CN110166808B - 一种解决晶振误差导致视频不同步的方法、装置及解码设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种解决晶振误差导致视频不同步的方法、装置及解码设备。该方法包括如下步骤：获取输入的编码信号的第一实际帧率或在时间T内的第一实际帧数，获取输出的解码信号的第二实际帧率或在时间T内的第二实际帧数；比较所述第一实际帧率/帧数和第二实际帧率/帧数，若所述第一实际帧率/帧数大于第二实际帧率/帧数，则对输入后的编码信号和/或输出前的解码信号进行丢帧处理，使输出的解码信号具有第三实际帧率或在时间T内具有第三实际帧数，其中所述第三实际帧率/帧数小于或等于第二实际帧率/帧数。该方法具有低成本、低延迟的优势。

Description

一种解决晶振误差导致视频不同步的方法、装置及解码设备
技术领域
本发明涉及视频矩阵领域，尤其涉及一种解决晶振误差导致视频不同步的方法、装置及解码设备。
背景技术
如图1所示，视频矩阵系统包括依次通讯连接的编码设备、矩阵网络设备和解码设备，摄像头、个人电脑等视频源设备输出的视频信号由与其连接的编码设备进行编码处理形成编码信号后输出给矩阵网络设备，然后所述矩阵网络设备通过矩阵网络将编码信号转发给对应的解码设备，由所述解码设备对编码信号进行解码处理形成解码信号后输出给显示设备。
在所述视频源设备通过其HDMI接口输出的视频信号中会附带一个Timing1（时序参数1），Timing1中记录有视频信号的分辨率和帧率。所述编码设备在对视频信号进行编码处理时，会对按照Timing1对视频信号进行编码。同样的，在所述解码设备通过其HDMI接口输出的解码信号中会附带一个Timing2（时序参数2），Timing2中记录有解码信号的分辨率和帧率。所述解码设备在将解码信号输出给所述显示设备时，会按照Timing2对解码信号进行输出。
但是，Timing1和Timing2中的帧率仅是理想值或标准值，所述编码设备和解码设备是通过各自的时钟晶振来进行严格控制各自帧率的，由于时钟晶振存在误差（±20PPM为正品标准），实际上编码信号和解码信号的实际帧率并不等于Timing1和Timing2中的帧率。
在现有技术中，一般通过在所述编码设备和解码设备之间采用支持时钟同步的芯片去做晶振误差的校准，让所述编码设备和解码设备工作在同一个理想的时钟频率上，但是，这样做有两个问题：1、增加了成本（芯片物料上的）；2、Timing1和Timing2不一致导致的视频延迟问题，比如Timing1中的帧率为60帧/s，而Timing2中的帧率为59.94帧/s，所述编码设备会比解码设备每小时多出216帧，即每小时慢3s多，而且这个延迟还会随着时间不短积累。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足，本发明提供一种解决晶振误差导致视频不同步的方法、装置及解码设备，具有低成本、低延迟的优势。
本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：
一种解决晶振误差导致视频不同步的方法，包括如下步骤：
获取输入的编码信号的第一实际帧率或在时间T内的第一实际帧数，获取输出的解码信号的第二实际帧率或在时间T内的第二实际帧数；
比较所述第一实际帧率/帧数和第二实际帧率/帧数，若所述第一实际帧率/帧数大于第二实际帧率/帧数，则对输入后的编码信号和/或输出前的解码信号进行丢帧处理，使输出的解码信号具有第三实际帧率或在时间T内具有第三实际帧数，其中所述第三实际帧率/帧数小于或等于第二实际帧率/帧数。
进一步地，获取所述第一实际帧数的方法包括如下步骤：
统计输入的编码信号，得到输入的编码信号在时间T内的第一实际帧数E1。
进一步地，获取所述第二实际帧数的方法包括如下步骤：
检测输出的解码信号，得到输出的解码信号的浮点数f2；
依据得到的浮点数f2，计算所述第二实际帧率F2=f2*[1-（2*M/1000000）] ，其中M为晶振误差值；
依据得到的第二实际帧率F2，计算所述第二实际帧数E2=T*F2。
进一步地，获取所述第一实际帧率的方法包括如下步骤：
统计输入的编码信号，得到输入的编码信号在时间T内的第一实际帧数E1；
依据得到的第一实际帧数E1，计算所述第一实际帧率F1=E1/T。
进一步地，获取所述第二实际帧率的方法包括如下步骤：
