CN100461846C - 一种帧频变换的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种帧频变换的方法及装置，其核心思想是存储输入的帧并记录帧的输入标识；根据输出时间查找对应的输入标识，并输出所述输入标识对应的帧，从而实现帧频变换。避免了现有技术中，通过丢弃帧来实现帧变换带来的要利用相邻的帧进行如：电影模式检测、隔行转逐行等等算法时出现的误差；同时根据记录帧的输入标识来实现输出帧，使输出显示画面更为流畅自然。

Description

一种帧频变换的方法及装置

技术领域

本发明涉及视频图像处理领域，具体涉及一种帧频变换的方法及装置。

背景技术

帧频变换是实现视频格式转换中使用到的一个技术。由于现在图像技术的发展，视频信号的种类越来越多，普通的电视信号有逐行倒相制式(PAL：PhaseAlternating Line)，全国电视系统委员会制式(NTSC：National Television SystemsCommittee)；另外还有电脑使用的VGA信号，帧频更是多种多样。对于现在的液晶或等离子电视等平板电视，一般要求信号帧频有个范围，超过范围的就不能显示。为了能在显示器上显示任何格式的视频信号就需要把信号格式变换为显示器能接受的格式。

现有技术中，一种实现帧频变换的方法是提供多个帧存储器存储帧，使用循环输入输出的方法实现帧频变换，具体的：

对于输入帧频高于输出的帧频的情况，输出单元顺序输出帧存储器存储的输出的帧，当输入单元将输入的帧写入帧存储器时，判断输出单元是否正在输出该帧存储器存储的帧，即输入追上输出，如果是，则输入单元丢弃所述输入的这一帧；如果否，则将输入单元将输入的帧写入该帧存储器。

对于输出帧频高于输入的帧频的情况，输出单元顺序输出帧存储器存储的输出的帧，当输出单元输出帧存储器存储的帧时，判断输入单元是否正在向该帧存储器输入帧，即输出追上输入，如果是，则输出单元会再次输出上一次输出的帧；如果否，则输出单元将该帧存储器存储的帧输出。

输入帧频高于输出帧频的情况，该方法时通过输入追上输出时，丢弃帧来实现输入输出的帧频转换的；输出帧频高于输入帧频的情况，该方法是通过输出追上输入时，重复输出上一次相同的帧来实现输入输出的帧频转换的。

上述现有实现帧频转换的方法存在以下缺陷：

对于输入帧频高于输出帧频的处理，现有技术中是依靠输入追上输入时，丢弃帧来实现帧频的转换，这对于要利用相邻的帧运算的算法，如：电影模式检测、隔行转逐行算法等等，会造成很大的误差。

上述现有实现帧频转换的方法当出现追赶时，因为会丢帧或重复输出相同的帧，会使输出画面突然跳变或停顿。并且，在帧频差别大，帧存储器较多时，会出现很长时间内图像出现快放或慢镜的的效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种帧频变换方法及装置，应用于视频图像处理领域，该方法及装置可以有效的避免了通过丢弃帧来实现帧变换在利用相邻的帧进行运算时出现的误差。

为达到本发明的目的，所采取的技术方案是：一种帧频变换的方法，包括：存储输入的帧并记录帧的输入标识；根据输出时间查找对应的输入标识，并输出所述输入标识对应的帧。

优选地，所述帧的输入标识为帧的输入时间；所述根据输出时间查找对应的输入标识，并输出所述输入标识对应的帧包括：查找与输入对比时间对应帧的输入时间，所述输入对比时间为输出时间与输出延时的差；输出查找到的所述输入时间对应输入的帧。

优选地，所述与输入对比时间对应的帧的输入时间为：帧的输入时间中与输入对比时间最接近的输入时间。

优选地，所述帧频变换的方法进一步包括：查找与输出下一帧时的输入对比时间对应帧的输入时间，所述输出下一个帧时的输入对比时间为将本次输出帧的输入对比时间与帧的输出周期的和；在下一帧的输出时间输出查找到的所述输入时间对应输入的帧。

