CN115065861A - 一种分布式解码器视频同步拼接显示方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种分布式解码器视频同步拼接显示方法及系统，涉及计算机多媒体技术领域。本发明包括以下步骤，S1分布式解码器启动主控节点；S2分布式解码器启动各解码节点；S3主控节点与各解码节点建立网络连接；S4主控节点周期性监测获取各解码节点显示口的相位时间戳；S5主控节点从外部网络获取一帧视频图像帧数据，添加系统时间戳，通过内部网络转发给各解码节点；S6各解码节点对接收的一帧视频图像数据先进行本地解码，获取解码后的待显示视频，根据视频帧时间戳和本地时钟计算误差，根据误差确定是否要将图像帧输出到拼接屏进行显示。本发明解决了现有技术视频同步拼接效果差的问题。

Description

一种分布式解码器视频同步拼接显示方法及系统
技术领域
本发明属于计算机多媒体技术领域，涉及一种分布式解码器视频同步拼接显示方法及系统。
背景技术
分布式解码设备是一种将编码后的音视频数据进行解码，并通过BNC、VGA、HDMI、DVI等显示口输出到拼接屏上的设备。典型场景为分布式解码器接收网络视频压缩码流然后分发给分布式解码节点，各个解码节点分别将码流解码并输出给显示设备显示，再根据需求将各个解码拼接节点输出的图像拼接呈一个大的画面窗口。所述视频码流需要经过网络传输、解码、降噪、缩放、裁剪、叠加等预处理后送到输出模块的显存，由输出模块控制输出。但是，现有的分布式解码器分发给不同节点的同一视频帧数据在网络传输上消耗的时间及不同节点的负荷均可存在差异，使得不同节点将同一视频帧送到显存的时间点不同，这就造成显示设备输出显示同一视频帧的时间不同，相应的产生视频不同步的问题。且现有技术的实现上依赖增加额外硬件，带来产品成本上升和系统设计复杂度增加。
发明内容
本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种分布式解码器视频同步拼接显示方法及系统，解决了现有技术视频同步拼接效果差的问题。本发明是通过如下技术方案实现的：本发明提供了一种分布式解码器视频同步拼接显示方法，包括以下步骤：S1分布式解码器启动主控节点；
S2分布式解码器启动各解码节点；
S3主控节点与各解码节点建立网络连接，通过精确时间协议PTP实现主控节点与各解码节点时钟高精度同步；
S4主控节点周期性监测获取各解码节点显示口的相位时间戳，判断所有解码节点显示口相位误差是否在运行范围内，相位误差超范围启动解码节点相位同步机制；
S5主控节点从外部网络获取一帧视频图像帧数据，添加系统时间戳，通过内部网络转发给各解码节点；
S6各解码节点对接收的一帧视频图像数据先进行本地解码，获取解码后的待显示视频，根据视频帧时间戳和本地时钟计算误差，根据误差确定是否要将图像帧输出到拼接屏进行显示。
一种分布式解码器视频同步拼接显示系统，包括：分布式解码器和拼接屏，分布式解码器包括主控节点、内部网络和不少于两个解码节点；拼接屏由若干个显示器拼接组成，主控节点连接外部网络并从外部网络中获取视频图像帧数据；主控节点通过内部网络连接各解码节点，解码节点通过BNC、VGA、HDMI或DVI等显示口连接拼接屏，解码节点对视频进行解码和显示，将最终的画面显示在拼接屏上。
本发明的有益效果是：
1、本发明方案基于分布式解码器已有硬件框架实现视频同步拼接显示方法，硬件上无要求，只需定制软件开发，易于实现。
2、本发明方案中使用精确时间协议PTP实现主控节点周期性同各解码节点的时钟同步，可对解码节点运行过程中出现的时钟误差进行动态调整，保证了整个时钟同步的稳定性和统一性。
3、本发明方案中主控节点周期性监测解码节点显示口相位时间戳和相位误差，如果误差超过设计范围，系统自动开启相位同步机制，消除系统时钟晶振精度差异带来的相位误差。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
图1为本发明分布式解码器视频同步拼接显示系统物理拓扑图；
图2为本发明实施例显示口相位同步流程图；
图3为本发明实施例视频帧同步显示流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
附图为本发明的一种分布式解码器视频同步拼接显示方法及系统的具体实施例。
该实施例包括一种分布式解码器视频同步拼接显示方法，包括以下步骤：
S1分布式解码器启动主控节点；
S2分布式解码器启动各解码节点；
S3主控节点与各解码节点建立网络连接，通过精确时间协议PTP（Precision TimeProtocol）实现主控节点与各解码节点时钟高精度同步；
S4主控节点周期性监测获取各解码节点显示口的相位时间戳，判断所有解码节点显示口相位误差是否在运行范围内，相位误差超范围启动解码节点相位同步机制；
S5主控节点从外部网络获取一帧视频图像帧数据，添加系统时间戳，通过内部网络转发给各解码节点；
