CN104375789B - 拼接屏的同步显示方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拼接屏的同步显示方法及系统，在上述方法中，视频输出单元在接收到同步应答信号的时刻，采用基准时钟启动定时器，其中，同步应答信号是在同步控制单元接收到全部视频输出单元发出的同步请求信号后反馈至每个视频输出单元的，基准时钟是在同步控制单元上电后，从同步控制单元获得的；视频输出单元在每隔预设时长采用定时器生成定时标识；视频输出单元按照定时标识对接收到的图像分割块进行同步显示。根据本发明提供的技术方案，改善了整个系统的容错性，提高了整个系统同步显示的准确性。

Description

拼接屏的同步显示方法及系统

技术领域

本发明涉及视频传输和显示技术领域，具体而言，涉及一种拼接屏的同步显示方法及系统。

背景技术

目前，相关技术中通常采用的同步显示系统可以包括：基准时钟电路、帧同步控制电路、叠加控制电路以及至少两个以上显示装置，其可以通过帧同步控制电路完成输出图像的同步，而且基准时钟电路可以有效地避免各个输出装置在分别使用各自的时钟时，发生因频差累积所造成的不同步问题。然而，随着拼接屏的同步显示应用场合和应用场景愈发复杂、呈现多样化，由此也引发了如下技术问题：

问题一、随着系统长时间地运行，如果帧同步控制电路发生异常、出现错误，无法继续发出帧同步控制信号或者已经发出的帧同步控制信号有误，由此将会造成全部显示装置在输出显示环节上发生异步现象，整体显示不统一。

问题二、整个显示系统忽略了对同步容错性的考虑，所谓在多个拼接屏上图像显示的同步性其实是指同一帧视频源图像的不同图像分割块可以在同一个显示刷新周内，在不同的拼接屏上进行同步显示。如果显示图像发送装置因为视频源的插拔或者制式切换，甚至视频输入源图像格式错误等，造成了向显示装置发出了坏帧或者半帧图像的情况时，对于该待显示的完整帧而言，部分显示装置会收到该帧的图像分割块，而其他部分却无法收到该帧的图像分割块。此时全部的显示装置在收到帧同步信号应该如何进行同步显示处理不得而知。如果收到图像块的显示装置继续输出显示，那么在整个拼接屏上就会出现前后不同显示帧的图像分割块在同一个显示帧刷新周期内被显示，从而在视觉上就会出现图像显示内容的不同步。

问题三、对于图像的叠加，其实就是在同一个拼接屏上显示多个不同视频输入源的图像内容，而在显示端基本都是按照视频电子标准协会（VESA）的标准来进行的，如此便会涉及到一个输出帧率的问题，同样也会涉及输入帧率的问题。当不同的视频输入源的帧率不一致时，即假设有的视频输入源的帧率为30，而有的视频输入源的帧率为60，另外，还有部分视频输入源的帧率甚至会发生突变，例如：前一秒还是30，而后一秒可能突变成35（来自网络的图像源，主要由当前的网络环境所决定）。如何在显示端完成各个图像源的正确叠加后实施同步显示也是无法回避的技术难题。例如：帧率为30的视频输入源A和帧率为60的视频输入源B，如果采取输出帧率60进行叠加显示，对于视频输入源A而言，在帧同步信号到来时，各个输出装置如何选择输出显示帧，如何能够确保选择一致，如果不一致，就会出现不同步的问题。

发明内容

本发明提供了一种拼接屏的同步显示方法及系统，以至少解决相关技术中采用同步控制单元对各个视频输出单元进行实时同步控制的方式在同步控制单元发生异常时，各个视频输出单元的同步性将会受到严重影响，同步显示的准确性较差的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种拼接屏的同步显示方法。

根据本发明的拼接屏的同步显示方法包括：视频输出单元在接收到同步应答信号的时刻，采用基准时钟启动定时器，其中，同步应答信号是在同步控制单元接收到全部视频输出单元发出的同步请求信号后反馈至每个视频输出单元的，基准时钟是在同步控制单元上电后，从同步控制单元获得的；视频输出单元在每隔预设时长采用定时器生成定时标识；视频输出单元按照定时标识对接收到的图像分割块进行同步显示。

优选地，在视频输出单元按照定时标识对接收到的图像分割块进行同步显示之前，还包括：视频输出单元判断是否已经接收到与图像分割块对应的起始数据包以及结束数据包，其中，起始数据包是在视频输入单元接收到视频图像帧后生成的，且起始数据包为视频图像帧的起始标识；结束数据包是视频输入单元在按照与该视频输入单元连接的视频输出单元的数量对视频图像帧进行划分，生成与视频输出单元的数量相同的图像分割块之后生成的，且结束数据包为视频图像帧的结束标识，起始数据包和结束数据包用于对视频图像帧进行完整性验证；如果否，则丢弃图像分割块。

优选地，视频输出单元按照定时标识对接收到的图像分割块进行同步显示包括：视频输出单元按照每个图像分割块所归属的视频输入单元对接收到的一个或多个图像分割块分别进行排序并缓存，其中，排序的方式是根据每个图像分割块的接收时间确定的；视频输出单元在定时标识生成时，将每个序列中接收时间最早的图像分割块发送至与该视频输出单元相连接的拼接子屏。