优选地，所述帧的输入标识为帧的输入时间；所述根据输出时间查找对应的输入标识，并输出所述输入标识对应的帧包括：查找与输出时间对应的帧的输出对比时间，所述输出对比时间为所述记录的帧的输入时间与输出延时的和；利用查找到的输出对比时间减去输出延时得到对应的帧的输入时间；输出所述输入时间对应输入的帧。

优选地，所述与输出时间对应的帧的输出对比时间为：帧的输出对比时间中与输出时间最接近的输出对比时间。

优选地，所述帧的输入标识为帧的输入顺序；所述根根据输出时间查找对应的输入标识，并输出所述输入标识对应的帧包括：查找在输出时间处于输入状态的帧；按照帧的输入顺序将所述处于输入状态的帧之前间隔预置个数帧的帧输出。

优选地，将上一帧的输入时间与帧的输入周期的和作为记录当前的帧的输入时间。

优选地，将上一帧的输出时间与帧的输出周期的和作为当前的帧的输出时间。

本发明提供的一种帧频变换的装置，包括：帧存储单元，用于存储输入的帧并记录帧的输入标识；输出选择单元，用于根据输出时间查找对应的输入标识，并输出所述输入标识对应的帧。

优选地，所述帧的输入标识为帧的输入时间；所述输出选择单元包括：计算单元，用于计算输出时间与输出延时的差作为输入对比时间；选择单元，用于查找与输入对比时间对应帧的输入时间；输出单元，用于输出查找到的所述输入时间对应输入的帧。

优选地，该装置还包括：时钟单元，用于提供系统当前的时间；延时单元，用于记录预置的输出帧的延时时间；所述帧存储单元包括：帧存储器，用于存储输入的帧；每个帧存储器有一个输入帧描述字段用于记录该帧存储器存储的帧输入的时间；存储控制单元，用于循环选择帧存储器存储输入的帧并将输入该帧的当前时间写入帧存储器的输入帧描述字段。

优选地，所述帧的输入标识为帧的输入顺序；所述输出选择单元包括：选择单元：用于查找在输出时间处于输入状态的帧；输出单元：按照帧的输入顺序将所述处于输入状态的帧之前间隔预置个数帧的帧输出。

优选地，该装置还包括：时钟单元，用于提供系统当前的时间；所述帧存储单元包括：帧存储器，用于存储输入的帧；存储控制单元，用于循环选择帧存储器存储输入的帧并记录帧的输入顺序。

采用上述技术方案，本发明有益的技术效果在于：

本发明通过存储输入的帧并记录帧的输入标识；根据输出时间查找对应的输入标识，并输出所述输入标识对应的帧，从而实现帧频变换。避免了现有技术中，通过丢弃帧来实现帧变换带来的要利用相邻的帧进行如：电影模式检测、隔行转逐行等等算法时出现的误差，最大限度的保存了原始图像的信息，相对于现有技术本发明的应用领域更为广泛。

同时，根据记录的输入标识输出帧，使输出更为均匀，避免了现有实现帧频转换方法中，当出现追赶时，因为会丢帧或重复输出相同的帧，使输出画面出现突然的跳变或停顿；同时解决了现有技术中在帧频差别大，帧存储器较多时，会出现很长时间内图像出现快放或慢镜的的效果的问题，使输出显示的画面更流流畅自然。

附图说明

下面通过具体实施方式并结合附图对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明实施例一帧频变换的方法的流程图；

