CN102036093B - 一种3d视频播放方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及3D视频技术领域，公开了一种3D视频播放方法及系统。本发明由于采用了将3D视频节目按照其画面内容运动元素的剧烈程度进行分级，得出运动烈度系数；播放3D视频节目时实时提取当前的运动烈度系数，并根据该提取当前的运动烈度系数控制快门式3D眼镜的开闭速度和3D视频节目视频帧的播放帧率，其可以实现根据3D视频节目的运动烈度系数控制快门式3D眼镜的开闭速度和3D视频节目视频帧的播放帧率，通过与播放内容相关的自适应快门速度调节方法降低长时间观看3D视频引起的健康问题、减轻快门式3D视频观看不适，减少了对用户健康的影响，为用户提供了方便，同时提高了快门式3D眼镜的使用寿命。

Description

一种3D视频播放方法及系统

技术领域

本发明涉及3D视频技术领域，尤其涉及的是一种3D视频播放方法及系统。

背景技术

使用分时技术的快门式（SG）3D成像技术广泛用于3D电视、电影的显示。快门式（SG）3D成像方式的原理是利用快门式3D眼镜依次快速闭合，使左右眼看到不同的电视画面，相互叠加产生3D效果。

但是现有技术在3D视频播放时，由于视觉暂留现象的存在，收看3D电视节目时，人眼会感受到“位置有一定距离但重叠的画面”，这便是造成3D“重影”并直接引发“头晕”的因素。

而在长时间收看快速激烈的运动画面时，头晕和引起疲劳的程度就会加剧。其根本原因之一是现有技术的3D视频播放过程中，快门式3D眼镜使用了相同的快门切换速度，使得观看者眼球不断高速进行焦距调整。长时间观看这种3D节目会引起中风、头晕等健康问题，还包括眼睛干涩、身体不稳、全身乏力、晕眩头疼等短时间的后遗症，容易给用户造成不利影响。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种3D视频播放方法及系统，其可以实现根据3D视频节目的运动烈度系数控制快门式3D眼镜的开闭速度和3D视频节目视频帧的播放帧率，通过与播放内容相关的自适应快门速度调节方法降低长时间观看3D视频引起的健康问题、减轻快门式3D视频观看不适，减少了对用户健康的影响，为用户提供了方便，同时提高了快门式3D眼镜的使用寿命。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种3D视频播放方法，其中，包括步骤：

A、将3D视频节目按照其画面内容运动元素的剧烈程度进行分级，得出运动烈度系数；并在3D视频节目数据流中嵌入画面的运动烈度系数；

B、播放3D视频节目时实时提取当前的运动烈度系数，并根据该提取到的运动烈度系数控制快门式3D眼镜快门的开闭动作和3D视频节目视频帧的播放帧率。

所述的3D视频播放方法，其中，所述步骤A中的将3D视频节目按照其画面内容运动元素的剧烈程度进行分级，得出运动烈度系数还包括：A1、采用自动计算画面内容的帧间相关性方法计算出3D视频节目画面的运动烈度系数。

