CN114788266B - 视频色域分析及显示的方法、装置及系统与计算机设备 - Google Patents

Abstract

一种视频色域分析及显示的方法、装置(10)及系统(20)与计算机设备(30)。方法包括获取并存储色域基图数据及源视频数据，源视频数据包括源视频像素。将源视频像素实时转换成预设色域空间下的色彩坐标，根据色彩坐标实时转换成色域图像数据，根据色域图像数据同步生成色域图像视频以得到色域视频数据。控制色域视频数据、源视频数据和色域基图数据同步输出并存储。将色域视频数据、源视频数据和色域基图数据进行融合生成目标色域视频数据，将目标色域视频数据输出显示为色域视频图像。

Description

视频色域分析及显示的方法、装置及系统与计算机设备

技术领域

本申请涉及监视器视频处理技术领域，特别涉及一种视频色域分析及显示的方法、装置及系统与计算机设备。

背景技术

监视器接收数字视频信号，在后期进行视频处理和视频监看时候，通常会对源视频进行数据分析和分析结果的可视化展示，不能实时分析视频色域及同步显示监视器中的视频色域信息。

发明内容

本申请实施方式提供一种视频色域分析及显示的方法、装置及系统与计算机设备。

本申请实施方式提供一种视频色域分析及显示的方法。所述方法应用于监视器处理系统，所述方法包括：获取色域基图数据及源视频数据，并存储所述色域基图数据及源视频数据，所述源视频数据包括源视频像素；将所述源视频像素实时转换成预设色域空间下的色彩坐标，根据所述色彩坐标实时转换成色域图像数据，根据所述色域图像数据同步生成色域图像视频以得到色域视频数据；控制所述色域视频数据、所述源视频数据和所述色域基图数据同步输出并存储；将所述色域视频数据、所述源视频数据和所述色域基图数据进行融合生成目标色域视频数据；将所述目标色域视频数据输出显示为色域视频图像。

在某些实施方式中，所述将所述源视频像素实时转换成预设色域空间下的色彩坐标，根据所述色彩坐标实时转换成色域图像数据包括：将所述源视频像素根据预设转换公式实时转换为预设色彩空间下的色彩坐标；将所述色彩坐标依据第一规则转换为第一存储器的寻址地址，所述第一存储器设置在可编程逻辑芯片上；根据所述寻址地址将所述色彩坐标对应的色域图像数据写入所述第一存储器中。其中，所述寻址地址的写入值为1，则代表在所述色彩坐标下存在色域图像数据；所述寻址地址的写入值为0，则代表在所述色彩坐标下不存在色域图像数据；将所述色域图像数据存储于所述第一存储器中。

在某些实施方式中，所述根据所述色彩坐标实时转换成色域图像数据还包括：采用多个所述第一存储器对所述色彩坐标交替写入和读取，所述多个第一存储器分别交替处理所述源视频图像的帧数据。

在某些实施方式中，所述根据所述色域图像数据同步生成色域图像视频以得到所述色域视频数据包括：在一帧的所述色域图像数据分析和存储完成后，根据同步输出时序控制所述第一存储器读取所述色域图像数据同步生成所述色域图像视频；根据所述色域图像视频获取所述色域视频数据。

在某些实施方式中，所述控制色域视频数据、所述源视频数据和所述色域基图数据同步输出包括：采用第二存储器存储所述色域视频数据、所述源视频数据和所述色域基图数据，所述第二存储器设置在可编程逻辑芯片外；根据同步输出时序控制所述第二存储器同步读取所述色域视频数据、所述源视频数据和所述色域基图数据。

在某些实施方式中，所述根据同步输出时序控制所述第二存储器同步读取所述色域视频数据、所述源视频数据和所述色域基图数据包括：根据源图像帧初始标识确定存储当前帧的第一地址，并根据当前帧的所述第一地址写入当前帧对应的所述源视频数据；根据源图像帧结束标识将当前帧的所述第一地址与偏移地址的和作为所述色域视频数据当前帧的第二地址，并将当前帧对应的所述色域视频数据写入当前帧的所述第二地址中，所述偏移地址由所述源视频数据量决定；根据当前帧的所述第一地址和帧地址步进地址确定下一帧所述第一地址，所述帧地址步进地址由所述源视频数据量和所述色域视频偏移量决定。

在某些实施方式中，所述方法还包括：获取所述源视频时序信息；根据所述源视频时序信息得到所述同步输出时序，其中所述同步输出时序为行同步、场同步和数据使能三方面同时控制的时序。