检测输出的解码信号，得到输出的解码信号的浮点数f2；
依据得到的浮点数f2，计算所述第二实际帧率F2=f2*[1-（2*M/1000000）] ，其中M为晶振误差值。
进一步地，在进行丢帧处理时，若对所述编码信号进行丢帧，则将所述编码信号中当前图像组的最后N个普通帧丢弃，N≥1。
进一步地，在进行丢帧处理时，若对所述解码信号进行丢帧，则可将所述解码信号中的任意N个视频帧丢弃，N≥1。
进一步地，在获取所述第一实际帧率/帧数和第二实际帧率/帧数后，比较所述第一实际帧率/帧数和第二实际帧率/帧数前，还包括步骤：
将输入后的编码信号和/或输出前的解码信号的PTS转换为以秒为单位的P值，然后计算P/Q的余值，若所述余值为0，则比较所述第一实际帧率/帧数和第二实际帧率/帧数，其中Q值为丢帧判断的执行周期，单位为秒。
一种解决晶振误差导致视频不同步的装置，包括处理器和连接于所述处理器的存储器，所述存储器内储存有供所述处理器执行的计算机程序；所述处理器执行该计算机程序时，进行上述的解决晶振误差导致视频不同步的方法。
一种解决晶振误差导致视频不同步的解码设备，包括上述的解决晶振误差导致视频不同步的装置。
本发明具有如下有益效果：该方法基于输入的编码信号和输出的解码信号的实际帧率或实际帧数，通过比较判断两者的实际帧率或实际帧数而对输入后的编码信号和/或输出前的解码信号进行丢帧处理，通过软件方式解决了晶振误差导致视频不同步的问题，成本较低，且延迟不会积累。
附图说明
图1为现有的视频矩阵系统的示意图；
图2为本发明提供的一方法步骤图；
图3为本发明提供的另一方法步骤图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。
实施例一
一种解决晶振误差导致视频不同步的方法，应用于视频矩阵系统中。如图1所示，该视频矩阵系统包括依次通讯连接的编码设备、矩阵网络设备和至少一解码设备，其中
所述编码设备，用于从与其通讯连接的视频源设备中获取视频信号，然后对输入的视频信号进行编码处理，形成编码信号后输出；
所述矩阵网络设备，用于通过矩阵网络将所述编码设备输出的编码信号转发给至少一所述解码设备；
所述解码设备，用于对输入的编码信号进行解码处理，形成解码信号后输出给与其通讯连接的显示设备。
所述视频源设备包括但不限于摄像头、个人电脑等，所述显示设备包括但不限于显示器、投影仪等；所述编码设备输出的编码信号可以由一个解码设备进行解码处理，以在一个显示设备上进行显示，也可以由多个解码设备分别同时进行解码处理，以在多个显示设备上同时进行显示。
如图2所示，该方法包括如下步骤：
S1：获取输入的编码信号的第一实际帧率或在时间T内的第一实际帧数，获取输出的解码信号的第二实际帧率或在时间T内的第二实际帧数；
在该步骤S1中，输入的编码信号指的是从所述解码设备的输入接口输入到所述解码设备内的编码信号，输出的解码信号指的是从所述解码设备的输出接口输出到所述解码设备外的解码信号。
在一具体实施方式中，对于输入的编码信号，获取的是第一实际帧率，对于输出的解码信号，获取的是第二实际帧率；在另一具体实施方式中，对于输入的编码信号，获取的是在时间T内的第一实际帧数，对于输出的解码信号，获取的是在时间T内的第二实际帧率。
其中，获取所述第一实际帧数的方法包括如下步骤：
S11a：统计输入的编码信号，得到输入的编码信号在时间T内的第一实际帧数E1；
在该步骤S11a中，所述解码设备通过监控其输入接口，以实时统计所述编码信号在时间T内输入的视频帧的数量。
所述解码设备的输入接口为HDMI接口。
而在获取所述第一实际帧数的基础上，获取所述第一实际帧率的方法还包括如下步骤：
S12a：依据得到的第一实际帧数E1，计算所述第一实际帧率F1=E1/T。
另外，获取所述第二实际帧率的方法包括如下步骤：
S11b：检测输出的解码信号，得到输出的解码信号的浮点数f2；
在该步骤S11b中，所述解码设备通过监控其输出接口，以实时采集所述解码信号的Timing2（时序参数2）中的浮点数f2。
所述解码设备的输出接口为HDMI接口。
S12b：依据得到的浮点数f2，计算所述第二实际帧率F2=f2*[1-（2*M/1000000）] ，其中M为晶振误差值；
