CN111818312B - 一种可变视域的超高清视频监视转换装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可变视域的超高清视频监视转换装置和系统，包括信号接收模块接收超高清视频信号；缓存模块接收并缓存超高清视频信号的每帧视频图像；显示调节模块调节针对于视频图像的显示参数，以确定用户对视频图像的感兴趣区域；核心处理模块从缓存模块中获取超高清视频信号的视频图像，并从视频图像中提取感兴趣区域的图像，对感兴趣区域的图像进行混叠处理得到混叠图像，将混叠图像发送至所述显示缓存模块；信号输出模块从显示缓存模块中读取混叠图像，对该混叠图像进行预处理后发送至信号接收设备，以使信号接收设备显示预处理后的混叠图像。本发明可以对感兴趣区域的图像进行点对点像素级的查看，从而便于准确监看视频画面的局部质量。

Description

一种可变视域的超高清视频监视转换装置和系统

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其是涉及一种可变视域的超高清视频监视转换装置和系统。

背景技术

由于8K视频信号的分辨率高，导致8K分辨率的视频监视器制造成本昂贵。目前大量已经在使用的4K分辨率或者HD（High Definition，高分辨率）分辨率的视频监视器，由于没有8K的输入接口，且无法处理8K视频内容，因此无法在8K制作环境中使用。基于此，用户迫切需要一种成本相对较低的8K视频监视器。

目前存在有一些支持8K视频输入的、4K分辨率或者HD分辨率的视频监视器，但这些视频监视器只能实现8K视频的整体缩小和整体显示，无法实现8K视频的像素级别的查看，对于8K视频拍摄制作过程中，准确观察是否准确聚焦、以及精确观察视频画面的质量带来很大困扰。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可变视域的超高清视频监视转换装置和系统，以实现8K视频的像素级别的查看，有利于精确观察视频画面的质量。

第一方面，本发明实施例提供一种可变视域的超高清视频监视转换装置，该装置包括：信号接收模块、缓存模块、核心处理模块、显示缓存模块、显示调节模块和信号输出模块；缓存模块分别与信号接收模块和核心处理模块连接；核心处理模块还分别与显示缓存模块和显示调节模块连接；显示缓存模块还与信号输出模块连接；信号接收模块用于接收超高清视频信号，并将超高清视频信号的每帧视频图像发送给缓存模块；缓存模块用于接收并缓存超高清视频信号的每帧视频图像；显示调节模块用于调节针对于视频图像的显示参数，以通过显示调节模块，确定用户对视频图像的感兴趣区域，并将感兴趣区域发送给核心处理模块；核心处理模块用于从缓存模块中获取超高清视频信号的每帧视频图像，并从视频图像中提取感兴趣区域的图像；并对感兴趣区域的图像进行混叠处理，得到混叠图像，将混叠图像发送至显示缓存模块；显示缓存模块用于缓存混叠图像；信号输出模块，用于从显示缓存模块中读取混叠图像，对混叠图像进行预处理后，从信号输出模块的输出端口输出，供外接的信号接收设备显示预处理后的混叠图像。

在可选的实施方式中，上述核心处理模块包括下变换单元和混叠单元；下变换单元用于对缓存模块中的超高清视频信号的视频图像对应的整幅图像进行下变换处理，得到分辨率缩小的视频图像对应的整幅图像；混叠单元用于对分辨率缩小的视频图像对应的整幅图像和感兴趣区域的图像进行混叠处理，得到混叠图像；混叠处理的方式包括：使用感兴趣区域的图像覆盖或者替换对应位置的分辨率缩小的视频图像对应的整幅图像中的数据。

在可选的实施方式中，上述核心处理模块还包括测量指标生成单元；测量指标生成单元用于根据用户选择的测量指标，对从缓存模块中获取的视频图像对应的整幅图像进行处理，得到测量指标图像；测量指标包括颜色直方图、波形图、矢量图、伪彩色、斑马线、辅助聚焦等辅助信息；在需要显示测量指标的情况下，混叠单元用于对测量指标图像，以及分辨率缩小的视频图像对应的整幅图像和/或感兴趣区域的图像进行混叠处理，并将混叠后的图像保存至显示缓存模块；混叠处理的方式包括：使用测量指标图像数据覆盖或者替换对应位置的所述分辨率缩小的视频图像对应的整幅图像中的数据；和/或，使用测量指标图像数据覆盖或者替换对应位置的感兴趣区域的图像中的数据。