优选地，在视频输出单元接收到同步应答信号之前，还包括：同步控制单元检测与该同步控制单元相连接的全部视频输出单元是否均已发出同步请求信号；如果是，则向每个视频输出单元返回同步应答信号。

优选地，在视频输出单元判断是否已经接收到与图像分割块对应的起始数据包以及结束数据包之前，还包括：视频输入单元在获取到视频图像帧之后，生成起始数据包并向与该视频输入单元相连接的每个视频输出单元发送起始数据包；视频输入单元按照与该视频输入单元相连接的视频输出单元的数量对视频图像帧进行划分，生成与视频输出单元的数量相同的图像分割块；视频输入单元生成结束数据包并向与该视频输入单元相连接的每个视频输出单元发送结束数据包。

根据本发明的另一方面，提供了一种拼接屏的同步显示系统。

根据本发明的拼接屏的同步显示系统包括：视频输出单元；视频输出单元包括：启动模块，用于在接收到同步应答信号的时刻，采用基准时钟启动定时器，其中，同步应答信号是在同步控制单元接收到全部视频输出单元发出的同步请求信号后反馈至每个视频输出单元的，基准时钟是在同步控制单元上电后，从同步控制单元获得的；第一生成模块，用于在每隔预设时长采用定时器生成定时标识；显示模块，用于按照定时标识对接收到的图像分割块进行同步显示。

优选地，视频输出单元还包括：判断模块，用于判断是否已经接收到与图像分割块对应的起始数据包以及结束数据包，其中，起始数据包是在视频输入单元接收到视频图像帧后生成的，且起始数据包为视频图像帧的起始标识；结束数据包是视频输入单元在按照与该视频输入单元连接的视频输出单元的数量对视频图像帧进行划分，生成与视频输出单元的数量相同的图像分割块之后生成的，且结束数据包为视频图像帧的结束标识，起始数据包和结束数据包用于对视频图像帧进行完整性验证；处理模块，用于在判断模块输出为否时，丢弃图像分割块。

优选地，显示模块包括：排序子模块，用于按照每个图像分割块所归属的视频输入单元对接收到的一个或多个图像分割块分别进行排序并缓存，其中，排序的方式是根据每个图像分割块的接收时间确定的；发送子模块，用于在定时标识生成时，将每个序列中接收时间最早的图像分割块发送至与该视频输出单元相连接的拼接子屏。

优选地，上述系统还包括：同步控制单元；同步控制单元包括：检测模块，用于检测与该同步控制单元相连接的全部视频输出单元是否均已发出同步请求信号；反馈模块，用于在检测模块输出为是时，向每个视频输出单元返回同步应答信号。

优选地，上述系统还包括：视频输入单元；视频输入单元包括：第二生成模块，用于在获取到视频图像帧之后，生成起始数据包并向与该视频输入单元相连接的每个视频输出单元发送起始数据包；划分模块，用于按照与该视频输入单元相连接的视频输出单元的数量对视频图像帧进行划分，生成与视频输出单元的数量相同的图像分割块；第三生成模块，用于生成结束数据包并向与该视频输入单元相连接的每个视频输出单元发送结束数据包。

通过本发明，采用视频输出单元在接收到同步应答信号的时刻，采用基准时钟启动定时器，同步应答信号是在同步控制单元接收到全部视频输出单元发出的同步请求信号后反馈至每个视频输出单元的，基准时钟是在同步控制单元上电后，从同步控制单元获得的；视频输出单元在每隔预设时长采用定时器生成定时标识；视频输出单元按照定时标识对接收到的图像分割块进行同步显示，由于每个视频输出单元接收到同步应答信号的时刻相同，即各个视频输出单元的同步显示的起始时间点一致，并且每个视频输出单元获得的基准时钟是相同的，即开启定时器的起始时间点以及采用定时器生成定时标识进行同步显示的时间间隔是一致的，因此，即便同步控制单元发生异常，依然不会对各个视频输出单元的同步显示造成影响，由此解决了相关技术中采用同步控制单元对各个视频输出单元进行实时同步控制的方式在同步控制单元发生异常时，各个视频输出单元的同步性将会受到严重影响，同步显示的准确性较差的问题，进而改善了整个系统的容错性，提高了整个系统同步显示的准确性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的拼接屏的同步显示方法的流程图；

图2是根据本发明优选实施例的视频输出单元自同步模式建立示意图；

图3是根据本发明优选实施例的图像分割块缓存队列对应示意图；

图4是根据本发明优选实施例的坏帧发送示意图；

图5是根据本发明优选实施例的缓存阵列接收图像分割块的更新示意图；

图6是根据本发明优选实施例的视频输入单元进行图像分割发送的示意图；

图7是根据本发明实施例的拼接屏的同步显示系统的结构框图；

图8是根据本发明优选实施例的拼接屏的同步显示系统的结构框图；

图9是根据本发明优选实施例的控制拼接屏幕同步显示的系统架构示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在以下描述中，除非另外指明，否则将参考由一个或多个计算机执行的动作和操作的符号表示来描述本发明的各实施例。其中，计算机包括个人计算机、服务器、移动终端等各种产品，使用了CPU、单片机、DSP等具有处理芯片的设备均可以称为计算机。由此，可以理解，有时被称为计算机执行的这类动作和操作包括计算机的处理单元对以结构化形式表示数据的电信号的操纵。这一操纵转换了数据或在计算机的存储器系统中的位置上维护它，这以本领域的技术人员都理解的方式重配置或改变了计算机的操作。维护数据的数据结构是具有数据的格式所定义的特定属性的存储器的物理位置。然而，尽管在上述上下文中描述本发明，但它并不意味着限制性的，如本领域的技术人员所理解的，后文所描述的动作和操作的各方面也可用硬件来实现。