在该步骤S12b中，所述晶振误差值既可以是所述解码设备所使用的时钟晶振的实际误差值，也可以是正品时钟晶振所允许的最大误差值，由于所述时钟晶振的实际误差值较难获得，因此所述晶振误差值M可统一采用正品时钟晶振所允许的最大误差值（一般为±20ppm，即M=20）作为固定值。
而在获取所述第二实际帧率的基础上，获取所述第二实际帧数的方法还包括如下步骤：
S12c：依据得到的第二实际帧率F2，计算所述第二实际帧数E2=T*F2。
S3：比较所述第一实际帧率/帧数和第二实际帧率/帧数，若所述第一实际帧率/帧数大于第二实际帧率/帧数，则对输入后的编码信号和/或输出前的解码信号进行丢帧处理，使输出的解码信号具有第三实际帧率或在时间T内具有第三实际帧数，其中所述第三实际帧率/帧数小于或等于第二实际帧率/帧数。
在一具体实施方式中，在上一步骤S1中获取的是所述第一实际帧率和第二实际帧率，则在该步骤S3中将所述第一实际帧率和第二实际帧率进行比较，若所述第一实际帧率大于第二实际帧率，则对输入后的编码信号和/或输出前的解码信号进行丢帧处理，使输出的解码信号具有第三实际帧率，其中所述第三实际帧率小于或等于第二实际帧率。
在另一具体实施方式中，在上一步骤S1中获取的是所述第一实际帧数和第二实际帧数，则在该步骤S3中将所述第一实际帧数和第二实际帧数进行比较，若所述第一实际帧数大于第二实际帧数，则对输入后的编码信号和/或输出前的解码信号进行丢帧处理，使输出的解码信号在时间T内具有第三实际帧数，其中所述第三实际帧数小于或等于第二实际帧数。
在该步骤S3中，所述解码设备对已从其输入接口输入但未解码的编码信号进行丢帧处理，和/或，对已解码但未从其输出接口输出的解码信号进行丢帧处理，也就是说丢帧处理的次数可以为一次，也可以为两次，一次的话，可对已输入但为解码的编码信号进行丢帧处理，也可对已解码但未输出的解码信号进行丢帧处理，两次的话，分别对已输入但为解码的编码信号和已解码但未输出的解码信号各进行一次丢帧处理。
在进行丢帧处理时，若对所述编码信号进行丢帧，则将所述编码信号中当前图像组的最后N个普通帧丢弃，N≥1，比如将所述视频组的最后一个普通帧或最后两个普通帧丢弃，以保证被丢弃的普通帧不作为任何帧的解码参考帧，防止丢帧后出现花屏。
所述编码信号采用H264编码格式，以多个视频帧构成一个视频组（GOP），每个视频组中的第一个视频帧为关键帧，其余视频帧均为普通帧，后一个普通帧均以前一个普通帧作为解码参考帧。
在进行丢帧处理时，若对所述解码信号进行丢帧，则可将所述解码信号中的任意N个视频帧丢弃，N≥1。
如图3所示，在另一优选方案中，在步骤S1和步骤S3之间，还包括步骤：
S2：将输入后的编码信号和/或输出前的解码信号的PTS（显示时间戳）转换为以秒为单位的P值，然后计算P/Q的余值，若所述余值为0，则进行步骤S3，若所述余值不为0，则不进行步骤S3，其中Q值为丢帧判断的执行周期，单位为秒。
该方法中的步骤S1是实时不间断进行的，而步骤S2和步骤S3是按照预先设定的执行周期进行的，而丢帧判断指的就是步骤S2和步骤S3，比如所述解码设备中预定设定为每60秒执行一次丢帧判断（步骤S2和步骤S3），则Q=60。
该方法通过计算P/Q的余值，只有在余值为0时才执行步骤S3以比较所述第一实际帧率/帧数和第二实际帧率/帧数，可以保证若同一路编码信号在至少两个解码设备中均需要进行丢帧处理时，各个解码设备所丢弃的是所述编码信号相同的普通帧。
该方法基于输入的编码信号和输出的解码信号的实际帧率或实际帧数，通过比较判断两者的实际帧率或实际帧数而对输入后的编码信号和/或输出前的解码信号进行丢帧处理，通过软件方式解决了晶振误差导致视频不同步的问题，成本较低，且延迟不会积累。
实施例二
一种解决晶振误差导致视频不同步的装置，包括处理器和连接于所述处理器的存储器，所述存储器内储存有供所述处理器执行的计算机程序；所述处理器执行该计算机程序时，进行实施例一所述的解决晶振误差导致视频不同步的方法。
实施例三
一种解决晶振误差导致视频不同步的解码设备，包括实施例二所述的解决晶振误差导致视频不同步的装置。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种解决晶振误差导致视频不同步的方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取输入的编码信号的第一实际帧率，获取输出的解码信号的第二实际帧率；