在可选的实施方式中，上述缓存模块包括帧缓存单元和感兴趣区域图像缓存单元；帧缓存单元用于缓存超高清视频信号的每帧视频图像对应的完整图像；感兴趣区域图像缓存单元用于缓存超高清视频信号的视频图像的感兴趣区域的图像；其中，每个超高清视频信号的视频图像包括一个或多个感兴趣区域。

在可选的实施方式中，上述信号接收模块包括第一适配器和解码单元；解码单元分别与第一适配器和缓存模块连接；第一适配器用于接收超高清视频信号，对超高清视频信号进行输入信号的电气匹配和数据转换，将数据转换完成的视频信号的图像数据发送至解码单元；解码单元用于对数据转换完成的视频信号的图像数据进行解码，并将解码后的视频信号的每一帧视频图像对应的整幅图像发送缓存模块。

在可选的实施方式中，上述信号接收模块包括多个第一适配器，多个第一适配器分别与解码单元连接；每个第一适配器接收下述任意一种类型的信号：48G的SDI信号、12G的SDI信号、3G的SDI信号、HDMI信号。

在可选的实施方式中，上述显示调节模块包括按键单元和/或滚轮单元；按键单元通过按键的方式调节显示参数；其中，显示参数包括图像位置、图像大小；滚轮单元通过旋转滚轮的方式调节显示参数；其中，旋转滚轮的方式包括调节移动感兴趣区域在整幅图像上的位置、放大或缩小感兴趣区域。

在可选的实施方式中，上述信号输出模块包括编码模块和第二适配器；编码模块分别与第二适配器和显示缓存模块连接；编码模块用于从显示缓存模块中读取混叠图像，并对混叠图像进行编码处理，将编码后的图像发送至第二适配器；第二适配器用于接收并向信号接收设备发送编码后的图像。

在可选的实施方式中，上述装置包括多组编码模块和第二适配器；每组中的编码模块分别与显示缓存模块连接；每组中的第二适配器可连接下述信号接收设备中的任意一种：48G的SDI信号接收设备、4路12G的SDI信号接收设备、1路12G的SDI信号接收设备、4路3G的SDI信号接收设备、HDMI2.0接口信号接收设备、HDMI2.1接口信号接收设备。

在可选的实施方式中，上述装置还包括设置在前面板上的显示屏和机身内的显示屏驱动模块；显示屏驱动模块分别与显示屏和显示缓存模块连接；显示屏驱动模块用于从显示缓存模块中读取混叠图像，并对混叠图像进行下变换处理，将下变换处理后的图像显示在显示屏上。

第二方面，本发明实施例提供了一种监视转换系统，该系统包括信号接收设备，以及前述实施方式任一项的可变视域的超高清视频监视转换装置。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明实施例提供的一种可变视域的超高清视频监视转换装置和系统，该装置包括：信号接收模块、缓存模块、核心处理模块、显示缓存模块、显示调节模块和信号输出模块；信号接收模块接收超高清视频信号，并将该超高清视频信号发送给缓存模块，该缓存模块接收并缓存超高清视频信号的每帧视频图像；显示调节模块调节针对于视频图像的显示参数，以通过显示调节模块，确定用户对视频图像的感兴趣区域，并将该感兴趣区域发送给核心处理模块；该核心处理模块从缓存模块中获取超高清视频信号的视频图像，并从视频图像中提取感兴趣区域的图像；并对该感兴趣区域的图像进行混叠处理，得到混叠图像，将该混叠图像发送至显示缓存模块；显示缓存模块缓存混叠图像；信号输出模块从显示缓存模块中读取混叠图像，对混叠图像进行预处理后，发送至信号接收设备，以使信号接收设备显示预处理后的混叠图像。本发明中的监视转换装置可以提供对感兴趣区域的图像进行点对点像素级查看的效果，从而便于准确监看视频画面的局部质量。

