CN101626500B

CN101626500B - 一种视频帧率控制方法及装置

Info

Publication number: CN101626500B
Application number: CN2009101091007A
Authority: CN
Inventors: 袁誉乐; 赵勇
Original assignee: Peking University Shenzhen Graduate School
Current assignee: SHENZHEN CHUANGYUN CENTURY TECHNOLOGY CO., LTD.
Priority date: 2009-07-31
Filing date: 2009-07-31
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2029-07-31
Also published as: CN101626500A

Abstract

本发明公开了一种视频帧率控制方法及装置，所述方法包括：A、获取视频信号的帧率；B、获取视频信号的制式；C、选择与所述制式相对应的过滤器；D、在所述过滤器中确定与所述帧率对应的过滤器因子；E、接收一帧视频图像；F、根据所述过滤器因子确定是否输出当前接收的视频图像帧。本发明根据视频信号的制式设定合适的过滤器，根据帧率确定过滤器因子，从而使放行的视频图像帧之间具有较好的相关性，提高了视频图像的连续性。

Description

一种视频帧率控制方法及装置

技术领域

本发明涉及视频处理领域，尤其涉及视频的帧率控制方法及装置。

背景技术

视频信号为人们带来了视觉上的直观感受，比如网上电视系统，视频监控等系统在人们的日常生活中随处可见。这些互联网上的视频应用一个很重要的特点就是带宽受限，如何在有限带宽下保证视频信号的连续性是一个很重要的课题。帧率控制方法是解决此类问题的一种常用的方法。特别是在视频监控领域，帧率控制方法不仅可以减少视频信号的带宽占用，并且可以减少视频信号的存贮量。例如，视频在采集时帧率是不变的，但在视频编码或转码系统中，为了节省编码或转码后的码流大小，从而节省有限的带宽资源，都需要动态的调节帧率的大小，也就是通过改变系统的帧率信息frameRate来减少单位时间内处理视频帧数量，从而减少处理的数据量。而现有技术中对于帧率的控制方案都没有考虑使放行的视频帧具有最大相关性。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是，提供一种视频帧率控制方法及装置，提高放行的视频帧的相关性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种视频帧率控制方法，包括：

A、获取视频信号的帧率；

B、获取视频信号的制式；

C、选择与所述制式相对应的过滤器；

D、在所述过滤器中确定与所述帧率对应的过滤器因子；

E、接收一帧视频图像；

F、根据所述过滤器因子确定是否输出当前接收的视频图像帧。

本发明还提供一种视频帧率控制装置，其特征在于包括：

帧率获取单元，用于获取视频信号的帧率；

制式获取单元，用于获取视频信号的制式；

过滤器选择单元，用于选择与所述制式相对应的过滤器；

过滤器因子确定单元，用于在所述过滤器中确定与所述帧率对应的过滤器因子；

接收单元，用于接收一帧视频图像；

帧率调节单元，用于根据所述过滤器因子确定是否输出当前接收的视频图像帧。

本发明的有益效果是：本发明根据视频信号的制式设定合适的过滤器，根据帧率确定过滤器因子，从而使放行的视频图像帧之间具有较好的相关性，提高了视频图像的连续性。

附图说明

图1为本发明一种实施例的结构示意图；

图2为本发明一种实施例的流程图；

图3为本发明另一种实施例的流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

常见的电视制式有NTSC和PAL，不同的制式，视频采集时有不同的采样率，例如，采用PAL制时采样率为25帧/秒，采用NTSC制时，采样率为30帧/秒。

根据视频设备的具体条件，可设定视频设备处理视频信号时的帧率，该帧率通常为低帧率。所谓低帧率是指低于满帧率的情况，例如，采用PAL制式时，帧率小于25帧/s；当采用NTSC制式时，帧率小于30帧/s都可以称为低帧率。当视频设备为低帧率时，即需要考虑过滤掉某些图像帧，即进行帧率控制。