所述的3D视频播放方法，其中，所述步骤A1具体包括： 

A11、对3D视频节目的相邻两帧画面进行相关性分析，计算得出其相异程度，根据所述相异程度得出相关系数，所述相关系数的取值范围为0～1；

A12、根据所述相关系数得出每一帧图像对应的运动烈度系数；

所述的3D视频播放方法，其中，所述步骤B中的根据该提取到的运动烈度系数控制3D视频节目视频帧的播放帧率具体包括：

B11、将提取的当前运动烈度系数与一预设的与正常视频节目对应的标准运动烈度系数进行比较判断；

B12、当所述运动烈度系数与预设的标准运动烈度系数之差由大变小时，控制3D视频节目视频帧的播放帧率由快变慢。

所述的3D视频播放方法，其中，所述步骤B中的根据该提取到的运动烈度系数控制快门式3D眼镜快门的开闭动作具体包括：

B21、在播放视频节目时，根据3D视频节目视频帧的播放帧率通过同步信号发送单元发送快门同步信号给快门式3D眼镜；

B22、快门式3D眼镜的同步信号接收端接收所述快门同步信号，并根据该接收的快门同步信号发送相应的快门控制指令给快门式3D眼镜的快门控制装置；

B23、快门控制装置根据快门控制指令控制3D眼镜快门进行相应的开闭动作。

所述的3D视频播放方法，其中，所述步骤A中的在3D视频节目数据流中嵌入画面的运动烈度系数包括：

A21、以3D视频节目数据流中每帧图像的时间标签或帧序为图像识别符，与该运动烈度系数共同组成一帧图像的运动烈度标注信息；

A22、按时间顺序排列所有图像的运动烈度标注信息流以组成一个附加信息流，与节目流在同一个物理数据流中合并传输。

所述的3D视频播放方法，其中，所述步骤B中的播放3D视频节目时实时提取当前的运动烈度系数包括：播放视频节目时，将节目流及其附加的信息流分开，并从附加的信息流中按照时间标签或者帧序实时查找到正在播放的图像的运动烈度系数。

一种3D视频播放系统，其中，包括播放装置、及与播放装置连接的快门式3D眼镜；

所述播放装置，一方面用于将3D视频节目按照其画面内容运动元素的剧烈程度进行分级，得出运动烈度系数；并在3D视频节目数据流中嵌入画面的运动烈度系数；另一方面用于在播放3D视频节目时实时提取当前的运动烈度系数，并根据该提取到的运动烈度系数控制快门式3D眼镜快门的开闭动作和3D视频节目视频帧的播放帧率。

所述3D视频播放系统，其中，所述播放装置进一步包括：

运动烈度系数计算单元，用于对3D视频节目的相邻两帧画面进行相关性分析，计算得出其相异程度，根据所述相异程度得出相关系数；并根据所述相关系数得出每一帧图像对应的运动烈度系数；

运动烈度标注单元，用于以3D视频节目数据流中每帧图像的时间标签或帧序为图像识别符，与运动烈度系数共同组成一帧图像的运动烈度标注信息；

传输单元，用于按时间顺序排列所有图像的运动烈度标注信息流以组成一个附加信息流，与节目流在同一个物理数据流中合并传输；

运动烈度系数提取单元，用于播放视频节目时，将节目流及其附加的信息流分开，并从附加的信息流中按照时间标签或者帧序实时查找到正在播放的图像的运动烈度系数；

比较单元，用于将提取的当前运动烈度系数与一预设的与正常视频节目对应的标准运动烈度系数进行比较判断；

视频帧控制单元，用于根据该提取当前的运动烈度系数控制3D视频节目视频帧的播放帧率；

视频显示单元，用于按3D视频节目视频帧控制单元发送的播放帧率，播放所述3D视频节目；

同步信号发送单元，用于根据3D视频节目视频帧的播放帧率发送快门同步信号给快门式3D眼镜。

所述3D视频播放系统，其中，所述快门式3D眼镜进一步包括：

接收与指令产生单元，用于接收快门同步信号，并根据该接收的快门同步信号发送相应的快门控制指令给快门式3D眼镜的快门控制装置；

控制装置，用于接收该接收与指令产生单元发送的控制指令并根据该控制指令控制3D眼镜的快门进行开闭动作。

本发明所提供的3D视频播放方法及系统，由于采用了将3D视频节目按照其画面内容运动元素的剧烈程度进行分级，得出运动烈度系数；并在3D视频节目数据流中嵌入画面的运动烈度系数；播放3D视频节目时实时提取当前的运动烈度系数，并根据该提取当前的运动烈度系数控制快门式3D眼镜的开闭速度和3D视频节目视频帧的播放帧率，其可以实现根据3D视频节目的运动烈度系数控制快门式3D眼镜的开闭速度和3D视频节目视频帧的播放帧率，通过与播放内容相关的自适应快门速度调节方法降低长时间观看3D视频引起的健康问题、减轻快门式3D视频观看不适，减少了对用户健康的影响，为用户提供了方便，同时提高了快门式3D眼镜的使用寿命。