进一步地，本发明中的可变视域的超高清视频监视转换装置可在现有的4K分辨率或者HD分辨率的视频监视器上显示8K视频信号，同时，本发明的视频监视转换装置可以提供对部分用户感兴趣区域点对点的像素级监看，以方便用户掌握镜头对焦情况和准确监看画面的局部质量。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本发明的上述技术即可得知。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施方式，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种可变视域的超高清视频监视转换装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种监视示意图；

图3为本发明实施例提供的图像视频域变换示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种可变视域的超高清视频监视转换装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种可变视域的超高清视频监视转换装置的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种监视示意图；

图7为本发明实施例提供的一种可变视域的超高清视频监视转换系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

相关技术中，存在一些支持8K视频输入的、4K分辨率或者HD分辨率的视频监视器，但这些视频监视器只能实现8K视频的整体缩小和整体显示，无法实现8K视频的像素级别的查看，对于8K视频拍摄制作过程中，准确观察是否准确聚焦、以及精确观察视频画面的质量带来很大困扰。

基于此，本发明实施例提供了一种可变视域的超高清视频监视转换装置和系统，该方法可以应用于超高清视频信号的监视场景中。

为了便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种可变视域的超高清视频监视转换装置进行详细介绍；如图1所示，该装置包括：信号接收模块10、缓存模块11、核心处理模块12、显示缓存模块13、显示调节模块14和信号输出模块15；缓存模块11分别与信号接收模块10和核心处理模块12连接；核心处理模块12还分别与显示缓存模块13和显示调节模块14连接；显示缓存模块13还与信号输出模块15连接。

上述信号接收模块10用于接收超高清视频信号，并将超高清视频信号的每帧视频图像发送给缓存模块11；该缓存模块11用于接收并缓存超高清视频信号的每帧视频图像。

上述超高清视频信号可以是由摄像机或者录像机拍摄的视频信号，该超高清视频信号的数据量通常较大（例如，8K超高清视频信号、4K超高清视频信号），并且超高清视频信号的后续使用往往是需要将该超高清视频信号传送给信号接收设备端的用户进行观看，或者传送给其他组织机构或应用场合。上述缓存模块11中保存有完整的超高清视频信号的每帧对应的完整图像。

上述显示调节模块14用于调节针对于视频图像的显示参数，以通过显示调节模块14，确定用户对视频图像的感兴趣区域，并将该感兴趣区域发送给核心处理模块12。上述显示参数可以包图像大小、图像位置、图像参数等。上述显示调节模块14可以根据用户需求调节需要显示的视频图像，以及针对于该视频图像的感兴趣区域。

在具体实现时，上述显示调节模块14可以根据设定的输出端口、输出图像分辨率，来设定和调节自己感兴趣的区域，并将该感兴趣区域的信息进行保存。

上述核心处理模块12用于从缓存模块11中获取超高清视频信号的视频图像，并从视频图像中提取感兴趣区域的图像；并对感兴趣区域的图像进行混叠处理，得到混叠图像，将混叠图像发送至显示缓存模块13。在具体实现时，当核心处理模块12获取用户的感兴趣区域后，会从缓存模块11中获取感兴趣区域对应的当前视频图像对应位置的图像数据，并对该感兴趣区域的图像进行混叠处理。

上述显示缓存模块13用于缓存混叠图像，并将混叠图像发送至预设显示设备，以使显示设备显示混叠图像。该显示设备可以是机身内携带的小型显示屏，该显示屏可以是辅助选择感兴趣区域，辅助查看感兴趣区域的整幅图像，也即是可以粗略地查看感兴趣区域的图像。

上述信号输出模块15用于从显示缓存模块13中读取混叠图像，对混叠图像进行预处理后，从信号输出模块15的输出端口输出，供外接的信号接收设备显示预处理后的混叠图像。该信号接收设备可以是4K分辨率的监视器、HD分辨率的监视器或者电视机等。

为了便于对本实施例进行理解，图2给出了一种监视示意图，图2中的摄像装置可以理解为超高清视频信号的提供设备，该设备与监视装换装置连接（相当于上述可变视频域视频监视转换装置），该监视转换装置还与外接的信号接收设备连接，该信号接收设备用于显示预处理后的混叠信号。