请参考图1，在本发明一种实施例中，视频帧率控制装置包括帧率获取单元11、制式获取单元12、过滤器选择单元13、过滤器因子确定单元14、接收单元15和帧率调节单元17。帧率获取单元11用于获取视频信号的帧率，即获取视频设备本身设定的帧率，可通过读取系统的设定来获得。制式获取单元12用于获取视频信号的制式，即获取由视频设备的硬件所决定的视频制式，视频制式通常有NTSC制和PAL制。过滤器选择单元13与制式获取单元12相连，用于选择与所述制式相对应的过滤器。过滤器包括若干过滤器因子，所述过滤器因子的数量大于或等于所述制式的半帧率。所述每个过滤器因子中包括M位标记位，其中M大于或等于所述制式的满帧率。过滤器因子确定单元14分别与过滤器选择单元13和帧率获取单元11相连，用于在所述过滤器中确定与所述帧率对应的过滤器因子。接收单元15用于接收视频图像帧。帧率调节单元17分别与过滤器因子确定单元14和接收单元15相连，用于根据所述过滤器因子确定是否输出当前接收的视频图像帧。

其中，所述过滤器因子确定单元14用于判断所述帧率是否小于或等于所述制式的半帧率，如果是则根据所述帧率来选择相关的滤波器因子；否则根据对称性原则选取相关的滤波因子。

在另一实施例中，视频帧率控制装置还包括计数单元16，计数单元16用于在接收视频图像之前将图像帧统计索引置0，并在接收单元每接收一帧视频图像后将图像帧统计索引加1。帧率调节单元17根据图像帧统计索引的值确定所述过滤器因子中的对应位，根据所述对应位的标记确定是否输出当前接收的视频图像，然后判断图像帧统计索引是否大于或等于所述制式的满帧率，如果是，则控制计数单元将图像帧统计索引置为0。

基于以上装置，视频帧率控制方法的一种实施例如图2所示，包括以下步骤：

步骤S11，获取视频信号的帧率，该帧率可根据视频设备的具体情况进行设定。

步骤S12，获取视频信号的制式，通常为NTSC制或PAL制。

步骤S13，将图像帧统计索引置0，然后执行步骤S14。

步骤S14，选择与步骤S12中获得的制式相对应的过滤器，然后执行步骤S15。该过滤器的作用是滤掉一些图像帧，从而降低帧率。过滤器包括若干过滤器因子，所述过滤器因子的数量大于或等于所述制式的半帧率，每个过滤器因子中包括M位标记位，其中M大于或等于所述制式的满帧率，每个图像帧对应过滤器因子中的一个标记位，根据标记位的状态确定该图像帧是输出还是滤掉(即丢弃)。对于采用NTSC制的，其采样率为30帧/秒，因此NTSC制的满帧率为30帧，半帧率为15帧。在一种实施例中，NTSC制对应的过滤器包括16个过滤器因子，每个过滤器因子包括30位标记位，因NTSC制的采样率是30帧/秒，因此每个图像帧对应一个位标记，每个位标记用于表示所对应的图像帧是输出还是滤掉。对于采用PAL制的，对于采用PAL制的，其采样率为25帧/秒，因此PAL制的满帧率为25帧，半帧率为12帧。在一种实施例中，其对应的过滤器包括13个过滤器因子，每个过滤器因子包括25位标记位，因PAL制的采样率是25帧/秒，因此每个图像帧对应一个位标记，每个位标记用于表示所对应的图像帧是输出还是滤掉。例如，位标记为“1”，表示该位标记对应的图像帧是输出；位标记为“0”，表示该位标记对应的图像帧是滤掉。反之亦可。

步骤S15，在所述过滤器中确定与所述帧率对应的过滤器因子。根据步骤S11中检测的帧率在过滤器中查找出与帧率对应的过滤器因子，对应的过滤器因子可以是序号与帧率相同的过滤器因子。在一种具体实施例中，如果过滤器中过滤器因子的数量与半帧率的数值相同或稍大些，则可以先判断所述帧率是否小于或等于所述制式的半帧率，如果是则根据所述帧率来选择相关的滤波器因子；否则根据对称性原则选取相关的滤波因子。所述对称性原则是：在所述过滤器中查找与满帧率减去帧率后的差值对应的过滤器因子。然后执行步骤S16。

