幀和緩存的上一幀視頻圖像，實現(xiàn)預(yù)測視頻幀的計算，然后將預(yù)測視頻幀緩存至幀存儲器。幀存儲器中開辟兩幀視頻的存儲區(qū)，兩個存儲區(qū)的地址不重疊，分別用于緩沖源視頻幀數(shù)據(jù)流和預(yù)測視頻幀數(shù)據(jù)流，從而靈活的實現(xiàn)幀頻轉(zhuǎn)換。
[0016]具體的，視頻幀頻轉(zhuǎn)換方法的具體實現(xiàn)過程如圖1所示，包括以下步驟:
將源視頻幀緩存至幀存儲器；
源視頻幀數(shù)據(jù)在寫入幀存儲器之前，首先緩存至由FPGA片上RAM生成的FIFO中，定義為FIF0_1源視頻幀的數(shù)據(jù)有效信號直接作為FIF0_1的寫信號，源視頻幀的像素時鐘作為FIF0_1的寫入時鐘。當FIF0_1數(shù)據(jù)存儲深度大于幀存儲器的突發(fā)長度且?guī)鎯ζ骺偩€空閑時，F(xiàn)IF0_1讀信號有效，同時將FIF0_1的讀信號作為幀存儲器的寫入信號，將讀出的數(shù)據(jù)寫入幀存儲器。其中，F(xiàn)IF0_1的讀取時鐘和幀存儲器的工作時鐘為本地時鐘，可以與源視頻幀的像素時鐘無關(guān)。
[0017]生成預(yù)測視頻幀；
將相鄰兩幀視頻圖像對應(yīng)像素點的像素值按照一定系數(shù)完成配比計算，具體過程如下:緩存當前視頻幀的像素值數(shù)據(jù)?工，同時從幀存儲器中讀出上一幀視頻圖像對應(yīng)像素點像素值，預(yù)測像素點像素值P可以表示為:P=C^PA(1-Ct)* 。這里的α為配比因子，α表征了視頻圖形的運動變化趨勢，計算過程可以表示為:α=Σ(ΛΡ?)/Σ(ΛΡ?—1)，其中，APi= P1-P1-1。
[0018]將預(yù)測視頻幀緩存至幀存儲器；
預(yù)測視頻幀數(shù)據(jù)流在寫入幀存儲器之前，首先緩存至由FPGA片上RAM生成的FIFO中，定義為FIF0_2。當FIF0_2的數(shù)據(jù)存儲深度大于幀存儲器的突發(fā)長度且?guī)鎯ζ骺偩€空閑時，F(xiàn)IF0_2讀信號有效，同時將FIF0_2的讀信號作為幀存儲器的寫入信號，將預(yù)測視頻幀數(shù)據(jù)流寫入幀存儲器。其中，F(xiàn)IF0_2的讀寫時鐘和幀存儲器的工作時鐘均為本地時鐘，可以與源視頻幀的像素時鐘無關(guān)。
[0019]根據(jù)同步時序完成任意幀頻視頻輸出；
將預(yù)測視頻幀從幀存儲器中讀出，緩存至由FPGA片上RAM生成的FIFO中，定義為FIF0_3。當FIF0_3的空閑區(qū)域大于幀存儲器的突發(fā)長度且?guī)鎯ζ鞯目偩€空閑時，針對預(yù)測視頻幀的讀信號有效，同時該信號作為FIF0_3的寫信號，將待顯示的預(yù)測視頻幀數(shù)據(jù)寫入FIF0_
3。輸出同步時序可以根據(jù)需要自主產(chǎn)生，數(shù)據(jù)有效信號作為FIF0_3的讀信號，將預(yù)測視頻幀輸出至液晶顯示器顯示。
[0020]具體實施時，提出一種實現(xiàn)本發(fā)明視頻幀頻轉(zhuǎn)換方法的系統(tǒng)，具體的如圖2所示，該系統(tǒng)包括:源視頻幀存儲單元，用于緩沖源視頻幀像素數(shù)據(jù)并將緩存的數(shù)據(jù)寫入幀存儲器;預(yù)測視頻幀生成單元，用于生成預(yù)測視頻幀;預(yù)測視頻幀存儲單元，用于緩沖預(yù)測視頻幀;視頻圖像刷新單元，依據(jù)同步時序訪問幀存儲器，完成自定義幀頻視頻輸出。其中，所述預(yù)測視頻幀生成單元包括:運算模塊，用于計算預(yù)測圖像幀各像素點的像素值;計算過程為:緩存當前視頻幀的像素值數(shù)據(jù)?工，同時從幀存儲器中讀出上一幀視頻圖像對應(yīng)像素點像素值Ph，預(yù)測像素點像素值P可以表示為:P=C^PA(1-Q)* Ρι-?ο,0< α <丨。計算模塊所涉及的運算主要為乘累加操作，非常適合FPGA實現(xiàn)?？刂颇K，用于預(yù)測圖像幀生成單元的數(shù)據(jù)流管理和邏輯控制。其中，運算模塊和控制模塊均為FPGA電路。