附图说明

图1是本发明实施例的3D视频播放方法流程图。

图2是本发明实施例的3D视频播放方法原理图。

图3是本发明实施例的3D视频播放装置结构框图。

具体实施方式

本发明所提供的一种3D视频播放方法及系统，为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供的一种3D视频播放方法，如图1所示，主要包括以下步骤：

步骤S100、将3D视频节目按照其画面内容运动元素的剧烈程度进行分级，得出运动烈度系数；并在3D视频节目数据流中嵌入画面的运动烈度系数。

譬如、可以采用人工标注或自动计算画面内容的帧间相关性方法评估画面的运动烈度系数值D。

其中，人工标注法就是由专业影视编辑人员根据画面内容的具体情况进行主观评估，给出当前画面的运动烈度系数值D。

而采用自动计算画面内容的帧间相关性方法计算出3D视频节目画面的运动烈度系数具体包括： 

A11、对3D视频节目的相邻两帧画面进行相关性分析，计算得出其相异程度，根据所述相异程度得出相关系数，所述相关系数的取值范围为0～1之间：A12、根据所述相关系数得出每一帧图像对应的运动烈度系数。

当相邻两帧画面相关性越强，即相邻两帧画面差异性越小，相关系数越接近于1，运动烈度系数值D越小；当相关性越小，相邻两帧画面差异性越大，相关系数越接近于0，运动烈度系数值D越大。这样每一帧图像都有对应的一个运动烈度系数值D。

当对每一帧图像得到一对应的运动烈度系数值D后，将其得到的对应的运动烈度系数嵌入该帧图像的画面，所述在3D视频节目数据流中嵌入画面的运动烈度系数包括：

A21、以3D视频节目数据流中每帧图像的时间标签T或帧序S为图像识别符，与该运动烈度系数共同组成一帧图像的运动烈度标注信息；

A22、按时间顺序排列所有图像的运动烈度标注信息流以组成一个附加信息流，与节目流在同一个物理数据流中合并传输。

譬如，如图2所示，在生产、传输节目时，以每帧图像的时间标签T或帧序S为图像识别符，与该运动烈度系数D共同组成一帧图像的运动烈度标注信息（如图2所示对应视频帧1画面数据和视频2画面数据的T1烈度D1、对应视频帧2画面数据和视频3画面数据的T2烈度D2、……、对应视频帧n画面数据和视频n+1画面数据的Tn烈度Dn）。按时间顺序排列的所有图像的运动烈度标注信息流组成一个附加信息流302，与节目流301合并传输。同时，视频内容采用可变帧率的方式制作，以兼容现有的其他产品。

而运动烈度系数值D是对画面内容的一个附加说明。为了不影响原有的节目流，运动烈度系数值D与原有节目在同一个物理数据流中传输，但逻辑流分开，便于终端设备兼容，如图2所示的嵌入了运动烈度系数的3D视频流300。

进一步地，如图1所示，3D视频播放方法还包括：

步骤S200、播放3D视频节目时实时提取当前的运动烈度系数，并根据该提取到的运动烈度系数控制快门式3D眼镜快门的开闭动作和3D视频节目视频帧的播放帧率。

其中，所述步骤S200中的播放3D视频节目时实时提取当前的运动烈度系数包括：播放视频节目时，将节目流及其附加的信息流分开，并从附加的信息流中按照时间标签T或者帧序S实时查找到正在播放的图像的运动烈度系数。

譬如，终端设备在播放3D视频节目时，参见图2，通过终端设备内置的数据流分析单元可以将节目流301及其附加的信息流302分开，并从附加的信息流中按照时间标签T或者帧序S实时查找到正在播放的图像的运动烈度系数值D。