步骤S16，接收一帧视频图像，并将图像帧统计索引加1，然后执行步骤S17。

步骤S17，判断是否输出当前接收的视频图像，如果是则输出当前接收的视频图像进行下一步处理，例如编码、转码或显示。如果确定不输出当前接收的视频图像，则将该帧图像丢弃。在一种具体实例中，判断是否输出图像帧的方法是：根据图像帧统计索引的值确定所述过滤器因子中的对应位；根据所述对应位的标记确定是否输出当前接收的视频图像。然后执行步骤S18。

步骤S18，判断图像帧统计索引的值是否大于或等于满帧率，如果是，则执行步骤S19，如果图像帧统计索引的值是否小于满帧率，则转向执行步骤S16，继续处理下一帧图像。

步骤S19，将图像帧统计索引置为0，使图像帧统计索引重新计数。

上述步骤中，步骤S11、步骤S12和步骤S13之间的顺序可相互调换，仍然能达到本实施例的效果。

下面以NTSC制和PAL制为例说明本发明的一种具体实施例，其流程图如图3所示。

步骤S21，获取视频信号的帧率frameRate。

步骤S22，置图像帧统计索引nFrameIndex＝0。

步骤S23，获取视频信号的制式videoSystem，然后执行步骤S24。

步骤S24，接收一帧视频图像，将图像帧统计索引nFrameIndex加1，然后执行步骤S25。

步骤S25，根据视频信号的制式videoSystem(NTSC或PAL)选择相应的执行程序，如果是NTSC制，则执行步骤S2511，如果是PAL制，则执行步骤S2521。

在步骤S2511，视频信号制式为NTSC，则确定过滤器为FrameNFilter，然后执行步骤S2512。

在本实施例的一种具体实例中，过滤器FrameNFilter的对应值可以为：

const unsigned int FrameNFilter[16]＝{

0x00000000，//0-00 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000

0x00000001，//1-00 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001

0x00008001，//2-00 0000 0000 0000 1000 0000 0000 0001

0x00100401，//3-00 0000 0001 0000 0000 0100 0000 0001

0x00408081，//4-00 0000 0100 0000 1000 0000 1000 0001

0x01041041，//5-00 0001 0000 0100 0001 0000 0100 0001

0x02108421，//6-00 0010 0001 0000 1000 0100 0010 0001

0x04222111，//7-00 0100 0010 0010 0010 0001 0001 0001

0x04488911，//8-00 0100 0100 1000 1000 1001 0001 0001

0x04892249，//9-00 0100 1000 1001 0010 0010 0100 1001

0x09249249，//10-00 1001 0010 0100 1001 0010 0100 1001

0x12925249，//11-01 0010 1001 0010 0101 0010 0100 1001

0x1294A529，//12-01 0010 1001 0100 1010 0101 0010 1001

0x0A54AA55，//13-00 1010 0101 0100 1010 1010 0101 0101

0x152AA555，//14-01 0101 0010 1010 1010 0101 0101 0101

0x15555555 //15-01 0101 0101 0101 0101 0101 0101 0101

}

即该过滤器具有16个过滤器因子，每一行表示一个过滤器因子，每一行中，“//”前面的是用十六进制表示的过滤器因子，“//”后面的注释是前面十六进制数用二进制表示的过滤器因子。每个过滤器因子具有30位，分别用“0”或“1”作为位标识，每个位标识表示其对应的图像帧是否输出，例如“0”表示过滤掉其对应的图像帧。“1”表示输出其对应的图像帧。反之也可以。