在某些实施方式中，所述源视频数据包括源视频分辨率数据量，所述方法还包括：根据输入的所述源视频分辨率数据量采用预设数量的色域分析单元并行分析所述源视频数据。

在某些实施方式中，所述获取色域基图的数据及存储所述色域基图数据包括：读取和接收预设色彩模式下的所述色域基图；将所述色域基图写入所述第二存储器中，并将所述色域基图存储在所述第二存储器中。

在某些实施方式中，所述将所述色域视频数据、所述源视频数据和所述色域基图数据融合生成目标色域视频数据包括：将所述色域视频数据和所述色域基图数据融合生成色域波形数据；将所述色域波形数据和所述源视频数据融合生成目标色域视频数据。

本申请实施方式还提供一种视频色域分析及显示的装置。所述装置包括：色域基图接收单元、源视频接收单元、色域分析单元、存储交互单元、数据融合单元和显示单元。所述色域基图接收单元用于接收色域基图，获取所述色域基图数据及存储所述色域基图数据。所述源视频接收单元用于接收源视频，获取所述源视频数据并存储所述源视频数据，所述源视频数据包括源视频像素。所述色域分析单元用于将所述源视频像素实时转换成预设色域空间下的色彩坐标，根据所述色彩坐标实时转换成色域图像数据；根据所述色域图像数据同步生成色域图像视频，得到所述色域视频数据。所述存储交互单元用于控制所述色域视频数据、所述源视频数据和所述色域基图数据同步输出并存储。所述数据融合单元用于将所述色域视频数据、所述源视频数据和所述色域基图数据进行融合生成目标色域视频数据。所述显示单元用于将所述目标色域视频数据输出显示为色域视频图像。

本申请实施方式还提供一种视频色域分析及显示的系统。所述系统包括上述实施方式所述的视频色域分析及显示的装置。

本申请实施方式还提供一种计算机设备，包括存储器及处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述任一实施方式的方法。

本申请的视频色域分析及显示的方法、装置及系统与计算机设备可以实时分析接收到的监视器源视频图像并转换成色域视频图像，与源视频同步输出显示，实时为监视器使用者提供可视化的色域视频图像，实现更高效地监看分析。

本申请实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点可以从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请某些实施方式的视频色域分析及显示的方法的流程示意图；

图2是本申请某些实施方式的视频色域分析及显示的装置的结构示意图；

图3是本申请某些实施方式的视频色域分析及显示的方法中色域基图的示意图；

图4是本申请某些实施方式的视频色域分析及显示的方法中色域图像数据的示意图；

图5是本申请某些实施方式的视频色域分析及显示的系统的流程示意图；

图6是本申请某些实施方式的视频色域分析及显示的方法的流程示意图；

图7是本申请某些实施方式的视频色域分析及显示的方法的场景示意图；

图8是本申请某些实施方式的视频色域分析及显示的方法的流程示意图；

图9是本申请某些实施方式的视频色域分析及显示的方法的流程示意图；

图10是本申请某些实施方式的视频色域分析及显示的方法的流程示意图；

图11是本申请某些实施方式的视频色域分析及显示的方法的流程示意图；

图12是本申请某些实施方式的视频色域分析及显示的方法的流程示意图；

图13是本申请某些实施方式的视频色域分析及显示的系统的结构示意图；

图14是本申请某些实施方式的计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中，相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请的实施方式，而不能理解为对本申请的实施方式的限制。