比较所述第一实际帧率和第二实际帧率，若所述第一实际帧率大于第二实际帧率，则对输入后的编码信号和/或输出前的解码信号进行丢帧处理，使输出的解码信号具有第三实际帧率，其中所述第三实际帧率小于或等于第二实际帧率；
其中，获取所述第二实际帧率的方法包括如下步骤：
检测输出的解码信号，得到输出的解码信号的浮点数f2，通过监控解码设备的输出接口，以实时采集所述解码信号的时序参数Timing2中的浮点数f2；
依据得到的浮点数f2，计算所述第二实际帧率F2=f2*[1-（2*M/1000000）] ，其中M为晶振误差值，所述晶振误差值为所述解码设备所使用的时钟晶振的实际误差值，或者为正品时钟晶振所允许的最大误差值。
2.根据权利要求1所述的解决晶振误差导致视频不同步的方法，其特征在于，获取所述第一实际帧率的方法包括如下步骤：
统计输入的编码信号，得到输入的编码信号在时间T内的第一实际帧数E1；
依据得到的第一实际帧数E1，计算所述第一实际帧率F1=E1/T。
3.根据权利要求1所述的解决晶振误差导致视频不同步的方法，其特征在于，在进行丢帧处理时，若对所述编码信号进行丢帧，则将所述编码信号中当前图像组的最后N个普通帧丢弃，N≥1。
4.根据权利要求1所述的解决晶振误差导致视频不同步的方法，其特征在于，在进行丢帧处理时，若对所述解码信号进行丢帧，则可将所述解码信号中的任意N个视频帧丢弃，N≥1。
5.根据权利要求1所述的解决晶振误差导致视频不同步的方法，其特征在于，在获取所述第一实际帧率和第二实际帧率后，比较所述第一实际帧率和第二实际帧率前，还包括步骤：
将输入后的编码信号和/或输出前的解码信号的PTS转换为以秒为单位的P值，然后计算P/Q的余值，若所述余值为0，则比较所述第一实际帧率和第二实际帧率，其中Q值为丢帧判断的执行周期，单位为秒。
6.一种解决晶振误差导致视频不同步的方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取输入的编码信号在时间T内的第一实际帧数，获取输出的解码信号在时间T内的第二实际帧数；
比较所述第一实际帧数和第二实际帧数，若所述第一实际帧数大于第二实际帧数，则对输入后的编码信号和/或输出前的解码信号进行丢帧处理，使输出的解码信号在时间T内具有第三实际帧数，其中所述第三实际帧数小于或等于第二实际帧数；
其中，获取所述第二实际帧数的方法包括如下步骤：
检测输出的解码信号，得到输出的解码信号的浮点数f2，通过监控解码设备的输出接口，以实时采集所述解码信号的时序参数Timing2中的浮点数f2；
依据得到的浮点数f2，计算所述第二实际帧率F2=f2*[1-（2*M/1000000）] ，其中M为晶振误差值，所述晶振误差值为所述解码设备所使用的时钟晶振的实际误差值，或者为正品时钟晶振所允许的最大误差值；
依据得到的第二实际帧率F2，计算所述第二实际帧数E2=T*F2。
7.根据权利要求6所述的解决晶振误差导致视频不同步的方法，其特征在于，获取所述第一实际帧数的方法包括如下步骤：
统计输入的编码信号，得到输入的编码信号在时间T内的第一实际帧数E1。
8.根据权利要求6所述的解决晶振误差导致视频不同步的方法，其特征在于，在进行丢帧处理时，若对所述编码信号进行丢帧，则将所述编码信号中当前图像组的最后N个普通帧丢弃，N≥1。
9.根据权利要求6所述的解决晶振误差导致视频不同步的方法，其特征在于，在进行丢帧处理时，若对所述解码信号进行丢帧，则可将所述解码信号中的任意N个视频帧丢弃，N≥1。
10.根据权利要求6所述的解决晶振误差导致视频不同步的方法，其特征在于，在获取所述第一实际帧数和第二实际帧数后，比较所述第一实际帧数和第二实际帧数前，还包括步骤：
将输入后的编码信号和/或输出前的解码信号的PTS转换为以秒为单位的P值，然后计算P/Q的余值，若所述余值为0，则比较所述第一实际帧数和第二实际帧数，其中Q值为丢帧判断的执行周期，单位为秒。
11.一种解决晶振误差导致视频不同步的装置，包括处理器和连接于所述处理器的存储器，所述存储器内储存有供所述处理器执行的计算机程序；其特征在于，所述处理器执行该计算机程序时，进行权利要求1-10中任一所述的解决晶振误差导致视频不同步的方法。
12.一种解决晶振误差导致视频不同步的解码设备，其特征在于，包括权利要求11所述的解决晶振误差导致视频不同步的装置。
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