图3给出了一种图像视频域变换示意图，图3中的中间位置的物体为本发明实施例的监视装换装置，右上角的8K UHD（Ultra High Definition，超高清）图像可以表示接收到的超高清视频信号；4K UHD图像为下变换后的图像，最下面的图像为监看4K UHD图像的审看效果，左上角的图像为本申请中局部截取的4K UHD图像，该图像中的矩形框中的内容为感兴趣区域，最左侧的图像为原始像素信息4K UHD技术级监看的感兴趣区域的效果图。

上述可变视域的超高清视频监视转换装置可在现有的4K分辨率或者HD分辨率的视频监视器上显示8K视频信号，同时，本发明的视频监视转换装置可以提供对部分用户感兴趣区域点对点的像素级监看，以方便用户掌握镜头对焦情况和准确监看画面的局部质量。

本发明实施例还提供另一种可变视域的超高清视频监视转换装置，该装置在上述实施例所述装置的基础上实现；如图4所示，该装置包括信号接收模块10、缓存模块11、核心处理模块12、显示缓存模块13、显示调节模块14和信号输出模块15。

具体地，上述核心处理模块12包括下变换单元20和混叠单元21；该下变换单元20用于对缓存模块11中的超高清视频信号的视频图像对应的整幅图像进行下变换处理，得到分辨率缩小的视频图像对应的整幅图像；例如，将8K的视频图像下变换为4K的视频图像，该4K的视频图像相当于分辨率缩小的视频图像对应的整幅图像。混叠单元21用于对分辨率缩小的视频图像对应的整幅图像和感兴趣区域的图像进行混叠处理，得到混叠图像。该混叠处理可以是将分辨率缩小的视频图像对应的整幅图像与感兴趣区域的图像进行融合，即使用感兴趣区域的图像数据覆盖或者替换掉对应位置分辨率缩小的视频图像对应的整幅图像中的数据，也可以理解为，将分标率缩小的视频图像对应的整幅图像中与感兴趣区域相匹配的位置的数据，覆盖或者替换为感兴趣区域的图像数据，进而得到一幅图像，该图像也即是混叠图像。

在实际实现的时候，上述混叠处理还有另一种可选的实施方式，包括：将感兴趣区域的图像数据部分替换掉对应位置分辨率缩小的视频图像对应的整幅图像的数据，这样做的效果类似于从一个半透明的感兴趣区域的图像，仍能看到被其遮挡的那部分分辨率缩小的视频图像对应的整幅图像。但是这种实施方式，不能让使用者非常方便的观察感兴趣图像区域的真实细节，而被其后透出的整幅图像的信息干扰。所以我们不推荐使用这种半透明的混叠方式，同时优选感兴趣区域的图像完全覆盖或者替换掉对应位置分辨率缩小的视频图像对应的整幅图像的处理方式。为便于使用者清晰辨哪些是感兴趣区域的图像，可以在混叠处理的过程中，为感兴趣区域的图像加上一个像素宽度的边框，这个边框通常使用红、黄、绿或其他饱和色的纯色线框。

进一步地，上述核心处理模块12还包括测量指标生成单元22；该测量指标生成单元用于根据用户选择的测量指标，对从缓存模块中获取的视频图像对应的整幅图像进行处理，得到测量指标图像。该测量指标包括颜色直方图、波形图、矢量图、伪彩色、斑马线、辅助聚焦等辅助信息；在需要显示测量指标的情况下，混叠单元21用于对测量指标图像，以及分辨率缩小的视频图像对应的整幅图像和/或感兴趣区域的图像进行混叠处理，并将混叠后的图像保存至显示缓存模块13。所述混叠处理的方式为，使用所述测量指标图像数据覆盖/替换掉对应位置分辨率缩小的视频图像对应的整幅图像的数据和/或感兴趣区域的图像数据。为便于使用者清晰辨哪些是测量指标的图像，可以在混叠处理的过程中，为测量指标的图像加上一个像素宽度的边框，这个边框通常使用红、黄、绿或其他饱和色的纯色线框。