目前的监视器通常在录制视频结束后对源视频进行数据分析和显示分析结果，不能实时分析视频色域及同步显示监视器中的视频色域信息。

为了解决上述问题，请参阅图1，本申请提供了一种视频色域分析及显示的方法，应用于监视器处理系统。方法包括：

S11：获取色域基图数据及源视频数据，并存储色域基图数据及源视频数据，源视频数据包括源视频像素；

S12：将源视频像素实时转换成预设色域空间下的色彩坐标，根据色彩坐标实时转换成色域图像数据，根据色域图像数据同步生成色域图像视频以得到色域视频数据；

S13：控制色域视频数据、源视频数据和色域基图数据同步输出并存储；

S14：将色域视频数据、源视频数据和色域基图数据进行融合生成目标色域视频数据；

S15：将目标色域视频数据输出显示为色域视频图像。

请参阅图2，本申请还提供一种视频色域分析及显示的装置10。装置10包括获取单元11、色域分析单元12、存储交互单元13、数据融合单元14、显示单元15。

步骤S11可以由获取单元11实现，步骤S12可以由色域分析单元12实现，步骤S13可以由存储交互单元13实现，步骤S14可以由数据融合单元14实现，步骤S15可以由显示单元15实现。也即是说，获取单元11可以包括色域基图接收单元111和源视频接收单元112，色域基图接收单元111用于接收色域基图，获取色域基图数据及存储色域基图数据。源视频接收单元112用于接收源视频，获取源视频数据并存储所述源视频数据，源视频数据包括源视频像素。色域分析单元12用于将源视频像素实时转换成预设色域空间下的色彩坐标，根据色彩坐标实时转换成色域图像数据；根据色域图像数据同步生成色域图像视频，得到色域视频数据。存储交互单元13用于控制色域视频数据、源视频数据和色域基图数据同步输出并存储。数据融合单元14用于将色域视频数据、源视频数据和色域基图数据进行融合生成目标色域视频数据。显示单元15用于将所述目标色域视频数据输出显示为色域视频图像。

具体地，色域基图，也可以称为背景图，如图3所示，图中包括二维坐标参考系及不同色彩对应分布的坐标范围(呈马蹄形)。色域基图数据即指的是图3中X、Y坐标系对应的数据及不同色彩对应的坐标数据(即为形成马蹄形区域的坐标数据)。

请结合图4，色域图像数据即为图4中的“马蹄形区域内的点坐标”，色域图像数据指的是源视频图像中的色彩对应在色域基图中的色彩分布区域的坐标数据，可以用于表示源视频图像中的色彩分布情况。例如图4中，颜色偏暗的色彩区域中的点更多，说明源视频图像中的颜色偏暗的色彩居多。

本申请实施例中的视频色域分析及显示的方法的是以可编程逻辑芯片(包括FPGA\CPLD)为结构基础实现的。也即是说，请结合图5，装置10可以设置于可编程逻辑芯片内。可以理解地，可编程逻辑芯片采用流水线处理、并行处理地架构进行硬件设计加速，可以实时分析高分辨率视频图像，例如可以处理帧率为60HZ，分辨率为4K(3840*2160)，或8K(7680*4320)的视频图像，使得分析的视频画面更加流畅、分析时间短、分析结果更精确，实现高帧率、低延迟、高准确度地分析视频色域信息。

可以理解地，可编程逻辑芯片在处理视频信号时可以充分利用自身的速度和结构优势，实现乒乓技术和流水线技术。在对外连接的过程中，芯片采用数据并行连接的方式，使图像信息的位宽拓宽，利用内部的逻辑功能提高图像处理的速度，通过高速缓存结构以及时钟管理实现对图像处理以及其他设备的控制。本申请的视频色域分析及显示方法通过设置可编程逻辑芯片，用户只需要发出一个处理视频信号的指令即可自动实现对源视频图像的快速分析及同步显示的流程，不需要人工多次干涉，操作简单、便捷。

本申请的视频色域分析及显示的方法可以实时分析接收到的监视器源视频图像并转换成色域视频图像，与源视频同步输出显示，实时为监视器使用者提供可视化的色域视频图像，实现更高效地监看分析。

请参阅图6，在某些实施例中，S12步骤包括：

S121：将源视频像素根据预设转换公式实时转换为预设色彩空间下的色彩坐标；

S122：将色彩坐标转换为第一存储器的寻址地址，第一存储器设置在可编程逻辑芯片上；

S123：根据寻址地址将色彩坐标对应的色域图像数据写入第一存储器中；其中，寻址地址的值为1，则代表在色彩坐标下存在色域图像数据；寻址地址的值为0，则代表在色彩坐标下不存在色域图像数据；

S124：将色域图像数据存储于第一存储器中。

步骤S121、步骤122、步骤123和步骤124可以由色域分析单元12实现。也即是说，色域分析单元12用于将源视频像素根据预设转换公式实时转换为预设色彩空间下的色彩坐标；将色彩坐标转换为第一存储器的寻址地址，第一存储器设置在可编程逻辑芯片上；根据寻址地址将色彩坐标对应的色域图像数据写入第一存储器中；其中，寻址地址的值为1，则代表在色彩坐标下存在色域图像数据；寻址地址的值为0，则代表在色彩坐标下不存在色域图像数据；将色域图像数据存储于第一存储器中。

具体地，色域分析单元12的数据输入为RGB444格式的视频，根据CIE-1931和CIE1976标准与ITU-R BT2020和ITU-R BT709协议中对色彩色域和转换关系的定义，需要将该RGB像素数据转换成CIE空间下的xyz数据。本申请实施例中的RGB444格式的视频，采用R：G：B＝4：4：4的“全带宽”或“全色度”的视频采样方式。可以理解地，任何视频信号的色域都是由R(红)、G(绿)、B(蓝)三基色组成的。根据广播电视有关协议(ITU-R BT709)的定义，信号的取样方式有两种：以4：4：4或4：2：2两种方式采样，R：G：B＝4：4：4的采样方式带给用户最好的解像度、色彩、清晰度和菲林感。