图2是本发明实施例二帧频变换的方法的流程图；

图3是本发明实施例三帧频变换的方法的流程图；

图4是本发明实施例四帧频变换的方法的流程图；

图5是本发明实施例五帧频变换装置的结构示意图；

图6是本发明实施例六帧频变换装置的结构示意图；

图7是本发明应用例按时间输出帧的示意图。

具体实施方式

本发明的目的在于提供一种帧频变换的方法及装置，其核心思想是通过存储输入的帧并记录帧的输入标识；根据输出时间查找对应的输入标识，并输出所述输入标识对应的帧，从而实现帧频变换。避免了现有技术中，通过丢弃帧来实现帧变换带来的要利用相邻的帧进行如：电影模式检测、隔行转逐行等等算法时出现的误差，相对于现有技术本发明的应用领域更为广泛。同时，根据记录的输入标识输出帧，使输出更为均匀，避免了现有实现帧频转换方法中，当出现追赶时，因为会丢帧或重复输出相同的帧，使输出画面出现突然的跳变或停顿；解决了现有技术中在帧频差别大，帧存储器较多时，会出现很长时间内图像出现快放或慢镜的的效果的问题，使输出显示画面更流流畅自然。下面对本发明提供的一种帧频变换的方法及装置进行详细描述。

实施例一、一种帧频变换的方法，流程图如图1所示，包括：

101，存储输入的帧并记录帧的输入时间；

本实施例中，记录的帧的输入时间是帧输入时记录的时钟单元的时间，可以理解的是，本发明中，帧的输入时间还可以将上一帧的输入时间与帧的输入周期的和作为当前帧的输入时间。在帧的输入周期精度足够高的前提下，上述两种方式记录的输出时间的值相同。

本发明中的帧频可以是逐行帧频也可以是隔行场频，所述的帧可以是逐行帧，也可以是隔行的场，本发明中的帧指的是图像数据的存储单位，具体的存储形式不构成对本发明的限制。

102，查找与输入对比时间对应帧的输入时间；所述输入对比时间为输出时间与输出延时的差；

本实施例中，输出时间是预置的输出帧时时钟单元的时间，可以理解的是，本发明中的输出时间也可以是将上一帧的输出时间与帧的输出周期的和作为当前的帧的输出时间。如果帧的输出周期的精度足够高的前提下，上述两种方式的输出时间的值相同。

本实施例中，输出延时为预置的延迟时间，合适的延时时间可以根据帧存储单元的容量而定。

本实施例中，所述与输入对比时间对应的帧的输入时间的为：与输入对比时间最接近的输入时间，可以理解的是，本发明中，与输入对比时间对应的帧的输入时间还可以采用其他对应关系的帧的输入时间，比如与输入对比时间第二或第三接近的帧的输入时间，具体的对应方式不构成对本发明的限制。

本发明中，对于当出现与输入对比时间最接近的帧的输入时间有两个的特殊情况，如：输入对比时间为40毫秒(ms)，与输入对比时间最接近的已记录的帧的输入时间有30ms和50ms，则用户可以预置当出现此种情况时，系统默认选择时间值较大的输入时间或选择时间值较小的输入时间，本实施例中选择时间较小的输入时间作为与输入对比时间最接近的帧的输入时间。

103，输出查找到的输入时间对应输入的帧。

实施例一与现有技术相比，存储所有的输入帧，并根据帧的存储时间输出帧来进行帧频变换，避免了现有技术中，通过丢弃帧来实现帧变换带来的要利用相邻的帧的算法时出现的误差，使本发明的应用领域更为广泛。同时，根据记录的输入时间输出帧，使输出更为均匀，输出的帧是最接近输入对比时间即输出最接近理想输入时间的情况，不会产生特别剧烈的跳变。