进一步地，步骤200中的根据该提取到的运动烈度系数控制3D视频节目视频帧的播放帧率具体包括：

B11、将提取的当前运动烈度系数与一预设的与正常视频节目对应的标准运动烈度系数进行比较判断；

B12、当所述运动烈度系数与预设的标准运动烈度系数之差由大变小时，控制3D视频节目视频帧的播放帧率由快变慢。

较佳地，可以在先预设一个标准的运动烈度系数D’，该标准的运动烈度系数D’对应正常的视频节目，即运动适中，不剧烈也不平缓，以标准的帧率播放。终端设备根据查找到的运动烈度系数值D实时调整节目播放的帧率，如图2所示控制3D视频流310内的视频帧1画面、视频帧2画面、视频帧3画面、视频帧n画面、视频帧n+1画面的播放的帧率，其中，判断运动烈度系数D与标准运动烈度系数D’之差是指判断两者之差的绝对值。当运动平缓，即运动烈度系数值D相对D’小时：控制节目以一个较低的帧率在视频显示单元播放，左右帧的切换频率低。其中，该较低的帧率是指低于标准帧率，并且当D与D’相差越大时，播放的帧率与标准帧率的偏差越大。当运动剧烈，即运动烈度系数值D相对D’大时：控制节目以一个较高的帧率在视频显示单元播放，左右帧的切换频率高。

而根据该提取到的运动烈度系数控制快门式3D眼镜快门的开闭动作具体包括：

B21、在播放视频节目时，根据3D视频节目视频帧的播放帧率通过同步信号发送单元发送快门同步信号给快门式3D眼镜；

B22、快门式3D眼镜的同步信号接收端接收所述快门同步信号，并根据该接收的快门同步信号发送相应的快门控制指令给快门式3D眼镜的快门控制装置；

B23、快门控制装置根据快门控制指令控制3D眼镜快门进行相应的开闭动作。

譬如、终端设备在播放视频节目时，通过同步信号发送单元发送一个快门同步信号给3D眼镜，如图2所示，该快门同步信号根据3D视频节目视频帧的播放帧率产生，用于控制快门式3D眼镜400的快门开闭，目的是保证快门式3D眼镜400左右眼镜片的开闭速度以及频率与节目的左右帧切换以及帧率同步。进一步地，该快门同步信号也可以直接根据运动烈度系数D产生，控制快门式3D眼镜400左右眼镜片的开闭速度以及频率与当前的运动烈度系数D对应，从而左右眼镜片的开闭速度以及频率也就与节目的左右帧切换以及帧率形成同步。该快门同步信号通过红外或无线方式发送给快门式3D眼镜的接收端，当然该快门同步信号也可以有线连接或者其他方式发送给快门式3D眼镜。

当快门式3D眼镜400的同步信号接收端接收到快门同步信号后，根据快门同步信号发送相应的快门控制指令给快门式3D眼镜400的快门控制装置，控制眼镜快门进行开闭动作。3D眼镜快门的开闭动作控制左右眼镜片的开闭速度以及频率与节目播放左右帧的切换以及帧率同步，因此快门开闭频率与节目播放的帧率都受运动烈度系数D控制。

当相邻画面的差异性越大，运动烈度系数越大，节目播放的帧率越大，快门开闭频率越高；相邻画面的差异性越小，运动烈度系数越小，节目播放的帧率越小，快门开闭频率越低。观看者在观看3D影像时，其眼球焦距的调整过程类似于自然情况下的情形，有慢有快，从而减轻观看不适。

从上可见，本发明实施例的一种3D视频播放方法、通过当所述运动烈度系数大时，控制快门式3D眼镜的开闭速度和3D视频节目视频帧的播放帧率加快，当所述运动烈度系数小时，控制快门式3D眼镜的开闭速度和3D视频节目视频帧的播放帧率变慢。其可以实现根据3D视频节目的运动烈度系数控制快门式3D眼镜的开闭速度和3D视频节目视频帧的播放帧率，通过与播放内容相关的自适应快门速度调节方法降低长时间观看3D视频引起的健康问题、减轻快门式3D视频观看不适，减少了对用户健康的影响，为用户提供了方便，同时提高了快门式3D眼镜的使用寿命。

基于上述实施例的3D视频播放方法，本发明实施例还提供了一种3D视频播放装置，如图3所示，所述3D视频播放系统，其中，包括播放装置500、及与播放装置500连接的快门式3D眼镜400。