预设转换公式可以为不同色域空间下的不同色彩模式对应的转换公式，例如色彩模式可以为CIE1931模式或CIE1976模式。

当色彩模式为CIE1931模式时，该预设转换公式为

式子中，x为列，y为行，z为亮度，上式公式1中的参数矩阵M，由当前输入的源视频的色彩标准决定，源视频的色彩标准可以从ITU-R BT2020和ITU-R BT709协议中获取。

当色彩模式为CIE1976模式时，需要将CIE1931色域空间下的(x，y，z)值非线性变换到(u，v)坐标系下，该预设转换公式还包括为

经过上述过程，可将源视频像素(RGB)转换成CIE色域空间下的色彩坐标(xyz)或(uv)，即完成了色域分析的过程第一步(即步骤S121)的像素映射的过程。

第一存储器设置在可编程逻辑芯片上。第一存储器指的是随机存取存储器(Random access memory，RAM)，它可以随时读写，存储单元的内容可按需随意取出或存入，且存取的速度与存储单元的位置无关，速度快。

在完成像素(RGB)到(xy)或(uv)的实时转换后，需要将该坐标数据实时转换成色域图像数据。该过程采用1bit位深的RAM进行映射实现，可以理解地，图像的位深即为图像深度(Image Depth)，是指描述图像中每个像素的数据所占的位数。图像的每一个像素对应的数据通常可以是1位(bit)或多位字节，用于存放该像素的颜色、亮度等信息，数据位数越多，对应的图像颜色种类越多。本申请中一个像素对应1位字节，1位字节用于存放该像素对应的一种图像颜色。

请参阅图7，将(xy)或(uv)依据第一规则转换成RAM的寻址地址，根据该寻址地址对RAM进行读写1/0操作：

(1)将(xy)(x，y∈[0，1])或(u，v)(u，v∈[0，1])数据归一化到(0-1023)标准空间下,得到(X，Y)(X，Y∈[0，1023])或(U，V)(U，V∈[0，1023])

(2)将(X，Y)或(U，V)组合成RAM寻址地址：

RAM_addr＝Y*2¹⁰+X

RAM_addr＝V*2¹⁰+U

上述两个转换公式(第一规则)表示的是二维坐标转换为一维坐标的映射关系的公式，可以将(X，Y)或(U，V)的二维色彩坐标转换为一维的RAM寻址地址。

(3)根据该地址RAM_addr对RAM执行写入和读取操作，写入值为1，即代表在色域图的该色彩坐标下有数据存在，读取色彩坐标对应的色域图像数据；写入值为0，则代表在色域图的该色彩坐标下没有数据存在，则写入新的寻址地址。

完成一帧视频的转换和写入操作后，该RAM中即存储了本帧视频的色域图像数据。由于RAM的容量为：存储单元的个数*每个存储单元中数据的位数，每个存储单元存放一位二进制信息，则该RAM的容量就是2¹⁰(字)*1(位)＝1024字位，因此，得到的色域图像数据规格为(宽，高)＝(1024，1024)。

在某些实施例中，S12步骤还包括：

采用多个第一存储器对色彩坐标交替写入和读取，多个第一存储器分别交替处理源视频图像的奇帧和偶帧数据。

具体地，多个第一存储器具体可以为2个、3个、4个、5个、6个或更多数量的第一存储器，可以按照转换速率设置多个第一存储器交替处理源视频图像。当第一存储器为2个时，利用两个第一存储器分别交替处理源视频图像的奇帧和偶帧数据，加快了源视频图像数据的处理速度，提升了色域图像数据实时转换的效率。可以理解地，由于RAM的写入和读取操作需要占用2帧时间，因此，为了实现色域图像数据的实时转换，需要采用两个RAM对色彩坐标进行ping-pong交替读写操作，交替处理源视频图像的奇帧和偶帧数据。其中，ping-pong是一种数据缓存的手段，通过ping-pong操作可以提高数据传输的效率，从而提高源视频图像数据转换为色域图像数据的转换效率。当第一存储器为3个时，利用3个第一存储器(RAM1、RAM2和RAM3)分别交替处理源视频图像的奇帧和偶帧数据，以RAM1、RAM2、RAM3循环的形式处理源视频图像的奇帧和偶帧数据，在采用2个第一存储器处理源视频图像数据的基础上进一步加快了处理速度，提升了色域图像数据实时转换的效率。当第一存储器为4个、5个、6个或更多数量的第一存储器时，以类似于2个第一存储器和3个第一存储器的循环的方式交替处理处理源视频图像的帧数据，在此不一一赘述。