S6各解码节点对接收的一帧视频图像数据先进行本地解码，获取解码后的待显示视频，根据视频帧时间戳和本地时钟计算误差，根据误差确定是否要将图像帧输出到拼接屏进行显示。
分布式解码器包括主控节点、内部网络和不少于两个解码节点，视频的解码播放均在解码节点上完成，解码节点通过BNC、VGA、HDMI或DVI等显示口将视频显示在拼接屏上。
主控节点与各解码节点通过PTP协议实现时钟高精度同步，主控节点提供原始时钟，通过内部网络交换机与各解码节点交互PTP报文；解码节点通过解析PTP报文，计算出解码节点跟主控节点之间的时间差，解码节点根据时间差调节自身设备时钟后与主控节点的时间保持一致。因为硬件芯片差异和时钟晶振扰动的存在，各节点之间同步一次后无法保证时间一直保持一致，时钟同步是一个周期性、动态调节的过程。
主控节点周期性监测各解码节点显示口相位时间戳，主控节点计算各解码节点相位误差；相位误差在设计范围内，进行下一周期监测；相位误差超过设计阈值，解码器启动相位同步机制；主控节点主动给各解码节点发送相位同步信号；解码节点接收到同步信号后，对其显示口刷新频率进行重新初始化。
该实施例中分布式解码器相位同步机制实现的具体技术为：各解码节点显示口固有刷新频率对应刷新周期
Figure DEST_PATH_IMAGE002
T，例如刷新60Hz对应刷新周期16.7ms，主控节点周期性监测各解码节点显示口相位点，即对应每一个刷新周期
Figure 73193DEST_PATH_IMAGE002
T开始的时间，计算各解码节点相位点误差；相位点误差在设计范围内，进行下一周期监测；相位点误差超过设计阈值，分布式解码器启动相位同步机制；主控节点主动给各解码节点发送相位同步信号和系统时间戳T0；解码节点接收到同步信号后，实时监测系统时间戳，当系统时间戳变为T0+N*
Figure 928016DEST_PATH_IMAGE002
T (N≥0) 时，各解码节点对显示口进行重置，实现解码节点显示口相位点相差N*
Figure 707753DEST_PATH_IMAGE002
T (N≥0)，保证显示口的相位是完全同步的。
一种分布式解码器视频同步拼接显示系统，包括：分布式解码器和拼接屏，分布式解码器包括主控节点、内部网络和不少于两个解码节点；拼接屏由若干个显示器拼接组成，主控节点连接外部网络并从外部网络中获取视频图像帧数据；主控节点通过内部网络连接各解码节点，解码节点通过BNC、VGA、HDMI或DVI等显示口连接拼接屏，解码节点对视频进行解码和显示，将最终的画面显示在拼接屏上。
如附图2所示的解码节点显示口相位同步流程，具体按照以下步骤实施：
（1）主控节点跟各解码节点建立网络连接，通过软件PTP协议实现主控节点和各解码节点之间高定度时钟同步；
（2）主控节点周期性监测各解码节点显示口相位时间戳，计算各解码节点相位误差；
（3）相位误差在设计范围内，进行下一周期监测；相位误差超过设计范围，启动各解码节点相位同步机制；
（4）主控节点主动给各解码节点发送相位同步信号；
（5）解码节点根据同步信号中提供的同步基准时间戳和显示口刷新周期，计算相位同步触发时间点，在该时间点完成相位同步。
如附图3所示的视频帧同步显示流程，具体按照以下步骤实施：
（1）主控节点跟各解码节点建立网络连接，通过精确时间协议PTP实现各解码节点之间高精度时钟同步；
（2）主控节点启动相位同步监测机制；
（3）主控节点从外部网络获取图像帧数据，在图像帧数据中添加系统时钟时间戳和显示位置信息，通过内部网络分发给各解码节点；
（4）各解码节点接收到图像帧数据，解码获取图像显示数据，通过比较视频帧时间戳和本机时间戳差值，确定是否将该视频帧送显示口显示、延迟等待或丢弃；根据显示位置信息确定在显示口的显示位置。
本发明公开了一种分布式解码器同步拼接显示方法和系统，以期通过低成本、技术复杂度低的方法实现视频的同步拼接显示之目的。其方法包括：在解码器启动后，主控节点跟解码节点建立连接通过精确时间协议PTP实现各解码节点的时钟高精度同步；主控节点周期性获取所有解码节点的相位时间戳，判断所有解码节点的相位误差是否在允许范围内，超误差范围触发相位同步机制；主控节点从外部网络获取视频图像帧数据，配置相应时间戳和显示位置通过内部网络一起分发给解码节点，解码节点根据图像帧时间戳跟系统时间戳比值确定是否要送显示端显示图像，根据图像显示位置确定在拼接屏显示位置。由此确保所有解码节点的时钟保持同步，显示输出的相位相同，进而确保通过各解码节点输出的视频图像能够在拼接屏上同步显示。
本发明实施例中的主控节点跟各解码节点时钟同步时采用的精确时间协议PTP实现，目前实测时钟精度到几十微妙，当采用性能较好的带有硬件时间戳的网卡时，时钟的精度能达到纳秒级。在实际应用中如果所使用场景对精度有更高要求，这里可以采用更换硬件网卡的方式来提升时钟同步精度。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (5)