转向附图，其中相同的参考标号指代相同的元素，本发明的原理被示为在一个合适的计算环境中实现。以下描述基于所述的本发明的实施例，并且不应认为是关于此处未明确描述的替换实施例而限制本发明。

以下实施例可以应用到计算机中，例如：应用到PC中。也可以应用到目前采用了智能操作系统中的移动终端中，并且并不限于此。对于计算机或移动终端的操作系统并没有特殊要求，只要能够检测接触、确定该接触是否与预定规则相符合，以及根据该接触的属性实现相应功能即可。

图1是根据本发明实施例的拼接屏的同步显示方法的流程图。如图1所示，该方法可以包括以下处理步骤：

步骤S102：视频输出单元在接收到同步应答信号的时刻，采用基准时钟启动定时器，其中，同步应答信号是在同步控制单元接收到全部视频输出单元发出的同步请求信号后反馈至每个视频输出单元的，基准时钟是在同步控制单元上电后，从同步控制单元获得的；

步骤S104：视频输出单元在每隔预设时长采用定时器生成定时标识；

步骤S106：视频输出单元按照定时标识对接收到的图像分割块进行同步显示。

相关技术中，采用同步控制单元对各个视频输出单元进行实时同步控制的方式在同步控制单元发生异常时，各个视频输出单元的同步性将会受到严重影响，同步显示的准确性较差。采用如图1所示的方法，视频输出单元在接收到同步应答信号的时刻，采用基准时钟启动定时器，同步应答信号是在同步控制单元接收到全部视频输出单元发出的同步请求信号后反馈至每个视频输出单元的，基准时钟是在同步控制单元上电后，从同步控制单元获得的；视频输出单元在每隔预设时长采用定时器生成定时标识；视频输出单元按照定时标识对接收到的图像分割块进行同步显示，由于每个视频输出单元接收到同步应答信号的时刻相同，即各个视频输出单元的同步显示的起始时间点一致，并且每个视频输出单元获得的基准时钟是相同的，即开启定时器的起始时间点以及采用定时器生成定时标识进行同步显示的时间间隔是一致的，因此，即便同步控制单元发生异常，依然不会对各个视频输出单元的同步显示造成影响，由此解决了相关技术中采用同步控制单元对各个视频输出单元进行实时同步控制的方式在同步控制单元发生异常时，各个视频输出单元的同步性将会受到严重影响，同步显示的准确性较差的问题，进而改善了整个系统的容错性，提高了整个系统同步显示的准确性。

在上述技术方案中，拼接屏指的是一个完整的显示单元，其既可以单独作为显示器使用，又可以采用多个显示单元拼接成超大屏幕使用。图像分割块是指一帧完整的视频源图像需要跨越到多个拼接屏上进行显示，在每个拼接屏上显示该图像帧的一部分，从而称为图像分割块。图像的同步显示是指对于同一帧视频源图像，其不同的图像分割块能够在同一个显示帧刷新周期内在不同的拼接屏上进行同步显示。显示帧刷新周期是指拼接屏每显示一帧图像的时间，例如：假设显示帧率为60Hz时，那么显示帧刷新周期即为1/60秒。帧率是指每秒钟图像产生和显示的帧数。

在优选实施例中，同步控制单元的主要功能在于当整个系统开始启动工作时，接收所有的视频输出单元发送过来的同步请求信号。在接收到全部的同步请求信号之后，同步控制单元会发出一个同步应答标志，通过广播的方式发送到每个视频输出单元，此外，还会发送一个基准时钟到各个视频输出单元。该基准时钟与同步应答信号一样，在整个系统中是唯一的。因为同步应答信号的唯一性，所以各个视频输出单元会使用该标志作为帧定时的起始时刻，然后再采用上述基准时钟进行帧定时。

使用同一个定时基准时钟可以有效避免因为系统长时间的运行所导致的不同视频输出单元在定时过程中出现相互之间的频差累积问题。从相同的系统时刻开始进行帧定时，在每个视频输出单元中产生的帧定时标识也必定是出现在同一时刻的。上述处理机制可以使得在每个视频输出单元中都存在一个无偏差的帧定时器，利用该定时器产生的帧同步标识，每个视频输出单元既可以彼此工作独立，同时又可以在同一个系统时刻发起同样的功能，本发明称之为输出单元进入了自同步模式。在该模式下，即使某个视频输出单元发生异常，甚至同步控制单元出现错误，只要基准时钟存在，整个系统的同步准确性还将继续保持下去。