请参阅图8，在某些实施例中，S12步骤还包括：

S125：在一帧的色域图像数据分析和存储完成后，根据同步输出时序控制第一存储器读取色域图像数据同步生成色域图像视频；

S126：根据色域图像视频获取色域视频数据。

步骤S125和步骤126都可以由色域分析单元12实现。也即是说，色域分析单元12用于：在一帧的色域图像数据分析和存储完成后，根据同步输出时序控制第一存储器读取色域图像数据同步生成色域图像视频；根据色域图像视频获取色域视频数据。

具体地，同步输出时序的具体同步内容包括行同步、场同步和数据使能(DataEnable，DE)三个部分。其中，行同步即为：控制电子束从屏幕的右边返回屏幕的左端(也叫行逆程)，场同步即为：控制电子束从屏幕的底部返回到屏幕的顶部(也叫场逆程)，并根据色域图像视频获取色域视频数据。监视器信号发送端为了使接收端的行扫描与场扫描规律与发送端同步，在行(场)扫描正常结束后，向接收端发出一个脉冲信号，表示这一行(场)已经结束，这个脉冲信号就是行(场)同步信号。使能指的是负责控制信号的输入和输出，通俗点说使能信号就是一个“允许”信号，数据使能就是允许输入和输出信号的信号，相当于触发信号。

请参阅图9，在某些实施例中，S13步骤包括：

S131：采用第二存储器存储色域视频数据、源视频数据和色域基图数据，第二存储器设置在可编程逻辑芯片外；

S132：根据同步输出时序控制第二存储器同步读取色域视频数据、源视频数据和色域基图数据。

步骤S131和步骤132可以由存储交互单元13实现。也即是说，存储交互单元13用于：采用第二存储器存储色域视频数据、源视频数据和色域基图数据，第二存储器设置在可编程逻辑芯片外；根据同步输出时序控制第二存储器同步读取色域视频数据、源视频数据和色域基图数据。

具体地，第二存储器为双倍数据速率存储器(Double Data Rate，DDR)，DDR内存是在同步动态随机存取存储器(Synchronous Dynamic Random Access Memory，SDRAM)内存基础上发展而来的，SDRAM在一个时钟周期内只传输一次数据，它是在时钟上升期进行数据传输；而DDR则是一个时钟周期内可传输两次数据，也就是在时钟的上升期和下降期各传输一次数据，即DDR为具有双倍数据传输率的SDRAM，其数据传输速度为系统时钟频率的两倍，由于速度增加，其数据传输性能优于传统的SDRAM。

本申请为了实现色域视频图像和源视频图像的同步输出，采用存储器件(第二存储器)对色域视频图像和源视频图像进行缓存和同步输出，且考虑到源视频图像可能为8K/4K超高清视频，数据量巨大，因此，将第二存储器设置在可编程逻辑芯片外以保证可编程逻辑芯片内的各个单元的运行速率，加快实时输出色域视频图像和源视频图像的速度。

进一步地，在一个实施例中，请参阅图10，S132步骤包括：

S1321：根据源图像帧初始标识确定存储当前帧的第一地址，并根据当前帧的第一地址写入当前帧对应的源视频数据；

S1322：根据源图像帧结束标识将当前帧的第一地址与偏移地址的和作为色域视频数据当前帧的第二地址，并将当前帧对应的色域视频数据写入当前帧的第二地址中，偏移地址由源视频数据量决定；

S1323：根据当前帧的第一地址和帧地址步进地址确定下一帧第一地址，帧地址步进地址由源视频数据量和色域视频偏移量决定。

步骤S1321、步骤S1322和步骤1323可以由存储交互单元13实现。也即是说，存储交互单元13用于：根据源图像帧初始标识确定存储当前帧的第一地址，并根据当前帧的第一地址写入当前帧对应的源视频数据；根据源图像帧结束标识将当前帧的第一地址与偏移地址的和作为色域视频数据当前帧的第二地址，并将当前帧对应的色域视频数据写入当前帧的第二地址中，偏移地址由源视频数据量决定；根据当前帧的第一地址和帧地址步进地址确定下一帧第一地址，帧地址步进地址由源视频数据量和色域视频偏移量决定。