实施例二，一种帧频变换的方法，流程图如图2所示，包括：

201，存储输入的帧并记录帧的输入时间；

本实施例中，输出延时为预置的延迟时间，合适的延时时间可以根据帧存储单元的容量而定。

202，查找与输入对比时间最接近的帧的输入时间；所述输入对比时间为输出时间与输出延时的差；

203，输出查找到的输入时间对应输入的帧；

204，查找与输出下一帧时的输入对比时间最接近的帧的输入时间；

本实施例中，输出下一个帧时的输入对比时间由将本次输出帧的输入对比时间加上帧的输出周期得出；本步骤提供了另一种在已经得到输出一个帧时的输入对比时间前提下得到输出下一个帧时的输入对比时间的方式，此种方式在帧的输入周期精度足够高的前提下，与通过输出时间减去输出延时得到的输入对比时间在数值上相等。

205，在下一帧的输出时间输出查找到的输入时间对应输入的帧。

实施例二与实施例一的区别是，在得到一个输出的帧的输入对比时间之后，可以采用的另一种方式得到后续输出的帧时的输入对比时间，在实际运用中操作人员可以自行选择合适的方式实现本发明。

实施例三，一种帧频变换的方法，流程图如图3所示，包括：

301，存储输入的帧并记录帧的输入时间；

302，查找与输出时间对应的帧的输出对比时间；

本实施例中，输出对比时间为所述记录的帧的输入时间与输出延时的和；输出延时为预置的延迟时间，合适的延时时间可以根据帧存储单元的容量而定。

本实施例中，所述与输出时间对应的帧的输出对比时间为：与输出时间最接近的帧的输出对比时间。可以理解的是，本发明中，与输出时间对应的输出对比时间还可以采用其他对应关系的帧的输出时间，比如与输出时间第二或第三接近的帧的输出对比时间，具体的对应方式不构成对本发明的限制。

本发明中，对于当出现与输出时间最接近的帧的输出对比时间有两个的特殊情况，如：输出时间为60ms，与输出时间最接近的输出对比时间有55ms和65ms，则用户可以预置当出现此种情况时，系统默认选择时间值较大的输出对比时间或选择时间值较小的输出对比时间，本实施例中选择时间较小的输出对比时间作为与输出时间最接近的帧的输出对比时间。

303，利用输出对比时间减去输出延时得到对应的帧的输入时间；

304，输出所述输入时间对应输入的帧。

实施例三与实施例一相比原理基本相同，通过输出时间与输出对比时间对比查找到最接近的输出对比时间，并根据输出对比时间对应的输入时间，并输出该输入时间输入的帧实现帧频的变换。

实施例四，一种帧频变换的方法，流程图如图四所示，包括：

401，存储输入的帧并记录帧的输入顺序；

402，查找在输出时间处于输入状态的帧；

本实施例中，所述处于输入状态的帧为部分帧的内容已经输入到帧存储器中的帧但还没有完全输入完毕的帧。

403，按照帧的输入顺序将所述处于输入状态的帧之前间隔预置个数帧的帧输出。

本实施例中处于查找到的输入状态的帧与所需输出的帧的间隔可以预先设置，具体设置一般遵循输入帧的频率和输出帧的频率的具体情况而定，一般可以设置为输入间隔一个帧，即选择处于输入状态的帧之前第二个帧输出。例如：当前时间输入的帧为输入的第6个帧，则用6-2＝4，即输出第四帧。

实施例五与实施例一至四不同的是，采用了记录输入帧的输入顺序，并根据输入帧的输入顺序控制帧的输出实现帧频转换，相对与实施例一至四更加简便，但存在一定的输出误差，不过对于长时间输出的视频流此误差几乎可以忽略不计，具体采用那种方案实施本发明，用户可以自行选择。

实施例五，一种帧频转换的装置，结构示意图如图5所示，包括：

帧存储单元100，输出选择单元200，时钟单元300，延时单元400，所述输出选择单元包括：选择单元210，输出单元220和计算单元230。所述帧存储单元100包括存储控制单元120和帧存储器1至帧存储器n。