是否需要显示测量指标以及显示哪种测量指标通常是通过显示调节模块（如，按键）选择的。测量指标一般包括波形图、矢量显示、伪彩色、辅助聚焦、斑马线等辅助信息。其中，颜色直方图可以显示色调分布的图形，能直观地将画面的曝光情况，显示红色，绿色和蓝色通道中重叠直方图。波形图是一种精确的显示和观测视频画面亮度级别的辅助图形，将视频上每一列像素点的亮度值和分布情况统计出来，支持YUV、RGB、Y (亮度)三种波形。矢量图利用像素点到中心点的距离和角度来显示色彩和分布情况，像素点到中心的距离表示饱和度大小，角度表示色度偏向，摄影师可通过矢量图对画面的整体色彩进行把控。

伪色彩用于协助调节摄像机曝光参数，可以直观的观察和计算视频中的亮度级别，将0-100%亮度值映射为伪色彩，过度曝光物体（高于101IRE）显示为红色，曝光不足物体显示为蓝色，正确曝光的物体显示为绿色和粉红色，在伪色彩画面中可以清晰的看到红色和蓝色区域，即过曝光与欠曝光的区域，以此来提示摄像师是否需要调节摄像机的曝光参数。“斑马线”是给拍摄者用来参考正确曝光而设置的，比如画面中的高光部分曝光过度时，就会在这部分曝光过度的画面中出现“斑马线”，以提示拍摄者注意调整曝光量，以免失去画面中高亮部分的细节。辅助聚焦信息可通过监视器的红边聚焦信息，直接观察图像进行聚焦，拉近被拍摄物体聚焦，处于焦点以内的物体将会出现红色轮廓线，而焦点以外的物体则没有轮廓线的显示，配合辅助聚焦功能以及使用伪彩色调节曝光过度问题，能更快、更加准确地配合摄影师，让摄像机镜头达到最佳聚焦效果，使拍摄工作更加轻松自如。

在具体实现时，上述混叠单元21可以对测量指标图像与分辨率缩小的视频图像对应的整幅图像进行混叠处理，也可以对测量指标图像与感兴趣区域的图像进行混叠处理，还可以对测量指标图像、分辨率缩小的视频图像对应的整幅图像和感兴趣区域的图像进行混叠处理，具体采用哪种混叠方式可以根据用户需求调节。该混叠处理的方式包括：使用测量指标图像数据覆盖或者替换对应位置的分辨率缩小的视频图像对应的整幅图像中的数据；和/或，使用测量指标图像数据覆盖或者替换对应位置的感兴趣区域的图像中的数据。

进一步地，上述缓存模块11包括帧缓存单元23和感兴趣区域图像缓存单元24；该帧缓存单元23用于缓存超高清视频信号的每帧视频图像对应的完整图像；感兴趣区域图像缓存单元24用于缓存超高清视频信号的视频图像的感兴趣区域的图像；其中，每个超高清视频信号的视频图像可以包括一个或多个感兴趣区域。在一些实施例中上述缓存模块还包括测量指标图像缓存单元，用于缓存上述测量指标图像。

进一步地，上述信号接收模块10包括第一适配器25和解码单元26；该解码单元26分别与第一适配器25和缓存模块11连接；第一适配器25用于接收超高清视频信号，对超高清视频信号进行输入信号的电气匹配和数据转换，将数据转换完成的视频信号的图像数据发送至解码单元26；解码单元26用于对数据转换完成的视频信号的图像数据进行解码，并将解码后的视频信号的每一帧视频图像对应的整幅图像发送缓存模块11。

在一些实施例中，上述信号接收模块10可以包括多个第一适配器25，多个第一适配器25分别与解码单元26连接；每个第一适配器接收下述任意一种类型的信号：48G的SDI（Serial Digital Interface，数字分量串行接口）信号、12G的SDI信号、3G的SDI信号、HDMI信号。如图5所示的视频监视转换装置的结构示意图，该图5中包括四个第一适配器25，每个第一适配器25均与解码单元26连接，每个第一适配器用于接收不同类型的信号，并对接收的信号进行输入信号的电气匹配和数据转换，将数据转换完成的视频信号的图像数据发送至解码单元26，以使解码单元26对接收到的图像数据进行解码。

进一步地，上述显示调节模块14包括按键单元和/或滚轮单元；也即是显示调节模块可以仅包括按键单元，可以仅包括滚轮单元，也可以既包括按键单元又包括滚轮单元。该按键单元通过按键的方式调节显示参数；其中，显示参数包括图像位置、图像大小；滚轮单元通过旋转滚轮的方式调节显示参数；其中，旋转滚轮的方式包括调节移动感兴趣区域在整幅图像上的位置、放大或缩小感兴趣区域。