具体地，以源图像帧起始标识和帧结束标识为标志位，控制DDR存储地址，具体执行步骤如下所示：

(1)帧起始标识时，更新当前帧(例如当前帧为第K帧)的DDR存储的第一地址addr_k，并随后根据该地址写入源视频数据。

(2)帧结束标识时，将第一地址addr_k作为该第K帧对应的色域视频数据的存储基地址，偏移地址为addr_offset(该偏移地址由源视频数据量决定)，将当前帧的第一地址与偏移地址的和作为色域视频数据当前帧的第二地址，并在第二地址写入色域视频数据。

(3)下一帧K+1来临时，更新第K+1帧第一地址addr_k+1＝addr_k+addr_step(帧地址步进地址由源视频数据量加色域视频偏移量决定)，继续进行下一帧数据的写入操作。

本申请的第二存储器以第一存储空间存储源视频数据，以第二存储空间存储色域视频数据，能够使源视频数据和色域视频数据存储更加合理，不会混淆，使得输出的色域视频数据出错而影响最终分析和显示的结果。

请参阅图11，在某些实施例中，方法还包括：

S16：获取源视频时序信息；

S17：根据源视频时序信息得到同步输出时序，其中同步输出时序为行同步、场同步和数据使能三方面同时控制的时序。

请再次参阅图2，视频分析及显示装置10还包括时序同步单元16，步骤16和步骤17可以由时序同步单元16实现。也即是说，时序同步单元16用于：获取源视频时序信息；根据源视频时序信息得到同步输出时序，其中同步输出时序为行同步、场同步和数据使能三方面同时控制的时序。

具体地，同步输出时序的具体包括行同步、场同步和数据使能三方面同时控制的时序，其中，行同步又为水平同步，即控制电子束从右边返回起点(屏幕的左端)，也叫行逆程。场同步又为垂直同步，即控制电子束从底部返回到顶部，也叫场逆程。数据使能是指负责控制信号的输入和输出，也即是说，使能信号就是一个“允许”信号，允许信号的输入或输出。

此外，时序同步单元16还可以产生色域视频时序，色域视频时序用于在每一帧色域图像数据分析和存储完成后，控制读取随机存储器(RAM)中的色域视频数据，生成色域图像视频并输出色域图像视频。

请结合图5，时序同步单元16与源视频接收单元111连接以获取源视频时序信息，并根据源视频时序信息得到同步输出时序。此处的数据使能信号是指源视频接收单元111的输出信号：控制源视频接收单元111输出源视频时序信息。由于同步输出时序是由源视频接收单元111产生的时序信息得到的同步时序，其他单元根据同步输出时序作出的操作能够完全与源视频同步，达到实时分析源视频得到可视化的色域视频图像的目的，并且色域视频图像能够与源视频同步显示，实时为监视器使用者提供可视化的色域视频图像，实现更高效地监看分析。

此外，时序同步单元16可以与色域分析单元12连接，将同步输出时序输出至色域分析单元12中，在一帧的色域图像数据分析和存储完成后，根据同步输出时序控制第一存储器读取色域图像数据同步生成色域图像视频。此处的数据使能信号是指在色域分析单元12的输入信号：控制第一存储器读取色域图像数据同步生成色域图像视频。

时序同步单元16可以与存储交互单元13连接，将同步输出时序输出至存储交互单元13中控制第二存储器(DDR)同步读取色域视频数据、源视频数据和色域基图数据。此处的数据使能信号是指在存储交互单元13的输入信号：控制第二存储器(DDR)同步读取色域视频数据、源视频数据和色域基图数据。

在某些实施例中，源视频数据包括源视频分辨率数据量，方法还包括：根据输入的所述源视频分辨率数据量采用预设数量的色域分析单元并行分析源视频数据。

具体地，可以在视频色域分析及显示装置10中设置多个色域分析单元12，例如为2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个等，且视频色域分析及显示装置10可以包括计算单元18，计算单元18用于根据输入的源视频分辨率数据量选择采用预设数量的色域分析单元并行分析源视频数据，预设数量可以为2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或其他数值。可以理解地，由于每个色域分析单元12可供实时处理的能力为1920*1080*60Hz的视频数据(60Hz是色域分析单元12每秒的帧率)，例如，当输入的源视频分辨率数据量为4K时，实际视频分辨率数据量为3840*2160，3840/1920＝2，2160/1080＝2。即，采用4个色域分析单元12并行分析源视频数据，也即是，同时采用4个色域分析单元12一起处理源视频数据。当输入的源视频分辨率数据量为8K时，实际视频分辨率数据量为7680*4320，7680/1920＝4，4320/1080＝4。即，采用16个色域分析单元12并行分析处理，也即是，同时采用16个色域分析单元12一起处理源视频数据。综上，本申请获取源视频数据的方法根据实际的源视频分辨率数据量采用合理数量的色域分析单元12同时进行处理源视频，可以缩短分析源视频数据的时间，提升分析源视频数据的效率。