帧存储单元100，用于存储输入的帧并记录帧的输入时间；帧存储单元100具体包括存储控制单元120和帧存储器1至帧存储器n。

所述帧存储器1至帧存储器n，用于存储输入的帧并且每个帧存储器有一个输入帧描述字段用于记录该帧存储器存储的帧输入的时间。

本发明中，帧存储器的数量与输出延时的时间有关。延时时间越长需要的帧存储器越多。

存储控制单元120，用于循环选择帧存储器存储输入的帧并将输入该帧的当前时间写入帧存储器的输入帧描述字段。

计算单元230，用于计算输出时间与输出延时的差作为输入对比时间；

选择单元210，用于查找与输入对比时间对应帧的输入时间；

输出单元220，用于将查找到的所述输入时间输入的帧输出。

时钟单元300，用于提供系统当前的时间。

延时单元400，用于记录预置的输出帧的延时时间。

实施例六，一种帧频转换的装置，结构示意图如图6所示，包括：帧存储单元100，输出选择单元200，时钟单元300，所述输出选择单元包括：选择单元210和输出单元220。所述帧存储单元100包括存储控制单元120和帧存储器1至帧存储器n。

存储控制单元120，用于循环选择帧存储器存储输入的帧并记录帧的输入顺序。

帧存储器1至帧存储器n，用于存储输入的帧。

选择单元210，用于查找在输出时间处于输入状态的帧。

输出单元220，按照帧的输入顺序将所述处于输入状态的帧之前间隔预置个数帧的帧输出。

时钟单元300，用于提供系统当前的时间。

下面提供本发明实施例五装置应用本发明实施例一方法的一个应用例，请参阅图7，是本发明应用例按时间输出帧的示意图。

本应用例的输入过程为，循环选择帧存储器进行输入，并更改相应帧存储器的输入时间描述字段为时间计数器的值。本应用例中，输入的帧频为50赫兹(HZ)，则帧的输入周期为20ms，在时钟单元为0毫秒(ms)的时候启动输入，则在时间为0ms时输入帧到第1个帧存储器并记录第1个帧存储器的输入时间描述字段为0ms，时间为20ms的时候输入帧到第2个帧存储器并记录第2个帧存储器输入时间描述字段为20，一直到时间为20×n时，输入帧到第n个帧存储器，并记录第n个帧存储器的输入时间描述字段为20×n，在下一个输入帧时，则要输入帧到第1个帧存储器，原存储器存储帧及其对应的输入时间描述字段将被覆盖。

本应用例的输出过程为：输出时根据当前时钟单元的时间减去延时单元的延时时间，得到输出时间对应的输入对比时间；查找已存储的帧的输入时间描述字段，找到与输入对比时间最接近的值，输入相应帧存储器内存储的帧。本应用例中，输出延时为60ms，输出帧频为40HZ，则帧的输出周期为25ms。在系统的时钟单元的时间为60ms时需要输出图像，则得到相应的输入对比时间为60ms-60ms＝0ms；0ms最接近记录的的帧a的输入时间0ms，则输出帧a的图像；在系统的时钟单元的时间为85ms时需要输出图像，则得到相应的输入对比时间为85ms-60ms＝25ms；25ms最接近记录的的帧b的输入时间0ms，则输出帧b的图像；在系统的时钟单元的时间为110ms时需要输出图像，则得到相应的输入对比时间为110ms-60ms＝50ms；50ms最接近记录的的帧有输入时间为40ms的帧c和输入时间为60ms的帧d，根据系统预置的规则，把时间值较小的输入时间作为最接近的输入时间，输出帧c的图像；在系统的时钟单元的时间为135ms时需要输出图像，则得到相应的输入对比时间为135ms-60ms＝75ms；75ms最接近记录的的帧e的输入时间80ms，则输出帧e的图像；在系统的时钟单元的时间为160ms时需要输出图像，则得到相应的输入对比时间为160ms-60ms＝100ms；100ms最接近记录的的帧f的输入时间100ms，则输出帧f的图像；继续的输出过程与同上，不再赘述。

以上对本发明所提供的一种帧频变换的方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (15)