作为本发明的一个优选实施例，图2是根据本发明优选实施例的视频输出单元自同步模式建立示意图。如图2所示，在系统时间的T1时刻，视频输出单元1发出同步请求。在系统时间的T2时刻，视频输出单元2发出同步请求；因为当前系统中只有两个视频输出单元，所以同步控制单元在T2时刻后，已经接收到了系统中所有的同步请求。随后在系统时间的T3时刻，同步控制单元向所有的视频输出单元反馈同步应答，而且在T3时刻，两个视频输出单元同时接收到了同步应答，因此，T3时刻也就成为了视频输出单元帧定时的起始时刻。系统时间的T4时刻和T5时刻，分别是两次帧定时标识产生的时刻，由于定时的起始时刻是一致，且定时的基准时钟为同一个，因此对于视频输出单元1和视频输出单元2，产生帧定时标识的T4和T5时刻也是相同的，最终自同步模式建立。

优选地，在步骤S106，视频输出单元按照定时标识对接收到的图像分割块进行同步显示之前，还可以包括以下操作：

步骤S1：视频输出单元判断是否已经接收到与图像分割块对应的起始数据包以及结束数据包，其中，起始数据包是在视频输入单元接收到视频图像帧后生成的，且起始数据包为视频图像帧的起始标识；结束数据包是视频输入单元在按照与该视频输入单元连接的视频输出单元的数量对视频图像帧进行划分，生成与视频输出单元的数量相同的图像分割块之后生成的，且结束数据包为视频图像帧的结束标识，起始数据包和结束数据包用于对视频图像帧进行完整性验证；

步骤S2：如果否，则丢弃图像分割块。

在优选实施例中，视频输出单元的主要功能在于当整个系统开始启动工作时，向同步控制单元发送同步请求，而在同步应答信号到来的时刻，利用基准时钟启动帧定时器，等间隔的帧定时标识将会连续不断的产生。此时，视频输出单元进入自同步工作模式。然后视频输出单元可以接收来自于任意视频输入单元的图像分割块及其对应的帧起始数据包和帧结束数据包，并通过缓存队列和帧定时标识的方式去管理已经接收到的全部图像分割块，以实现同一帧视频源图像的不同图像分割块在不同的拼接屏上的同步处理和显示。

需要指出的是，上述在每个图像分割块之前添加的起始数据包以及在每个图像分割块之后添加的结束数据包，其实为图像分割块所属的图像帧的帧起始标识和帧结束标识，对于属于同一个图像帧的不同图像分割块，对应的起始数据包均为同一个，即为帧起始标识，视频输入单元发送图像分割块的过程如下：

视频输入单元首先以广播的方式将生成的帧起始标识，即上述起始数据包发送至每个与该视频输入单元连接的视频输出单元。如果一帧图像被分割成多个（例如：2个）图像分割块，在两个拼接子屏进行显示，则可以先发送图像分割块1到一个视频输出单元，然后再发送图像分割块2到另一个视频输出单元。因此，如果上述两个图像分割块均能生成，则说明视频输入单元当前接收到了一个完整的视频帧，由此可以产生帧结束标识，即为结束数据包。视频输入单元同样以广播的方式将结束数据包发送至每个与该视频输入单元连接的视频输出单元。对于上述两个视频输出单元，如果连续接收到了起始数据包、图像分割块和结束数据包，则说明视频输出单元接收到的图像分割块是有效的，需要进入缓存队列等待显示。而如果第二个图像分割块没有生成出来，那么说明视频输入单元当前没有接收到一个完整的视频帧，这样也就不会产生帧结束标识，即不会生成结束数据包。因此，与该视频输入单元连接的两个视频输出单元都将无法再接收到与上述起始数据包配对的结束数据包。由此，当新的图像帧的起始数据包到达视频输出单元时，之前已经接收到的起始数据包与图像分割块都将被清掉，不会进入缓存队列，从而采用上述机制去避免坏帧或者半帧对同步显示所造成的不良影响。

优选地，在步骤S106中，视频输出单元按照定时标识对接收到的图像分割块进行同步显示可以包括以下步骤：

步骤S3：视频输出单元按照每个图像分割块所归属的视频输入单元对接收到的一个或多个图像分割块分别进行排序并缓存，其中，排序的方式是根据每个图像分割块的接收时间确定的；

步骤S4：视频输出单元在定时标识生成时，将每个序列中接收时间最早的图像分割块发送至与该视频输出单元相连接的拼接子屏。

在优选实施例中，图3是根据本发明优选实施例的图像分割块缓存队列对应示意图。如图3所示，视频输入单元1将一个图像帧的两个图像分割块A1和A2分别发送至视频输出单元1和视频输出单元2。视频输入单元2将一个图像帧的唯一图像分割块B1发送到了视频输出单元2。在上述两个视频输出单元中，将为已经接收到的三种连续的图像分割块开辟三个缓存队列，分别进行存储管理。视频输出单元1建立一个缓存队列Q1存储来自于视频输入单元1的图像分割块A1，视频输出单元2建立两个缓存队列Q2和Q3分别存储来自于视频输入单元1的图像分割块A2以及来自视频输入单元2的图像分割块B1。对于每一个图像分割块，对应到输入视频流，即为连续不断的图像分割块序列，视频流中的每一个图像帧都会产生一个相应的图像分割块，这样的一个图像分割块序列可以按照到来的先后顺序进入到视频输出单元的缓存队列，即最先到达的图像块处于缓存队列的队首。每个视频输出单元都包含独立的帧定时器。