在某些实施例中，获取色域基图的数据及存储色域基图数据的方法包括：读取和接收预设色彩模式下的色域基图；将色域基图写入第二存储器中，并将色域基图存储在第二存储器中，其中，色域基图包括色域基图数据。

可以理解地，为了使绘制生成的色域波形图更易于用户观察，本申请的视频色域分析及显示的方法实现了辅助坐标系统(即为色域基图)的显示。显示方法采用背景图(色域基图)叠加的方式进行。具体为：

(1)视频色域分析及显示装置10启动时执行色域基图接收和存储操作，读取和接收可编辑逻辑芯片外部(片外FLASH或外部SoC(系统级芯片))的CIE1931的背景图(色域基图)和CIE1976色域的背景图(色域基图)。

(2)将背景图写入第二存储器(DDR)存储空间中，每个背景图占用一片地址空间。

(3)在进行视频数据融合输出时，根据同步输出时序控制第二存储器从相应的地址空间中读取该背景数据(色域基图数据)，便于后续的融合操作。

其中，色域基图如图3所示，图中包括二维坐标参考系及不同色彩对应分布的坐标范围，色域基图数据即指的是图3中X、Y坐标系对应的数据及不同色彩对应的坐标数据。

请参阅图10，在某些实施例中，S14步骤包括：

S141：将色域视频数据和色域基图数据融合生成色域波形数据；

S142：将色域波形数据和源视频数据融合生成目标色域视频数据。

步骤141和步骤142可以由数据融合单元14实现，也即是说，数据融合单元15用于：将色域视频数据和色域基图数据融合生成色域波形数据；将色域波形数据和源视频数据融合生成目标色域视频数据。

具体地，第一步完成色域视频数据和色域基图数据的融合：当色域视频时序的数据使能时(允许)，判断当前色域视频数据是否为0，若为0，采用同步传输的色域基图数据作为有效数据；若为1，采用(RGB)＝(Pr，Pg，Pb)作为有效数据((Pr，Pg，Pb)为预设的波形绘制颜色)。色域视频数据和色域基图数据完成第一级融合即生成色域波形视频数据。

第二步进行色域波形数据和源视频数据的融合：以源视频数据时序为基时序，在源视频数据时序的数据使能区间内，判断同步传输的色域波形视频时序的数据是否使能(允许)，若数据使能，采用色域波形数据作为有效传输数据；若数据未使能，采用源视频数据作为有效传输数据。第二级融合完成后，即完成了色域波形和源视频的数据融合过程，即可输出给显示单元15完成显示功能。其中，色域视频时序、源视频数据时序和色域波形视频时序都是由时序同步单元16产生的。

请参阅图13和图5，本申请还提供视一种视频色域分析及显示的系统20，包括视频色域分析及显示的装置10。

请参阅图14，本申请还提供一种计算机设备30，包括存储器31及处理器32。存储器31中存储有计算机程序33。

计算机程序33被处理器32执行的情况下，实现上述任意一种实施方式的控制方法的步骤。

例如，计算机程序33被处理器32执行的情况下，实现以下控制方法的步骤：

S11：获取色域基图数据及源视频数据，并存储色域基图数据及源视频数据，源视频数据包括源视频像素；

S12：将源视频像素实时转换成预设色域空间下的色彩坐标，根据色彩坐标实时转换成色域图像数据，根据色域图像数据同步生成色域图像视频以得到色域视频数据；

S13：控制色域视频数据、源视频数据和色域基图数据同步输出并存储；

S14：将色域视频数据、源视频数据和色域基图数据进行融合生成目标色域视频数据；

S15：将目标色域视频数据输出显示为色域视频图像。

综上，本申请的视频色域分析及显示的方法、装置及系统与计算机设备可以实时分析接收到的监视器源视频图像并转换成色域视频图像，与源视频同步输出显示，实时为监视器使用者提供可视化的色域视频图像，实现更高效地监看分析。

Claims (12)