1.一种分布式解码器视频同步拼接显示方法，其特征在于，包括以下步骤，
S1分布式解码器启动主控节点；
S2分布式解码器启动各解码节点；
S3主控节点与各解码节点建立网络连接，通过精确时间协议PTP实现主控节点与各解码节点时钟高精度同步；
S4主控节点周期性监测获取各解码节点显示口的相位时间戳，判断所有解码节点显示口相位误差是否在运行范围内，相位误差超范围启动解码节点相位同步机制；
S5主控节点从外部网络获取一帧视频图像帧数据，添加系统时间戳，通过内部网络转发给各解码节点；
S6各解码节点对接收的一帧视频图像数据先进行本地解码，获取解码后的待显示视频，根据视频帧时间戳和本地时钟计算误差，根据误差确定是否要将图像帧输出到拼接屏进行显示。
2.根据权利要求1所述的分布式解码器视频同步拼接显示方法，其特征在于，分布式解码器包括主控节点、内部网络和不少于两个解码节点，视频的解码播放均在解码节点上完成，解码节点通过BNC、VGA、HDMI或DVI等显示口将视频显示在拼接屏上。
3.根据权利要求1所述的分布式解码器视频同步拼接显示方法，其特征在于，主控节点与各解码节点通过PTP协议实现时钟高精度同步，主控节点提供原始时钟，通过内部网络交换机与各解码节点交互PTP报文；解码节点通过解析PTP报文，计算出解码节点跟主控节点之间的时间差，解码节点根据时间差调节自身设备时钟后与主控节点的时间保持一致。
4.根据权利要求1所述的分布式解码器视频同步拼接显示方法，其特征在于，主控节点周期性监测各解码节点显示口相位时间戳，主控节点计算各解码节点相位误差；相位误差在设计范围内，进行下一周期监测；相位误差超过设计阈值，解码器启动相位同步机制；主控节点主动给各解码节点发送相位同步信号；解码节点接收到同步信号后，对其显示口刷新频率进行重新初始化。
5.一种分布式解码器视频同步拼接显示系统，其特征在于，包括：分布式解码器和拼接屏，分布式解码器包括主控节点、内部网络和不少于两个解码节点；拼接屏由若干个显示器拼接组成，主控节点连接外部网络并从外部网络中获取视频图像帧数据；主控节点通过内部网络连接各解码节点，解码节点通过显示口连接拼接屏，解码节点对视频进行解码和显示，将最终的画面显示在拼接屏上。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103795979A (zh) * 2014-01-23 2014-05-14 浙江宇视科技有限公司 一种分布式图像拼接同步的方法和装置
CN112243105A (zh) * 2019-07-17 2021-01-19 杭州海康威视数字技术股份有限公司 分布式拼接显示系统、方法、装置及电子设备
CN113453053A (zh) * 2021-06-25 2021-09-28 杭州海康威视数字技术股份有限公司 分布式视频同步显示系统及视频同步显示方法、存储介质

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103795979A (zh) * 2014-01-23 2014-05-14 浙江宇视科技有限公司 一种分布式图像拼接同步的方法和装置
CN112243105A (zh) * 2019-07-17 2021-01-19 杭州海康威视数字技术股份有限公司 分布式拼接显示系统、方法、装置及电子设备
CN113453053A (zh) * 2021-06-25 2021-09-28 杭州海康威视数字技术股份有限公司 分布式视频同步显示系统及视频同步显示方法、存储介质

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