CN104184974A - 视频信号亮度显示方法和异常视频信号的筛选方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种视频信号亮度显示方法和异常视频信号的筛选方法及装置，所述的视频信号亮度显示方法包括：在显示目标视频的显示器中选取若干像素点作为目标像素点；构建亮度坐标系，所述坐标系的纵坐标为亮度值，横坐标为每一目标像素点的显示时间，利用目标像素点的亮度值和显示时间在所述坐标系中绘制亮度波形图。所述的异常视频信号的筛选方法是在上述内容的基础上在所述波形图中设置亮度上限值和亮度下限值；对选取的目标像素点的亮度值进行判断，如果存在亮度值大于亮度上限值或小于亮度下限值的目标像素点，则将目标视频判定为异常视频。

Description

视频信号亮度显示方法和异常视频信号的筛选方法及装置

技术领域

本发明涉及图像数据处理领域，具体地说涉及一种视频信号亮度显示方法和异常视频信号的筛选方法及装置。

背景技术

视频信号具有不同的格式，本发明所述的格式是指视频的显示格式，或称为视频的分辨率，例如720p、1080p等，不同格式的视频信号在画面横向和纵向上的有效像素的个数是不同的，所以，用固定尺寸的显示器或窗口显示不同格式的视频信号时，表现出的清晰度也是不同的。

显示器显示视频信号的过程实质是以“Z”型逐个刷新显示像素点的过程，即逐行从左至右的逐个显示每一个像素点的过程，以此规律显示全部的像素点，最终完成对视频信号的显示。

目前，有一些计算机软件可以通过对显示窗口的处理而实现增强视频整体亮度的功能，而并不能获得原始视频的亮度信息，原始视频的亮度是一种很有价值的信息，该信息可以为信号故障检测、设备故障检测等工作提供重要的支持。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于获取并显示出视频信号的原始亮度信息，同时利用该信息判断视频信号是否存在异常。

本发明提供一种视频信号亮度显示方法，包括如下步骤：

在显示目标视频的显示器中选取若干像素点作为目标像素点；

构建亮度坐标系，所述坐标系的纵坐标为亮度值，横坐标为每一目标像素点的显示时间，利用目标像素点的亮度值和显示时间在所述坐标系中绘制亮度波形图。

进一步地，所述在显示目标视频的显示器中选取若干像素点作为目标像素点的步骤为：

在所述显示器依次显示的像素点中每隔N个像素点选取一个作为目标像素点，所述目标视频的格式决定所述N的值，其中：

所述目标视频的格式为480i或576i时，N＝3；

所述目标视频的格式为720p时，N＝7；

所述目标视频的格式为1080p时，N＝13。

优选地，在利用目标像素点的亮度值和显示时间在所述坐标系中绘制亮度波形图的步骤之前，还包括：

按照以下公式对目标像素点的亮度值进行放大：

Y_i＝K*(2ⁿ–Y_o)+Y_o；

其中，Y_i为放大后的亮度值，Y_o为目标像素点的原始亮度值，K为放大系数且K≥0，2ⁿ为所述目标视频的亮度等级。

本发明还提供一种异常视频信号的筛选方法，包括如下步骤：

利用上述视频信号亮度显示方法选取目标像素点并得到亮度波形图；

在所述波形图中设置亮度上限值和亮度下限值；

对选取的目标像素点的亮度值进行判断，如果存在亮度值大于亮度上限值或小于亮度下限值的目标像素点，则将目标视频判定为异常视频。

相应地，本发明提供一种视频信号亮度显示装置，包括：

采集单元，用于在显示目标视频的显示器中选取若干像素点作为目标像素点；

波形绘制单元，用于构建亮度坐标系，所述坐标系的纵坐标为亮度值，横坐标为每一目标像素点的显示时间，并利用所述采集单元选取的目标像素点的亮度值和显示时间在所述坐标系中绘制亮度波形图。