[0021]本發(fā)明尚有多種實施方式，凡采用等同變換或者等效變換而形成的所有技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種視頻幀頻轉(zhuǎn)換方法，其特征在于包括如下步驟: 51、將源視頻幀緩存至視頻幀存儲器； 52、生成預(yù)測視頻幀； 53、將預(yù)測視頻幀緩存至視頻幀存儲器； 54、依據(jù)視頻幀同步時序完成自定義幀頻的視頻圖像輸出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種視頻幀頻轉(zhuǎn)換方法，其特征在于:所述步驟SI為依據(jù)源視頻幀時序信號，將視頻圖像數(shù)據(jù)緩存至FPGA器件的片上FIFO，然后完成幀存儲器寫入操作。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種視頻幀頻轉(zhuǎn)換方法，其特征在于所述步驟S2包括: 521、從視頻幀存儲器中取出緩存的視頻圖像幀； 522、所述緩存的視頻圖像幀像素值與當前視頻圖像幀對應(yīng)像素點像素值進行配比計算，得出預(yù)測像素點像素值； 523、將預(yù)測像素點組成預(yù)測視頻幀。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種視頻幀頻轉(zhuǎn)換方法，其特征在于:所述步驟S3為將預(yù)測視頻幀緩存在FPGA的片上FIFO中，然后根據(jù)視頻幀存儲器總線空閑情況將預(yù)測視頻幀存儲在視頻幀存儲器中，所占用的視頻幀存儲器地址空間與源視頻幀緩存區(qū)不交叉。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種視頻幀頻轉(zhuǎn)換方法，其特征在于所述步驟S4包括: 541、從幀存儲器中取出待顯示的視頻幀像素值，存入FPGA的片上FIFO; 542、依據(jù)在FPGA芯片內(nèi)部基于本地時鐘生成的同步時序信號，從FIFO中取出視頻圖像數(shù)據(jù)； 543、將讀取的像素值輸出至液晶顯示器進行顯示。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種視頻幀頻轉(zhuǎn)換方法，其特征在于:所述步驟S22為將緩存的視頻幀像素點的像素值定義為P1，將當前視頻幀對應(yīng)像素點的像素值定義為P1+1，預(yù)測視頻幀對應(yīng)像素值點像素值P可以表示為:Ρ=α*Ρ1+(1-α)* Ρ1+1，其中α為配比因子，表征了視頻圖像的運動變化趨勢。
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種視頻幀頻轉(zhuǎn)換方法，包括如下步驟，將源視頻幀緩存至視頻幀存儲器；生成預(yù)測視頻幀；將預(yù)測視頻幀緩存至視頻幀存儲器；依據(jù)視頻幀同步時序完成自定義幀頻的視頻圖像輸出。本發(fā)明對預(yù)測視頻幀進行了幀緩存處理，幀頻僅取決于輸出時序和幀存儲器帶寬，因而幀頻能夠得到靈活改變，從而能夠?qū)崿F(xiàn)不同幀頻的統(tǒng)一，同時能夠解決快速運動圖像的顯示拖尾現(xiàn)象。
【IPC分類】H04N7/01, H04N21/231
【公開號】CN105578102
【申請?zhí)枴緾N201510954400
【發(fā)明人】范威
【申請人】蘇州長風(fēng)航空電子有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月20日