1.一种帧频变换的方法，其特征在于，包括：

存储输入的帧并记录帧的输入时间；

查找与输入对比时间对应帧的输入时间，所述输入对比时间为输出时间与输出延时的差；

输出查找到的输入时间对应输入的帧。

2.如权利要求1所述的帧频变换的方法，其特征在于，所述与输入对比时间对应的帧的输入时间为：

记录的帧的输入时间中与输入对比时间最接近的输入时间。

3.如权利要求1所述的帧频变换的方法，其特征在于，所述帧频变换的方法进一步包括：

查找与输出下一帧时的输入对比时间对应帧的输入时间，所述输出下一个帧时的输入对比时间为将本次输出帧的输入对比时间与帧的输出周期的和；

在下一帧的输出时间输出查找到的所述输入时间对应输入的帧。

4.如权利要求1至3任意一项所述的帧频变换的方法，其特征在于，将上一帧的输入时间与帧的输入周期的和作为记录当前的帧的输入时间。

5.如权利要求1至3任意一项所述的帧频变换的方法，其特征在于，将上一帧的输出时间与帧的输出周期的和作为当前的帧的输出时间。

6.一种帧频变换的方法，其特征在于，包括：

存储输入的帧并记录帧的输入时间；

查找与输出时间对应的帧的输出对比时间，所述输出对比时间为所述记录的帧的输入时间与输出延时的和；

利用查找到的输出对比时间减去输出延时得到对应的帧的输入时间；

输出所述输入时间对应输入的帧。

7.如权利要求6所述的帧频变换的方法，其特征在于，所述与输出时间对应的帧的输出对比时间为：

帧的输出对比时间中与输出时间最接近的输出对比时间。

8.如权利要求6或7所述的帧频变换的方法，其特征在于，将上一帧的输入时间与帧的输入周期的和作为记录当前的帧的输入时间。

9.如权利要求6或7所述的帧频变换的方法，其特征在于，将上一帧的输出时间与帧的输出周期的和作为当前的帧的输出时间。

10.一种帧频变换的方法，其特征在于，包括：

存储输入的帧并记录帧的输入顺序；

查找在输出时间处于输入状态的帧；

按照帧的输入顺序将所述处于输入状态的帧之前间隔预置个数帧的帧输出。

11.如权利要求10所述的帧频变换的方法，其特征在于，将上一帧的输出时间与帧的输出周期的和作为当前的帧的输出时间。

12.一种帧频变换的装置，其特征在于，包括：

帧存储单元，用于存储输入的帧并记录帧的输入时间；

计算单元，用于计算输出时间与输出延时的差作为输入对比时间；

选择单元，用于查找与输入对比时间对应帧的输入时间；

输出单元，用于输出查找到的输入时间对应输入的帧。

13.如权利要求12所述的帧频变换的装置，其特征在于，该装置还包括：时钟单元，用于提供系统当前的时间；延时单元，用于记录预置的输出帧的延时时间；

所述帧存储单元包括：

帧存储器，用于存储输入的帧；每个帧存储器有一个输入帧描述字段用于记录该帧存储器存储的帧输入的时间；

存储控制单元，用于循环选择帧存储器存储输入的帧并将输入该帧的当前时间写入帧存储器的输入帧描述字段。

14.一种帧频变换的装置，其特征在于，包括：

帧存储单元，用于存储输入的帧并记录帧的输入的输入顺序；

选择单元：用于查找在输出时间处于输入状态的帧；

输出单元：按照帧的输入顺序将所述处于输入状态的帧之前间隔预置个数帧的帧输出。

15.如权利要求14所述的帧频变换的装置，其特征在于，该装置还包括：时钟单元，用于提供系统当前的时间；

所述帧存储单元包括：

帧存储器，用于存储输入的帧；

存储控制单元，用于循环选择帧存储器存储输入的帧并记录帧的输入顺序。

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