进一步地，所述采集单元具体用于在所述显示器依次显示的像素点中每隔N个像素点选取一个作为目标像素点，所述目标视频的格式决定所述N的值，其中：

所述目标视频的格式为480i或576i时，N＝3；

所述目标视频的格式为720p时，N＝7；

所述目标视频的格式为1080p时，N＝13。

优选地，所述装置还包括：

亮度增强单元，用于在所述波形绘制单元绘制波形图前按照以下公式对目标像素点的亮度值进行放大：

Y_i＝K*(2ⁿ–Y_o)+Y_o；

其中，Y_i为放大后的亮度值，Y_o为目标像素点的原始亮度值，K为放大系数且K≥0，2ⁿ为所述目标视频的亮度等级。

本发明还提供一种异常视频信号的筛选装置，包括：

波形图接收单元，用于接收权利要求6或7所述的视频信号亮度显示装置绘制的波形图；

异常值设置单元，用于在所述波形图中设置亮度上限值和亮度下限值；

异常视频判断单元，用于对选取的目标像素点的亮度值进行判断，如果存在亮度值大于亮度上限值或小于亮度下限值的目标像素点，则将目标视频判定为异常视频。

本发明提供的视频信号亮度显示方法和异常视频信号的筛选方法及装置通过对显示器进行采样获取视频信号的原始亮度信息，并且用波形图的形式进行表示，使视频信号的亮度变化直观可见；同时，本发明设置上下限值对目标视频信号进行检测，可以判断出视频信号是否存在异常。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是视频信号处理装置处理视频信号的数据流向图；

图2是本发明实施例一提供的视频信号亮度显示方法的流程图；

图3是利用本发明实施例提供的视频信号亮度显示方法得到的波形图；

图4是本发明实施例三提供的异常视频信号的筛选方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

本发明所有的实施例可应用于BCM系列监视器中，所述的BCM系列监视器是一种视频信号处理装置，所述的BCM系列监视器中包括FPGA(Field－Programmable Gate Array，即现场可编程门阵列)和视频处理芯片，图1示出了视频信号处理装置处理视频信号的数据流向图，如图1所示，视频信号在传输时通常是以串行方式传输的。所述FPGA接受串行视频信号，将所述串行视频信号转化成并行视频信号，同时对音频信息、TC(Time Code，时码)信息、CC(Closed Caption，隐藏字幕)等信息进行解嵌；所述视频处理芯片接收所述FPGA发送的并行视频信号，对所述信号的色彩空间进行转换，并将转换后的信号驱动液晶屏显示，本发明提供的方法中所述的视频信号为并行视频信号。

实施例一

本实施例提供一种视频信号亮度显示方法，如图2所示，该方法包括如下步骤：

步骤21，在显示目标视频的显示器中选取若干像素点作为目标像素点。

视频信号是由显示器进行显示的，显示器上有多个像素点，例如分辨率为1024x768的显示器，其具有1024x768个像素点。本步骤是从这些像素点中选取若干个作为目标像素点，具体需要选取哪些像素点可以根据视频的格式做进一步设定，视频的格式是指视频的清晰度，例如标清信号(480i、576i)，高清信号(720p、720i、1080i)或全高清信号(1080p)。并且，可以利用一个测试显示器显示所选目标像素点的内容，测试显示器的像素点数量应当大于所选目标像素点的数量。

步骤22，构建亮度坐标系，所述坐标系的纵坐标为亮度值，横坐标为每一目标像素点的显示时间，利用目标像素点的亮度值和显示时间在所述坐标系中绘制亮度波形图。

本步骤是在显示目标视频时监测上述目标像素点的亮度值并绘制出波形图的过程。视频在显示器上进行显示的过程即是每个像素点不断变换显示内容的过程，在此过程中所有像素点的显示顺序是固定的，一个画面显示完成后，显示器立即重新按顺序刷新每一个像素点来显示下一个画面，根据显示器显示视频的过程可以得知，一个时间点上只有一个像素点显示了新的内容，那么则可以根据每个像素点的显示时间和对应的亮度值绘制出一个反应整个视频亮度的波形图，图中每一个时间点都对应一个目标像素点的亮度值。举例来说，在第x秒时，选取的第x个像素点进行显示，其亮度为x；选取的下一个目标像素点y，该点是第y秒进行显示，其亮度为y。如图3所示，按照此方式在坐标系中绘制出所有坐标点，最终将坐标点组成连续的图形即得到所述波形图。