步骤S2512，判断nFrameIndex是否大于等于30帧，如果是则执行步骤S2513，否则执行步骤S2514。

步骤S2513，置nFrameIndex为0，然后执行步骤S2514。

步骤S2514，判断图像的帧率frameRate是否为小于等于15帧，如果是则执行步骤S2515，否则执行步骤S2516。

步骤S2515，根据帧率frameRate来选择相关的过滤器因子factor为FrameNFilter[frameRate]，根据过滤器因子来判断当前帧是否输出。具体判断方法为：判断表达式(1)是否为真(true)或假(false)值。真值就是放行帧，假值就是可以过滤掉的帧，然后执行步骤S26。

((FrameNFilter[frameRate]＞＞(nFrameIndex++)) & 0x00000001)，(1)

步骤S2516，当视频帧率的设置为大于15帧而小于30帧时，系统可以根据对称性原则选取相关的过滤器因子FrameNFilter[30-frameRate]，同理，根据过滤器因子来判断当前帧是否输出。具体判断动作为：判断表达式(2)，是否为真(true)或假(false)值。真值就是放行帧，假值就是可以过滤掉的帧，然后执行步骤S26。

((FrameNFilter[30-frameRate]＞＞(nFrameIndex++)) & 0x00000001)，(2)

例如，设置的视频帧率为10，则根据步骤S2515，与该帧率对应的过滤器因子为过滤器的第10行(即第10个因子)，如果当前图像帧的图像帧统计索引等于7，则与当前图像帧对应的是第10个因子的第7位，其位标识是“1”，则输出当前图像帧。如果设置的视频帧率为18，则根据步骤S2516，与该帧率对应的过滤器因子为过滤器的第12行(即第12个因子)，如果当前图像帧的图像帧统计索引等于9，则与当前图像帧对应的是第12个因子的第9位，其位标识是“0”，则过滤掉当前图像帧。

步骤S2521，视频信号制式为PAL，则确定过滤器为FramePFilter，然后执行步骤S2522。在本实施例的一种具体实例中，过滤器FramePFilter的对应值可以为：

const unsigned int FramePFilter[13]＝{

0x00000000，//0 -0 0000 0000 0000 0000 0000 0000

0x00000001，//1 -0 0000 0000 0000 0000 0000 0001

0x00001001，//2 -0 0000 0000 0001 0000 0000 0001

0x00010101，//3 -0 0000 0001 0000 0001 0000 0001

0x00401041，//4 -0 0000 0100 0001 0000 0100 0001

0x00108421，//5 -0 0001 0000 1000 0100 0010 0001

0x00111111，//6 -0 0001 0001 0001 0001 0001 0001

0x00224489，//7 -0 0010 0010 0100 0100 1000 1001

0x00249249，//8 -0 0010 0100 1001 0010 0100 1001

0x00492925，//9 -0 0100 1001 0010 1001 0010 0101

0x009294A5，//10- 0 1001 0010 1001 0100 1010 0101

0x00000001，//11- 0 0100 1010 1010 0101 0101 0101

0x00555555 //12- 0 0101 0101 0101 0101 0101 0101

}

即该过滤器具有13个过滤器因子，每一行表示一个过滤器因子，每一行中，“//”前面的是用十六进制表示的过滤器因子，“//”后面的注释是前面十六进制数用二进制表示的过滤器因子。每个过滤器因子具有25位，分别用“0”或“1”作为位标识，每个位标识表示其对应的图像帧是否输出，例如“0”表示过滤掉其对应的图像帧。“1”表示输出其对应的图像帧。反之也可以。

步骤S2522，假如nFrame Index大于等于25帧，如果是则执行步骤S2523，否则执行步骤S2524。

步骤S2523，置nFrameIndex为0，然后执行步骤S2524。

步骤S2524，判断视频图像的帧率是否小于等于12帧，如果是则执行步骤S2525，否则执行步骤S2526。

步骤S2525，如果视频图像的帧率设置为小于等于12帧，则根据帧率来选择相关的过滤器因子FramePFilter[frameRate]，根据过滤器因子来判断当前帧是否输出。具体判断方法为：判断表达式(3)是否为真(true)或假(false)值。表达式(3)真值就是放行帧，假值就是可以过滤掉的帧，然后执行步骤S26。