进一步地，上述信号输出模块15包括编码模块27和第二适配器28；该编码模块27分别与第二适配器28和显示缓存模块13连接；该编码模块27用于从显示缓存模块中读取混叠图像，并对混叠图像进行编码处理，将编码后的图像发送至第二适配器28；该第二适配器28用于接收并向信号接收设备发送编码后的图像。

在一些实施例中，上述装置还包括多组编码模块27和第二适配器28；每组中的编码模块27分别与显示缓存模块13连接；每组中的第二适配器28可连接下述信号接收设备中的任意一种：48G的SDI信号接收设备、4路12G的SDI信号接收设备、1路12G的SDI信号接收设备、4路3G的SDI信号接收设备、HDMI2.0接口信号接收设备、HDMI2.1接口信号接收设备。

如图5所示的示意图中包含有6组编码模块27和第二适配器28，每组编码模块27均可从显示缓存模块中读取混叠图像，并对该混叠图像进行编码处理，并将编码后的图像发送至其对应分组的第二适配器28，以使该第二适配器根据其预设的信号输出类型，向外输出指定类型的信号。图5中的每组第二适配器28输出的信号类型不同，具体可输出的信号类型可以根据用户需求设置。图5所示的视频监视转换装置不仅可以接收多种类型的超高清视频信号，还可以输出多种类型的信号（也即是可以连接不同信号类型的信号接收设备），从而丰富了视频监视转换装置的应用场景，便于用于使用，提高了用户的体验感。

在具体实现时，上述装置还包括设置在前面板上的显示屏29和机身内的显示屏驱动模块30；该显示屏驱动模块30分别与显示屏29和显示缓存模块13连接；该显示屏驱动模块30用于从显示缓存模块13中读取混叠图像，并对该混叠图像进行下变换处理，将下变换处理后的图像显示在显示屏29上。

由于显示缓存模块13中保存的混叠图像的分辨率，比前面板上的显示屏29的分辨率高，所以需要显示屏驱动模块30 对读取到的混叠图像进行下变换处理，以使下变换后的图像的分辨率，适合在显示屏29上进行显示，便于用户观看。

在一些实施例中，本发明提供的监视转换装置包括按键和滚轮，如图6中所示的11个正方形的框为监视器上的按键；其中，中间有黑色矩形的9个正方形框的按键可以调节感兴趣区域，分别对应图6右侧的9个感兴趣区域；也即是不同的按键可以显示不同的感兴趣区域，9个按键中第一行的第一个按键可以显示图像中的左上角的图像区域，图像区域的大小可以调节，第一行的第二个按键可以显示图像中的中间偏上部分的图像，以此类推，可以根据按键中的黑色矩形指示的位置显示图像区域。图6中类似于斑马线一样的矩形为滚轮，用于横向或者纵向移动感兴趣区域在图像中对应的矩形框，以改变感兴趣区域在原始整幅图像中的位置。

在一些实施例中，另一种优化的实施方式为：为前面板的显示屏专门混叠渲染一幅适合前面板显示屏分辨率的感兴趣区域指示图像。该感兴趣区域指示图像的生成方式为：首先将视频帧图像对应的原始整幅图像缩小到前面板显示屏分辨率大小，例如前面板显示屏为480*270；则将视频帧图像对应的原始整幅图像直接缩小到缩小480*270大小，同时为感兴趣区域在缩小后的整幅图像对应的位置上画一个纯色的指示框，表明该区域为感兴趣区域。如果同时指定或选择了多个感兴趣区域，则在每个感兴趣区域对应的位置分别画一个纯色的指示框。这样有利于使用者分辨当前设置的感兴趣区域是原始整幅图像的哪一个或几个区域。