所述播放装置500，一方面用于将3D视频节目按照其画面内容运动元素的剧烈程度进行分级，得出运动烈度系数；并在3D视频节目数据流中嵌入画面的运动烈度系数；另一方面用于在播放3D视频节目时实时提取当前的运动烈度系数，并根据该提取当前的运动烈度系数控制快门式3D眼镜的开闭速度和3D视频节目视频帧的播放帧率。

其中，如图3所示，所述播放装置500进一步包括：

运动烈度系数计算单元510，用于对3D视频节目的相邻两帧画面进行相关性分析，计算得出其相异程度，根据所述相异程度得出相关系数；并根据所述相关系数得出每一帧图像对应的运动烈度系数；

运动烈度标注单元520，用于以3D视频节目数据流中每帧图像的时间标签T或帧序S为图像识别符，与运动烈度系数共同组成一帧图像的运动烈度标注信息；

传输单元530，用于按时间顺序排列所有图像的运动烈度标注信息流以组成一个附加信息流，与节目流在同一个物理数据流中合并传输；

运动烈度系数提取单元540，用于播放视频节目时，将节目流及其附加的信息流分开，并从附加的信息流中按照时间标签T或者帧序S实时查找到正在播放的图像的运动烈度系数；

比较单元550，用于将提取的当前运动烈度系数与一预设的与正常视频节目对应的标准运动烈度系数进行比较判断。

视频帧控制单元560，用于根据该提取当前的运动烈度系数控制快门式3D眼镜的开闭速度和3D视频节目视频帧的播放帧率，当所述运动烈度系数与预设的标准运动烈度系数之差由大变小时，控制3D视频节目视频帧的播放帧率由快变慢。

视频显示单元570，用于按3D视频节目视频帧控制单元发送的播放帧率，播放所述3D视频节目；

同步信号发送单元580，用于根据3D视频节目视频帧的播放帧率发送快门同步信号给快门式3D眼镜400。

如图3所示，所述快门式3D眼镜400进一步包括：

接收与指令产生单元410，用于接收快门同步信号，并根据该接收的快门同步信号发送相应的快门控制指令给快门式3D眼镜的快门控制装置；

控制装置420，用于接收该接收与指令产生单元发送的控制指令并根据该控制指令控制3D眼镜的快门进行相应的开闭动作。

综上所述，本发明所提供的3D视频播放方法及系统，由于采用了将3D视频节目按照其画面内容运动元素的剧烈程度进行分级，得出运动烈度系数；并在3D视频节目数据流中嵌入画面的运动烈度系数；播放3D视频节目时实时提取当前的运动烈度系数，并根据该提取当前的运动烈度系数控制快门式3D眼镜的开闭速度和3D视频节目视频帧的播放帧率，其可以实现根据3D视频节目的运动烈度系数控制快门式3D眼镜的开闭速度和3D视频节目视频帧的播放帧率，通过与播放内容相关的自适应快门速度调节方法降低长时间观看3D视频引起的健康问题、减轻快门式3D视频观看不适，减少了对用户健康的影响，为用户提供了方便，同时提高了快门式3D眼镜的使用寿命。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种3D视频播放方法，其特征在于，包括步骤：

A、将3D视频节目按照其画面内容运动元素的剧烈程度进行分级，得出运动烈度系数；并在3D视频节目数据流中嵌入画面的运动烈度系数；

B、播放3D视频节目时实时提取当前的运动烈度系数，并根据该提取到的运动烈度系数控制快门式3D眼镜快门的开闭动作和3D视频节目视频帧的播放帧率；

所述步骤A中的将3D视频节目按照其画面内容运动元素的剧烈程度进行分级，得出运动烈度系数还包括：A1、采用自动计算画面内容的帧间相关性方法计算出3D视频节目画面的运动烈度系数；