((FramePFilter[frameRate]＞＞(nFrameIndex++)) & 0x00000001)，(3)

步骤S2526，假如视频的设置为大于12帧时，系统可以根据对称性原则选取相关的滤波因子FramePFilter[25-frameRate]，同理，根据滤波因子来判断当前帧是否输出。具体判断方法为：判断表达式(4)是否为真(true)或假(false)值。表达式(4)真值就是放行帧，假值就是可以过滤掉的帧，然后执行步骤S26。

((FramePFilter[25-frameRate]＞＞(nFrameIndex++)) & 0x00000001)，(4)

步骤S26，设置是否放行标记di scardFlag，然后执行步骤S27。

步骤S27，根据标记对当前帧进行相关处理后跳转到S24，处理下一帧图像。

根据NTSC和PAL两种电视广播制式和所设置的帧率的大小建立两种不同的帧率过滤器FrameNFilter和FramePFilter，过滤器的放行帧标记为1或0。过滤器的选择原则是：当视频信号输入制式X和帧率N确定后，选择最佳过滤器FrameXFilter和其对应的过滤因子FrameXFilter[N](其中X对应PAL制式或NTSC制式，N代表帧率)，使得视频信号在低帧率的情况下，尽量保持视频图像的连贯性，提高了视频的连续性。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种视频帧率控制方法，其特征在于包括：

A、获取视频信号的帧率；

B、获取视频信号的制式；

C、选择与所述制式相对应的过滤器；

D、在所述过滤器中确定与所述帧率对应的过滤器因子；

E、接收一帧视频图像；

F、根据所述过滤器因子确定是否输出当前接收的视频图像帧；

其中，所述过滤器包括若干过滤器因子，所述过滤器因子的数量大于或等于所述制式的半帧率；所述每个过滤器因子中包括M位标记位，其中M大于或等于所述制式的满帧率；

所述步骤D包括：判断所述帧率是否小于或等于所述制式的半帧率，如果是则根据所述帧率来选择相关的过滤器因子；否则根据对称性原则选取相关的过滤因子。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，循环所述步骤E和F，直到停止接收视频图像。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤E之前还包括将图像帧统计索引置0的步骤，且在每接收一帧视频图像后，将图像帧统计索引加1；所述步骤F包括：

根据图像帧统计索引的值确定所述过滤器因子中的对应位；根据所述对应位的标记确定是否输出当前接收的视频图像帧；

在步骤F之后还包括：判断图像帧统计索引是否大于或等于所述制式的满帧率，如果是，则置图像帧统计索引为0。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，当制式是NTSC制时，所述制式的满帧率为30，所述制式的半帧率为15；当制式是PAL制时，所述制式的满帧率为25，所述制式的半帧率为12。

5.一种视频帧率控制装置，其特征在于包括：

帧率获取单元，用于获取视频信号的帧率；

制式获取单元，用于获取视频信号的制式；

过滤器选择单元，用于选择与所述制式相对应的过滤器；

接收单元，用于接收一帧视频图像；

帧率调节单元，用于根据所述过滤器因子确定是否输出当前接收的视频图像帧；

所述过滤器包括若干过滤器因子，所述过滤器因子的数量大于或等于所述制式的半帧率；所述每个过滤器因子中包括M位标记位，其中M大于或等于所述制式的满帧率；

所述过滤器因子确定单元用于判断所述帧率是否小于或等于所述制式的半帧率，如果是则根据所述帧率来选择相关的过滤器因子；否则根据对称性原则选取相关的过滤器因子。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括：

计数单元，用于在接收视频图像之前将图像帧统计索引置0，并在接收单元每接收一帧视频图像后将图像帧统计索引加1；

所述帧率调节单元还根据图像帧统计索引的值确定所述过滤器因子中的对应位；根据所述对应位的标记确定是否输出当前接收的视频图像帧，然后判断图像帧统计索引是否大于或等于所述制式的满帧率，如果是，则控制计数单元将图像帧统计索引置为0。