对于上述优选实施例而言，图像显示的同步性主要是指来自于视频输入单元1的图像分割块A1和图像分割块A2的同步显示，而这两个图像分割块是处于不同的视频输出单元的缓存队列Q1和缓存队列Q2中的。因此，同步显示的关键就在于能够在相同的时刻从缓存队列Q1和缓存队列Q2中取出属于同一个图像帧的图像分割块进行显示。在不同的视频输出单元中，可以使用帧定时标识从全部队列（包括：缓存队列Q1和缓存队列Q2）中取出当前位于队首的图像分割块，该帧定时标识是在同一时刻产生的，具体可以参见上述优选实施方式，此处不再赘述。如果缓存队列Q1和缓存队列Q2中的图像分割块都是同时进入队列的，且没有在队列中发生过随意丢失的情况，那么按照在缓存队列中的先到先排队的原则，在同一时刻位于缓存队列Q1和缓存队列Q2队首的必定是属于同一个图像帧的不同图像分割块。

根据本发明的另一个优选实施例，图4是根据本发明优选实施例的坏帧发送示意图。如图4所示，因为每个图像帧唯一的帧起始数据包和帧结束数据包的使用提高了整个系统对于输入源图像的坏帧在同步显示上的容错性和纠错性。如果视频输入单元没有检测到有效的输入源图像，将不会产生帧起始数据包，这样对于视频输出单元而言，由于没有接收到帧起始数据包，因此将不会把任何的来自于视频输入单元的数据放入到缓存队列中。

假设视频输入单元发送了正确的帧起始数据包，而在发送完图像分割块M1之后，由于视频输入制式切换，输入源图像因此而出现错误，不再出现有效数据进入到视频输入单元。此时视频输入单元无法产生图像分割块N1去发送，同样也不会产生帧结束数据包。当制式切换稳定后，新的一帧源图像又将进入到视频输入单元，新的帧起始数据包被广播发送到相关的视频输出单元。此时，对应的视频输出单元因为没有再接收到与之前已经接收到的帧起始标识相配对的帧结束数据包，故而在接收到新的帧起始数据包后，对于已经接收到的上一次的图像分割块M1的视频输出单元1将会丢弃该图像分割块，而不进入缓存队列排队Q1。对于没有接收到图像分割块N1的视频输出单元2，其缓存队列Q2同样没有发生变化，在第二帧的帧结束数据包正确到达上述两个视频输出单元后，在缓存队列Q1中只有图像分割块M2，在视频输出单元2的缓存队列Q2中只有图像分割块N2。由此可见，坏帧的出现并没有影响到缓存队列的工作，使其发生异常，在新的正确的图像分割块和帧起始数据包到来之后，整个系统依旧维持在正确的同步机制下工作。

根据本发明的又一个优选实施例，图5是根据本发明优选实施例的缓存阵列接收图像分割块的更新示意图。如图5所示，图像显示的同步性可以使用各个视频输出单元在自同步模式下的帧定时标识来保证，接下来需要保证的是属于同一个图像帧的不同图像分割块能够在同一时刻进入到不同的缓存队列中去排队。如此便需要采用上文已经提到过的每帧视频图像的帧起始数据包和帧结束数据包被广播发送到对应的视频输出单元来实现。对于每一个缓存队列，只有在接收到帧起始数据包，随后接收到图像分割块，还必须接收到帧结束数据包，才会将已经接收到的图像分割块放入缓存队列中去排队。该图像分割块在不同视频输出单元的缓存队列中排队的同一时刻性则可以由上述广播发送的帧结束数据包来保证。对于同一帧视频源图像，不论被分割成多少个图像分割块，帧起始数据包和帧结束数据包只有唯一的一对，这对数据包如果以广播的方式通过几乎零延时的数据传输交换矩阵后，必定是在同一时刻到达各个视频输出单元的。如此帧结束数据包的到来才会将已经接收到的图像分割块在缓存队列中进行排队，由此可以保证不同缓存队列更新的同一时刻性。

需要说明的是，本发明所采用的存储队列管理机制对于混合帧率输入的视频源的叠层同步处理而言，具备如下两大优势：

优势一、对于低于输出显示帧率的输入视频源在进行叠层处理时，必定会存在同一帧的重复使用，这样图像的流畅性在显示时是尤为重要的。利用在同一时刻，在各个视频输出单元中，该帧的不同图像分割块所对应的缓存队列中的有效块数是一致的来确保低帧率输入视频源的显示流畅性。当然还可以利用相同的倍帧算法来提高低帧率输入视频源的显示流畅性。由于上述倍帧算法并不属于本发明所关注的重点，故而不作详述。