1.一种视频色域分析及显示的方法，应用于监视器处理系统，其特征在于，所述方法包括：

获取色域基图数据及源视频数据，并存储所述色域基图数据及源视频数据，所述源视频数据包括源视频像素；

将所述源视频像素实时转换成预设色域空间下的色彩坐标，根据所述色彩坐标实时转换成色域图像数据，根据所述色域图像数据同步生成色域图像视频以得到色域视频数据；

控制所述色域视频数据、所述源视频数据和所述色域基图数据同步输出并存储；

将所述色域视频数据和所述色域基图数据融合生成色域波形数据；将所述色域波形数据和所述源视频数据融合生成目标色域视频数据；

将所述目标色域视频数据输出显示为色域视频图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述源视频像素实时转换成预设色域空间下的色彩坐标，根据所述色彩坐标实时转换成色域图像数据包括：

将所述源视频像素根据预设转换公式实时转换为预设色彩空间下的色彩坐标；

将所述色彩坐标依据第一规则转换为第一存储器的寻址地址，所述第一存储器设置在可编程逻辑芯片上；

根据所述寻址地址将所述色彩坐标对应的色域图像数据写入所述第一存储器中；其中，所述寻址地址的写入值为1，则代表在所述色彩坐标下存在色域图像数据；所述寻址地址的写入值为0，则代表在所述色彩坐标下不存在色域图像数据；

将所述色域图像数据存储于所述第一存储器中。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述色彩坐标实时转换成色域图像数据还包括：

采用多个所述第一存储器对所述色彩坐标交替写入和读取，所述多个第一存储器分别交替处理所述源视频图像的帧数据。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述色域图像数据同步生成色域图像视频以得到所述色域视频数据包括：

在一帧的所述色域图像数据分析和存储完成后，根据同步输出时序控制所述第一存储器读取所述色域图像数据同步生成所述色域图像视频；

根据所述色域图像视频获取所述色域视频数据。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制色域视频数据、所述源视频数据和所述色域基图数据同步输出包括：

采用第二存储器存储所述色域视频数据、所述源视频数据和所述色域基图数据，所述第二存储器设置在可编程逻辑芯片外；

根据同步输出时序控制所述第二存储器同步读取所述色域视频数据、所述源视频数据和所述色域基图数据。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据同步输出时序控制所述第二存储器同步读取所述色域视频数据、所述源视频数据和所述色域基图数据包括：

根据源图像帧初始标识确定存储当前帧的第一地址，并根据当前帧的所述第一地址写入当前帧对应的所述源视频数据；

根据源图像帧结束标识将当前帧的所述第一地址与偏移地址的和作为所述色域视频数据当前帧的第二地址，并将当前帧对应的所述色域视频数据写入当前帧的所述第二地址中，所述偏移地址由所述源视频数据量决定；

根据当前帧的所述第一地址和帧地址步进地址确定下一帧所述第一地址，所述帧地址步进地址由所述源视频数据量和色域视频偏移量决定。

7.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述源视频时序信息；

根据所述源视频时序信息得到所述同步输出时序，其中所述同步输出时序为行同步、场同步和数据使能三方面同时控制的时序。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述源视频数据包括源视频分辨率数据量，所述方法还包括：根据输入的所述源视频分辨率数据量采用预设数量的色域分析单元并行分析所述源视频数据。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述获取色域基图数据，并存储所述色域基图数据包括：

读取和接收预设色彩模式下的所述色域基图；

将所述色域基图写入所述第二存储器中，并将所述色域基图存储在所述第二存储器中，其中，所述色域基图包括所述色域基图数据。

10.一种视频色域分析及显示的装置，其特征在于，所述装置包括：

色域基图接收单元，所述色域基图接收单元用于接收色域基图，获取所述色域基图数据及存储所述色域基图数据；

源视频接收单元，所述源视频接收单元用于接收源视频，获取所述源视频数据并存储所述源视频数据，所述源视频数据包括源视频像素；

色域分析单元，所述色域分析单元用于将所述源视频像素实时转换成预设色域空间下的色彩坐标，根据所述色彩坐标实时转换成色域图像数据；根据所述色域图像数据同步生成色域图像视频，得到色域视频数据；

存储交互单元，所述存储交互单元用于控制所述色域视频数据、所述源视频数据和所述色域基图数据同步输出并存储；

数据融合单元，所述数据融合单元用于将所述色域视频数据和所述色域基图数据融合生成色域波形数据；将所述色域波形数据和所述源视频数据融合生成目标色域视频数据；

显示单元，所述显示单元用于将所述目标色域视频数据输出显示为色域视频图像。

11.一种视频色域分析及显示的系统，其特征在于，包括权利要求10所述的视频色域分析及显示的装置。

12.一种计算机设备，包括存储器及处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现权利要求1至9中任意一项所述的方法。