实施例二

本实施例提供一种视频信号亮度显示方法，该方法在上述实施例的基础上，对步骤21提供一种优选的方案，包括：

在所述显示器依次显示的像素点中每隔N个像素点选取一个作为目标像素点，所述目标视频的格式决定所述N的值，具体地：

所述目标视频的格式为480i或576i时，N＝3；

所述目标视频的格式为720p时，N＝7；

所述目标视频的格式为1080p时，N＝13。

对于各种不同格式的视频，本实施例采取了不同的取样率，N＝3则表示对显示器像素点的取样率为1/4；N＝7则表示对显示器像素点的取样率为1/8；N＝13则表示对显示器像素点的取样率为1/14。举例来说，如果显示器屏幕相对于480i的视频来说显示区域过大，那么在显示时，视频的有效像素间的距离就会被拉大，而显卡会把这些空隙填满，也就是进行插值运算，插值得到的像素是根据上下左右的有效像素计算出来的虚拟像素，没有原视频信息；同样的显示器对于1080p的视频来说，其像素点的数量则比较合适，视频的有效像素间被拉大的距离较小或者没有被拉大，所以也就不存在虚拟像素。对于各种不同格式的视频，本发明采取不同的取样率，使选取的像素点分布比较均匀，并且对于各种格式的视频，选取像素点的数量相差不大，以使对不同格式的视频进行处理的过程所需的时间基本相同，便于实际应用。

进一步地，本实施例提供的方法在利用目标像素点的亮度值和显示时间在所述坐标系中绘制亮度波形图的步骤之前，还包括：

按照以下公式对目标像素点的亮度值进行放大：

Y_i＝K*(2ⁿ–Y_o)+Y_o；

其中，Y_i为放大后的亮度值，Y_o为目标像素点的原始亮度值，K为放大系数且K≥0，2ⁿ为所述目标视频的亮度等级。

其中，目标视频的亮度等级取决于表示每个像素的数据位数n。例如n＝8则目标视频中的每个像素由8位数据表示，其亮度等级为128，即像素点从最暗到最亮之间分为128个等级。亮度等级越多，意味着显示器的色空间越大，显示丰富色彩的能力越强，其取值依赖于硬件的数据处理性能，例如A/D转换位数、存储器位数等。由于在实际情况中，目标视频的亮度分布可能比较均匀，在这种情况下，按照上述方法绘制出的波形图的线条可能比较平缓，这种线条平缓的波形图不利于监测人员对视频亮度进行观察，所以本实施例对获取到每一个像素点的亮度值进行增强，利用增强后的亮度值绘制波形图，则可以得到一个变化幅度较大的图像，使视频的亮度走势更加明显。

实施例三

本实施例提供一种异常视频信号的筛选方法，由于视频信号在制作或传输过程中可能被损坏，损坏的视频信号被显示时，通常会表现出亮度异常的现象，但是亮度出现异常的现象会根据视频信号受损的程度而有所不同，例如受损程度较小的视频信号，在显示过程中可能只有其中某几个像素点出现亮度异常，如果依靠检测人员的观察则很难判断出该视频是否存在异常。

如图4所示，本实施例提供的异常视频信号的筛选方法包括：

利用上述的视频信号亮度显示方法选取目标像素点并得到亮度波形图以后，

步骤41，在所述波形图中设置亮度上限值和亮度下限值；

步骤42，对选取的目标像素点的亮度值进行判断，如果存在亮度值大于亮度上限值或小于亮度下限值的目标像素点，则将目标视频判定为异常视频。

经过这一步骤的处理，如果显示器在显示目标视频的过程中，有任意一个像素点的亮度出现了异常，则可以判断出该视频信号可能存在异常。

进一步地，本实施例提供的方法还包括：

步骤43，将亮度值大于亮度上限值或小于亮度下限值的目标像素点判定为异常像素点，并记录所述异常像素点的显示时间。

通过这一步骤的处理可以十分精确地确认异常发生的时间，即某一个像素点亮度出现异常的时间。

实施例四

本实施例提供一种视频信号亮度显示装置，该装置包括：采集单元和波形绘制单元。

其中采集单元用于在显示目标视频的显示器中选取若干像素点作为目标像素点。

波形绘制单元用于构建亮度坐标系，所述坐标系的纵坐标为亮度值，横坐标为每一目标像素点的显示时间，并利用所述采集单元选取的目标像素点的亮度值和显示时间在所述坐标系中绘制亮度波形图。