优势二、对于高于输出显示帧率的输入视频源在进行叠层处理时，必定会存在输入视频源的抽帧，对于同一帧的不同图像分割块在出现抽帧的情况下，务必要确保每个视频输出单元抽掉的图像分割块是属于同一帧的，否则即会出现显示结果上的不同步。而上述缓存队列机制在同一时刻，队列中待处理的图像分割块数是一致的，队列中相同位置的图像分割块必定是属于同一帧的。当然还可以利用相同的抽帧算法来实现丢帧后对输入视频源进行平滑显示。由于上述抽帧算法并不属于本发明所关注的重点，故而不作详述。

优选地，在步骤S102，视频输出单元接收到同步应答信号之前，还可以包括以下操作：

步骤S5：同步控制单元检测与该同步控制单元相连接的全部视频输出单元是否均已发出同步请求信号；

步骤S6：如果是，则向每个视频输出单元返回同步应答信号。

在优选实施例中，同步控制单元，与全部视频输出单元相连接，在接收到每个视频输出单元发出的同步请求后，生成整个系统唯一的同步应答信号，并发送至系统中所有的视频输出单元，同时还提供系统工作的唯一基准时钟。

需要说明的是，整个系统内部所有的视频输出单元向同步控制单元发送同步请求信号以及所有的视频输出单元接收到同步应答信号只在系统上电后进行一次。并且，以实现各个视频输出单元能够在同一时刻确定各自定时的起始时刻，从而各个视频输出单元在进入自同步模式之后，系统中的各个视频输出单元对同一帧图像的同步显示不再受到同步控制单元的影响，由此避免在同步控制单元发生异常时，造成整个系统的同步显示出错。

优选地，在步骤S1，视频输出单元判断是否已经接收到与图像分割块对应的起始数据包以及结束数据包之前，还可以包括以下步骤：

步骤S7：视频输入单元在获取到视频图像帧之后，生成起始数据包并向与该视频输入单元相连接的每个视频输出单元发送起始数据包；

步骤S8：视频输入单元按照与该视频输入单元相连接的视频输出单元的数量对视频图像帧进行划分，生成与视频输出单元的数量相同的图像分割块；

步骤S9：视频输入单元生成结束数据包并向与该视频输入单元相连接的每个视频输出单元发送结束数据包。

在优选实施例中，视频输入单元的主要功能在于对视频输入图像源进行采集，并对每一帧图像按照预设配置进行图像分割块的生成，最后按照系统内部的私有传输协议完成图像分割块的封装与发送。需要说明的是，在图像分割块封装传输时，会在发送每一帧的所有图像分割块前添加帧起始数据包，而在发送完每一帧的所有图像分割块后添加帧结束数据包，并且这两种帧标识数据包均以广播的方式发送至每个需要显示当前帧的图像分割块的视频输出单元上。每个视频输出单元只有在接收到完整的相互匹配的帧起始数据包和帧结束数据包之后，才会认定已经接收到一个有效的图像分割块，即该图像分割块会被用来在拼接屏上输出显示。使用同一个图像帧生成的全部图像分割块在不同的拼接屏上显示时，帧起始数据包和帧结束数据包的唯一性对于进入视频输入单元的坏帧与半帧而言，由于不会产生帧结束数据包，从而使得接收到图像分割块的视频输出单元因为没有收到帧结束数据包，因此不会去显示已经收到的图像分割块，进而利用上述处理机制以确保在同步显示时对输入源的容错性。

在优选实施过程中，图6是根据本发明优选实施例的视频输入单元进行图像分割发送的示意图。如图6所示，一路需要进行水平分割的视频输入源图像在进入到视频输入单元1之后，首先生成图像分割块1和图像分割块2，然后分别发送图像分割块1到视频输出单元1以及发送图像分割块2到视频输出单元2，在向视频输出单元1与视频输出单元2发送图像分割块的过程中，在图像分割块1和图像分割块2发送的起始位置与结束位置分别加入了具有相同帧标识的起始数据包和结束数据包。

图7是根据本发明实施例的拼接屏的同步显示系统的结构框图。如图7所示，该系统可以包括：视频输出单元10；视频输出单元10可以包括：启动模块100，用于在接收到同步应答信号的时刻，采用基准时钟启动定时器，其中，同步应答信号是在同步控制单元接收到全部视频输出单元发出的同步请求信号后反馈至每个视频输出单元的，基准时钟是在同步控制单元上电后，从同步控制单元获得的；第一生成模块102，用于在每隔预设时长采用定时器生成定时标识；显示模块104，用于按照定时标识对接收到的图像分割块进行同步显示。

采用如图7所示的系统，解决了相关技术中采用同步控制单元对各个视频输出单元进行实时同步控制的方式在同步控制单元发生异常时，各个视频输出单元的同步性将会受到严重影响，同步显示的准确性较差的问题，进而改善了整个系统的容错性，提高了整个系统同步显示的准确性。

优选地，如图8所示，视频输出单元10还可以包括：判断模块106，用于判断是否已经接收到与图像分割块对应的起始数据包以及结束数据包，其中，起始数据包是在视频输入单元接收到视频图像帧后生成的，且起始数据包为视频图像帧的起始标识；结束数据包是视频输入单元在按照与该视频输入单元连接的视频输出单元的数量对视频图像帧进行划分，生成与视频输出单元的数量相同的图像分割块之后生成的，且结束数据包为视频图像帧的结束标识，起始数据包和结束数据包用于对视频图像帧进行完整性验证；处理模块108，用于在判断模块输出为否时，丢弃图像分割块。