    所述步骤A1具体包括： 

A11、对3D视频节目的相邻两帧画面进行相关性分析，计算得出其相异程度，根据所述相异程度得出相关系数，所述相关系数的取值范围为0～1；

A12、根据所述相关系数得出每一帧图像对应的运动烈度系数；

所述步骤B中的根据该提取到的运动烈度系数控制3D视频节目视频帧的播放帧率具体包括：

B11、将提取的当前运动烈度系数与一预设的与正常视频节目对应的标准运动烈度系数进行比较判断；

B12、当所述运动烈度系数与预设的标准运动烈度系数之差由大变小时，控制3D视频节目视频帧的播放帧率由快变慢；

所述步骤B中的根据该提取到的运动烈度系数控制快门式3D眼镜快门的开闭动作具体包括：

B21、在播放视频节目时，根据3D视频节目视频帧的播放帧率通过同步信号发送单元发送快门同步信号给快门式3D眼镜；

B22、快门式3D眼镜的同步信号接收端接收所述快门同步信号，并根据该接收的快门同步信号发送相应的快门控制指令给快门式3D眼镜的快门控制装置；

B23、快门控制装置根据快门控制指令控制3D眼镜快门进行相应的开闭动作。

2.根据权利要求1所述的3D视频播放方法，其特征在于，所述步骤A中的在3D视频节目数据流中嵌入画面的运动烈度系数包括：

A21、以3D视频节目数据流中每帧图像的时间标签或帧序为图像识别符，与该运动烈度系数共同组成一帧图像的运动烈度标注信息；

A22、按时间顺序排列所有图像的运动烈度标注信息流以组成一个附加信息流，与节目流在同一个物理数据流中合并传输。

3.根据权利要求2所述的3D视频播放方法，其特征在于，所述步骤B中的播放3D视频节目时实时提取当前的运动烈度系数包括：播放视频节目时，将节目流及其附加的信息流分开，并从附加的信息流中按照时间标签或者帧序实时查找到正在播放的图像的运动烈度系数。

4.一种3D视频播放系统，其特征在于，包括播放装置、及与播放装置连接的快门式3D眼镜；

所述播放装置，一方面用于将3D视频节目按照其画面内容运动元素的剧烈程度进行分级，得出运动烈度系数；并在3D视频节目数据流中嵌入画面的运动烈度系数；另一方面用于在播放3D视频节目时实时提取当前的运动烈度系数，并根据该提取到的运动烈度系数控制快门式3D眼镜快门的开闭动作和3D视频节目视频帧的播放帧率；

所述播放装置进一步包括：

运动烈度系数计算单元，用于对3D视频节目的相邻两帧画面进行相关性分析，计算得出其相异程度，根据所述相异程度得出相关系数；并根据所述相关系数得出每一帧图像对应的运动烈度系数；

运动烈度标注单元，用于以3D视频节目数据流中每帧图像的时间标签或帧序为图像识别符，与运动烈度系数共同组成一帧图像的运动烈度标注信息；

传输单元，用于按时间顺序排列所有图像的运动烈度标注信息流以组成一个附加信息流，与节目流在同一个物理数据流中合并传输；

运动烈度系数提取单元，用于播放视频节目时，将节目流及其附加的信息流分开，并从附加的信息流中按照时间标签或者帧序实时查找到正在播放的图像的运动烈度系数；

比较单元，用于将提取的当前运动烈度系数与一预设的与正常视频节目对应的标准运动烈度系数进行比较判断；

视频帧控制单元，用于根据该提取当前的运动烈度系数控制3D视频节目视频帧的播放帧率；

视频显示单元，用于按3D视频节目视频帧控制单元发送的播放帧率，播放所述3D视频节目；

同步信号发送单元，用于根据3D视频节目视频帧的播放帧率发送快门同步信号给快门式3D眼镜。

5.根据权利要求4所述3D视频播放系统，其特征在于，所述快门式3D眼镜进一步包括：

接收与指令产生单元，用于接收快门同步信号，并根据该接收的快门同步信号发送相应的快门控制指令给快门式3D眼镜的快门控制装置；

控制装置，用于接收该接收与指令产生单元发送的控制指令并根据该控制指令控制3D眼镜的快门进行开闭动作。

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