进一步地，所述采集单元具体用于在所述显示器依次显示的像素点中每隔N个像素点选取一个作为目标像素点，所述目标视频的格式决定所述N的值，其中：

所述目标视频的格式为480i或576i时，N＝3；

所述目标视频的格式为720p时，N＝7；

所述目标视频的格式为1080p时，N＝13。

优选地，所述装置还包括：

亮度增强单元，用于在所述波形绘制单元绘制波形图前按照以下公式对目标像素点的亮度值进行放大：

Y_i＝K*(2ⁿ–Y_o)+Y_o；

其中，Y_i为放大后的亮度值，Y_o为目标像素点的原始亮度值，K为放大系数且K≥0，2ⁿ为所述目标视频的亮度等级。

实施例五

本实施例提供一种异常视频信号的筛选装置，包括：波形图接收单元、异常值设置单元和异常视频判断单元。

其中，波形图接收单元用于接收上述实施例提供的视频信号亮度显示装置绘制的波形图；

异常值设置单元用于在所述波形图中设置亮度上限值和亮度下限值；

异常视频判断单元用于对选取的目标像素点的亮度值进行判断，如果存在亮度值大于亮度上限值或小于亮度下限值的目标像素点，则将目标视频判定为异常视频。

优选地，所述装置还包括：

异常像素点记录单元，用于将亮度值大于亮度上限值或小于亮度下限值的目标像素点判定为异常像素点，并记录所述异常像素点的显示时间。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种视频信号亮度显示方法，其特征在于，包括如下步骤：

在显示目标视频的显示器中选取若干像素点作为目标像素点；

构建亮度坐标系，所述坐标系的纵坐标为亮度值，横坐标为每一目标像素点的显示时间，利用目标像素点的亮度值和显示时间在所述坐标系中绘制亮度波形图。

2.根据权利要求1所述的视频信号亮度显示方法，其特征在于，所述在显示目标视频的显示器中选取若干像素点作为目标像素点的步骤为：

在所述显示器依次显示的像素点中每隔N个像素点选取一个作为目标像素点，所述目标视频的格式决定所述N的值，其中：

所述目标视频的格式为480i或576i时，N＝3；

所述目标视频的格式为720p时，N＝7；

所述目标视频的格式为1080p时，N＝13。

3.根据权利要求1或2所述的视频信号亮度显示方法，其特征在于，在利用目标像素点的亮度值和显示时间在所述坐标系中绘制亮度波形图的步骤之前，还包括：

按照以下公式对目标像素点的亮度值进行放大：

Y_i＝K*(2ⁿ–Y_o)+Y_o；

其中，Y_i为放大后的亮度值，Y_o为目标像素点的原始亮度值，K为放大系数且K≥0，2ⁿ为所述目标视频的亮度等级。

4.一种异常视频信号的筛选方法，其特征在于，包括如下步骤：

利用权利要求1或2所述的视频信号亮度显示方法选取目标像素点并得到亮度波形图；

在所述波形图中设置亮度上限值和亮度下限值；

对选取的目标像素点的亮度值进行判断，如果存在亮度值大于亮度上限值或小于亮度下限值的目标像素点，则将目标视频判定为异常视频。

5.一种视频信号亮度显示装置，其特征在于，包括：

采集单元，用于在显示目标视频的显示器中选取若干像素点作为目标像素点；

波形绘制单元，用于构建亮度坐标系，所述坐标系的纵坐标为亮度值，横坐标为每一目标像素点的显示时间，并利用所述采集单元选取的目标像素点的亮度值和显示时间在所述坐标系中绘制亮度波形图。

6.根据权利要求5所述的视频信号亮度显示装置，其特征在于，所述采集单元具体用于在所述显示器依次显示的像素点中每隔N个像素点选取一个作为目标像素点，所述目标视频的格式决定所述N的值，其中：

所述目标视频的格式为480i或576i时，N＝3；

所述目标视频的格式为720p时，N＝7；

所述目标视频的格式为1080p时，N＝13。

7.根据权利要求5或6所述的视频信号亮度显示装置，其特征在于，所述装置还包括：

亮度增强单元，用于在所述波形绘制单元绘制波形图前按照以下公式对目标像素点的亮度值进行放大：

Y_i＝K*(2ⁿ–Y_o)+Y_o；

其中，Y_i为放大后的亮度值，Y_o为目标像素点的原始亮度值，K为放大系数且K≥0，2ⁿ为所述目标视频的亮度等级。

8.一种异常视频信号的筛选装置，其特征在于，包括：

波形图接收单元，用于接收权利要求6或7所述的视频信号亮度显示装置绘制的波形图；

异常值设置单元，用于在所述波形图中设置亮度上限值和亮度下限值；

异常视频判断单元，用于对选取的目标像素点的亮度值进行判断，如果存在亮度值大于亮度上限值或小于亮度下限值的目标像素点，则将目标视频判定为异常视频。