另外一种标明感兴趣区域位置的方式是：将非感兴趣区域的图像亮度变暗，例如亮度降低30%~50%，这样用户设置或选择的一个或多个感兴趣区域的图像是正常亮度的，非感兴趣区域的图像是变暗的，非常方便用户识别感兴趣区域的设置情况。还有一种标明感兴趣区域位置的方式是：同时在感兴趣区域位置画纯色的指示框和变暗非感兴趣区域的图像。感兴趣区域指示图像与上述显示缓冲区存储的混叠图像的不同在于，混叠图像上感兴趣区域图像和未被感兴趣区域图像遮挡的亮度信息是相同的，混叠图像各部分的亮度均为其本来的正常亮度，而感兴趣区域指示图像的非感兴趣区域图像亮度是变暗的，如同图3中②就表明了前面板显示屏中感兴趣区域指示图像的这种部分图像变暗的显示效果。

感兴趣区域指示图像与上述显示缓冲区存储的混叠图像的不同还在于，感兴趣区域指示图像各部分的显示比例是相同的，也就是说感兴趣区域的图像上的物体/图案在整幅图像上的位置关系没有发生变化，但是混叠图像上感兴趣区域图像和未被感兴趣区域图像遮挡的视频帧图像对应的原始整幅图像的显示比例是不同的，感兴趣区域的图像相对于屏幕分辨率是1:1点对点显示的，非感兴趣区域的图像（即被感兴趣区域图像遮挡的视频帧图像对应的原始整幅图像）相对于屏幕分辨率是缩小的，非点对点显示。其效果相当于把分辨率缩小后的视频帧图像对应的原始整幅图像的感兴趣区域的图像放大到该部分原始分辨率大小，也即有选择地放大了感兴趣区域的图像信息。换一种方式说，本来在显示屏上看到的是缩小分辨率的视频帧图像对应的原始整幅图像，现在把视域缩小为感兴趣区域，并且该兴趣区域在原始整幅图像上的位置是可变的，这就是为什么该超高清监视转换装置被称为可变视域超高清视频监视转换装置的由来。

在具体实现时，上述监视转换装置还包括电源模块，用于为该监视转换模块中的模块提供电能。

上述可变视域的超高清视频监视转换装置，用户通过按键、滚轮等方式，调节和显示感兴趣区域的视频图像、局部图像等，便于用户查看场景和人物是否对焦准确，从而提高图像显示的精度。

本发明实施例还提供了一种可变视域的超高清视频监视转换系统，如图7所示，该系统包括信号接收设备40，以及上述可变视域的超高清视频监视转换装置41，该信号接收设备40与可变视域的超高清视频监视转换装置41连接，该信号接收设备40和可变视域的超高清视频监视转换装置41的具体工作流程可参见方法实施例，在此不再赘述。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，电子设备，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种可变视域的超高清视频监视转换装置，其特征在于，所述装置包括：信号接收模块、缓存模块、核心处理模块、显示缓存模块、显示调节模块和信号输出模块；

所述缓存模块分别与所述信号接收模块和所述核心处理模块连接；所述核心处理模块还分别与所述显示缓存模块和所述显示调节模块连接；所述显示缓存模块还与所述信号输出模块连接；

所述信号接收模块用于接收超高清视频信号，并将所述超高清视频信号的每帧视频图像发送给所述缓存模块；所述缓存模块用于接收并缓存所述超高清视频信号的每帧视频图像；

所述显示调节模块用于调节针对于所述视频图像的显示参数，以通过所述显示调节模块，确定用户对所述视频图像的感兴趣区域，并将所述感兴趣区域发送给所述核心处理模块；其中，所述显示参数包括图像位置、图像大小；

所述核心处理模块用于从所述缓存模块中获取所述超高清视频信号的视频图像，并从所述视频图像中提取感兴趣区域的图像；并对所述感兴趣区域的图像进行混叠处理，得到混叠图像，将所述混叠图像发送至所述显示缓存模块；

所述显示缓存模块用于缓存所述混叠图像；

所述信号输出模块，用于从所述显示缓存模块中读取混叠图像，对所述混叠图像进行预处理后，从所述信号输出模块的输出端口输出，供外接的信号接收设备显示预处理后的混叠图像；

所述核心处理模块包括下变换单元和混叠单元；所述下变换单元用于对所述缓存模块中的超高清视频信号的视频图像对应的整幅图像进行下变换处理，得到分辨率缩小的视频图像对应的整幅图像；所述混叠单元用于对所述分辨率缩小的视频图像对应的整幅图像和所述感兴趣区域的图像进行混叠处理，得到混叠图像；所述混叠处理的方式包括：使用所述感兴趣区域的图像覆盖或者替换对应位置的所述分辨率缩小的视频图像对应的整幅图像中的数据；