优选地，如图8所示，显示模块104可以包括：排序子模块（图中未示出），用于按照每个图像分割块所归属的视频输入单元对接收到的一个或多个图像分割块分别进行排序并缓存，其中，排序的方式是根据每个图像分割块的接收时间确定的；发送子模块（图中未示出），用于在定时标识生成时，将每个序列中接收时间最早的图像分割块发送至与该视频输出单元相连接的拼接子屏。

优选地，如图8所示，上述系统还可以包括：同步控制单元20；同步控制单元20可以包括：检测模块200，用于检测与该同步控制单元相连接的全部视频输出单元是否均已发出同步请求信号；反馈模块202，用于在检测模块输出为是时，向每个视频输出单元返回同步应答信号。

优选地，如图8所示，上述系统还可以包括：视频输入单元30；视频输入单元30可以包括：第二生成模块300，用于在获取到视频图像帧之后，生成起始数据包并向与该视频输入单元相连接的每个视频输出单元发送起始数据包；划分模块302，用于按照与该视频输入单元相连接的视频输出单元的数量对视频图像帧进行划分，生成与视频输出单元的数量相同的图像分割块；第三生成模块304，用于生成结束数据包并向与该视频输入单元相连接的每个视频输出单元发送结束数据包。

下面结合图9所示的优选实施方式对上述优选实施过程做进一步的描述。

图9是根据本发明优选实施例的控制拼接屏幕同步显示的系统架构示意图。如图9所示，该控制拼接屏幕同步显示系统可以包括：两个视频输入单元，其中，任意一个视频输入单元均可以通过配置连接到全部的视频输出单元。在该优选实施例中，视频输入单元1与视频输出单元1和视频输出单元2相连接，而视频输入单元2仅与视频输出单元2相连接，根据图1所示的配置方式可知，视频输入单元1的图像分割块可以在该系统中的两个视频输出单元中同时显示，而视频输入单元2的图像分割块仅可以在视频输出单元2中进行显示，因此在视频输出单元2中便会出现视频输入单元1与视频输入单元2的图像叠加（即在同一个拼接屏上，在每个帧刷新周期内，显示的图像帧的内容来自于多个不同视频输入源），在视频输出单元1和视频输出单元2中出现了视频输入单元1的不同图像分割块的同步显示。视频输入单元对接收到的帧视频数据可以根据预先配置进行分割和封装处理，然后发送至与该视频输入单元相连接的视频输出单元上进行显示。

在该优选实施例中，数据传输切换矩阵是一个完全由硬件实现的数据切换通路选择控制单元，可以根据当前视频输入单元和视频输出单元的显示对应关系进行数据切换和选通，以该优选实施例所提供的系统架构为例，数据传输切换矩阵可以将视频输入单元1选通到视频输出单元1与视频输出单元2上，使得来自视频输入单元1的数据可以到达上述两个视频输出单元。同理，数据传输切换矩阵也可以将视频输入单元2连通到视频输出单元2上。数据传输切换矩阵采用硬件实现的原因在于，硬件通路对于数据的传输延时几乎为0，仅存在的线路延时对于视频输出单元的处理周期而言是可以忽略不计的。

在该优选实施例中，两个视频输出单元，可以用来接收来自于视频输入单元的图像分割块，通过视频输入图像缓存队列后，对输入的各种帧率的图像分割块进行处理，以实现与当前的输出帧率相匹配。此外，两个视频输出单元均与同步控制单元相连接，在系统起始时刻发出同步请求后，首先完成整个系统中所有视频输出单元的系统同步，然后利用同步控制单元提供的基准时钟完成视频输出单元内部的帧定时自同步。在帧定时自同步建立完成的机制下，可以使用基准时钟完成在该视频输出单元上连接的拼接子屏的图像叠加同步显示。

需要说明的是，在该优选实施例中，仅以两个视频输入单元和两个视频输出单元为例进行示意性说明，其并不构成对本发明的限制，在实际应用过程中可以根据具体的应用场景设置视频输入单元和视频输出单元的数量。

根据本发明所提供的同步显示方法，其在多路视频输入源帧率不一致的情况下，可以按照输出显示帧率完成叠加显示，从而可以确保在显示同步正确性的前提下，能够实现对视频输入源帧丢失的异常情形进行同步修正处理。

从以上的描述中，可以看出，上述实施例实现了如下技术效果（需要说明的是这些效果是某些优选实施例可以达到的效果）：本发明所提供的技术方案能够满足各种应用场合的需求，可以对多路帧率不同的输入源进行处理，完成各自的同步显示；同时由于各个视频输出单元的帧定时自同步的建立，整个系统的同步性不会因为单个输出单元的错误而被破坏；此外由于在输出单元中输入图像源的帧缓存区的使用，以及输入视频单元帧标识的广播发送，消除了因输入图像源中存在的坏帧导致图像显示不同步的错误，进而提高了整个系统的容错性和纠错性。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种拼接屏的同步显示方法，其特征在于，包括：

视频输出单元在接收到同步应答信号的时刻，采用基准时钟启动定时器，其中，所述同步应答信号是在同步控制单元接收到全部视频输出单元发出的同步请求信号后反馈至每个视频输出单元的，所述基准时钟是在所述同步控制单元上电后，从所述同步控制单元获得的，其中，所述每个视频输出单元都包含独立的定时器；

所述视频输出单元在每隔预设时长采用所述定时器生成定时标识，其中，所述视频输出单元产生定时标识的时刻是相同的；

所述视频输出单元按照所述定时标识对接收到的图像分割块进行同步显示。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述视频输出单元按照所述定时标识对接收到的所述图像分割块进行同步显示之前，还包括：

所述视频输出单元判断是否已经接收到与所述图像分割块对应的起始数据包以及结束数据包，其中，所述起始数据包是在视频输入单元接收到视频图像帧后生成的，且所述起始数据包为所述视频图像帧的起始标识；所述结束数据包是所述视频输入单元在按照与该视频输入单元连接的视频输出单元的数量对所述视频图像帧进行划分，生成与所述视频输出单元的数量相同的图像分割块之后生成的，且所述结束数据包为所述视频图像帧的结束标识，所述起始数据包和所述结束数据包用于对所述视频图像帧进行完整性验证；

如果否，则丢弃所述图像分割块。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述视频输出单元按照所述定时标识对接收到的所述图像分割块进行同步显示包括：

所述视频输出单元按照每个图像分割块所归属的视频输入单元对接收到的一个或多个图像分割块分别进行排序并缓存，其中，排序的方式是根据每个图像分割块的接收时间确定的；

所述视频输出单元在所述定时标识生成时，将每个序列中接收时间最早的图像分割块发送至与该视频输出单元相连接的拼接子屏。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述视频输出单元接收到所述同步应答信号之前，还包括：

所述同步控制单元检测与该同步控制单元相连接的全部视频输出单元是否均已发出所述同步请求信号；

如果是，则向每个视频输出单元返回所述同步应答信号。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述视频输出单元判断是否已经接收到与所述图像分割块对应的起始数据包以及结束数据包之前，还包括：

所述视频输入单元在获取到所述视频图像帧之后，生成所述起始数据包并向与该视频输入单元相连接的每个视频输出单元发送所述起始数据包；

所述视频输入单元按照与该视频输入单元相连接的视频输出单元的数量对所述视频图像帧进行划分，生成与所述视频输出单元的数量相同的图像分割块；

所述视频输入单元生成所述结束数据包并向与该视频输入单元相连接的每个视频输出单元发送所述结束数据包。

6.一种拼接屏的同步显示系统，其特征在于，包括：视频输出单元；

所述视频输出单元包括：

启动模块，用于在接收到同步应答信号的时刻，采用基准时钟启动定时器，其中，所述同步应答信号是在同步控制单元接收到全部视频输出单元发出的同步请求信号后反馈至每个视频输出单元的，所述基准时钟是在所述同步控制单元上电后，从所述同步控制单元获得的，其中，所述每个视频输出单元都包含独立的定时器；

第一生成模块，用于在每隔预设时长采用所述定时器生成定时标识，其中，所述视频输出单元产生定时标识的时刻是相同的；

显示模块，用于按照所述定时标识对接收到的图像分割块进行同步显示。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述视频输出单元还包括：

判断模块，用于判断是否已经接收到与所述图像分割块对应的起始数据包以及结束数据包，其中，所述起始数据包是在视频输入单元接收到视频图像帧后生成的，且所述起始数据包为所述视频图像帧的起始标识；所述结束数据包是所述视频输入单元在按照与该视频输入单元连接的视频输出单元的数量对所述视频图像帧进行划分，生成与所述视频输出单元的数量相同的图像分割块之后生成的，且所述结束数据包为所述视频图像帧的结束标识，所述起始数据包和所述结束数据包用于对所述视频图像帧进行完整性验证；

处理模块，用于在所述判断模块输出为否时，丢弃所述图像分割块。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述显示模块包括：

排序子模块，用于按照每个图像分割块所归属的视频输入单元对接收到的一个或多个图像分割块分别进行排序并缓存，其中，排序的方式是根据每个图像分割块的接收时间确定的；

发送子模块，用于在所述定时标识生成时，将每个序列中接收时间最早的图像分割块发送至与该视频输出单元相连接的拼接子屏。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：所述同步控制单元；

所述同步控制单元包括：

检测模块，用于检测与该同步控制单元相连接的全部视频输出单元是否均已发出所述同步请求信号；

反馈模块，用于在所述检测模块输出为是时，向每个视频输出单元返回所述同步应答信号。

10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：所述视频输入单元；

所述视频输入单元包括：

第二生成模块，用于在获取到所述视频图像帧之后，生成所述起始数据包并向与该视频输入单元相连接的每个视频输出单元发送所述起始数据包；

划分模块，用于按照与该视频输入单元相连接的视频输出单元的数量对所述视频图像帧进行划分，生成与所述视频输出单元的数量相同的图像分割块；

第三生成模块，用于生成所述结束数据包并向与该视频输入单元相连接的每个视频输出单元发送所述结束数据包。