所述核心处理模块还包括测量指标生成单元；所述测量指标生成单元用于根据用户选择的测量指标，对从缓存模块中获取的视频图像对应的整幅图像进行处理，得到测量指标图像；所述测量指标包括颜色直方图、波形图、矢量图、伪彩色、斑马线和辅助聚焦；在需要显示所述测量指标的情况下，所述混叠单元用于对所述测量指标图像，以及所述分辨率缩小的视频图像对应的整幅图像和/或所述感兴趣区域的图像进行混叠处理，并将混叠后的图像保存至所述显示缓存模块；所述混叠处理的方式包括：使用所述测量指标图像数据覆盖或者替换对应位置的所述分辨率缩小的视频图像对应的整幅图像中的数据；和/或，使用所述测量指标图像数据覆盖或者替换对应位置的所述感兴趣区域的图像中的数据；

其中，所述颜色直方图用于显示所述视频图像对应的整幅图像的色调分布的图形；所述波形图用于显示所述视频图像对应的整幅图像的亮度级别的辅助图形；所述矢量图用于显示所述视频图像对应的整幅图像的色彩和分布情况；所述伪彩色 用于协助调节摄像机曝光参数，将所述视频图像对应的整幅图像的0到100％亮度值映射为伪彩色 ；所述斑马线用于设置拍摄者参考的正确曝光量；所述辅助聚焦信息通过所述监视转换装置的红边聚焦信息，对观察的图像进行聚焦；

所述信号输出模块包括多组编码模块和第二适配器；每组中的编码模块分别与所述显示缓存模块连接；每组中的所述编码模块均用于从所述显示缓存模块中读取混叠图像，并对所述混叠图像进行编码处理，将编码后的图像发送至所述编码模块对应的第二适配器，以使所述第二适配器根据预设的信号输出类型，向外输出指定类型的图像信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述缓存模块包括帧缓存单元和感兴趣区域图像缓存单元；

所述帧缓存单元用于缓存所述超高清视频信号的每帧视频图像对应的完整图像；

所述感兴趣区域图像缓存单元用于缓存所述超高清视频信号的视频图像的感兴趣区域的图像；其中，每个所述超高清视频信号的视频图像包括一个或多个感兴趣区域。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号接收模块包括第一适配器和解码单元；所述解码单元分别与所述第一适配器和所述缓存模块连接；

所述第一适配器用于接收所述超高清视频信号，对所述超高清视频信号进行输入信号的电气匹配和数据转换，将数据转换完成的视频信号的图像数据发送至所述解码单元；

所述解码单元用于对所述数据转换完成的视频信号的图像数据进行解码，并将解码后的视频信号的每一帧视频图像对应的整幅图像发送所述缓存模块。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述信号接收模块包括多个第一适配器，多个所述第一适配器分别与所述解码单元连接；

每个所述第一适配器接收下述任意一种类型的信号：48G的SDI信号、12G的SDI信号、3G的SDI信号、HDMI信号。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述显示调节模块包括按键单元和/或滚轮单元；

所述按键单元通过按键的方式调节显示参数；

所述滚轮单元通过旋转滚轮的方式调节显示参数；其中，旋转滚轮的方式包括调节移动感兴趣区域在整幅图像上的位置、放大或缩小所述感兴趣区域。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每组中的所述第二适配器可连接下述信号接收设备中的任意一种：

48G的SDI信号接收设备、4路12G的SDI信号接收设备、1路12G的SDI信号接收设备、4路3G的SDI信号接收设备、HDMI2.0接口信号接收设备、HDMI2.1接口信号接收设备。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括设置在前面板上的显示屏和机身内的显示屏驱动模块；所述显示屏驱动模块分别与所述显示屏和所述显示缓存模块连接；

所述显示屏驱动模块用于从显示缓存模块中读取混叠图像，并对混叠图像进行下变换处理，将下变换处理后的图像显示在所述显示屏上。

8.一种可变视域的超高清视频监视转换系统，其特征在于，所述系统包括信号接收设备，以及权利要求1-7任一项所述的可变视域的超高清视频监视转换装置。

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