CN115103217A - 一种云智慧屏的同步更新方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种云智慧屏的同步更新方法及系统，获取视频传输过程中的图像时间序列，将图像时间序列分解为按时间顺序的多个图像矩阵组成的序列，根据图像时间序列中每个图像矩阵及其对应的时刻计算得到传输超越距，根据传输超越距生成填充矩阵并加入到图像时间序列中，将图像时间序列更新在屏幕上，实现了提高了画面的转换连接观感上的流畅性的有益效果。
Description
技术领域
本发明属于数据处理领域，具体涉及一种云智慧屏的同步更新方法及系统。
背景技术
云智慧屏是指通过无线传输技术来实时地将视频信号同步更新在显示屏上。然而，由于外部的例如电波、辐射或者机器故障引起的干扰因素，在实时更新视频信号的过程中，会导致视频信号帧与帧之间的延迟或者某一帧的丢失，造成在显示屏上视频更新卡顿或者跳跃过大的观感不佳。公开号CN112584234A的专利文献中提供了一种视频图像的处理方法及相关装置，尽管可以提高视频图像数据形成的视频图像的流畅度，但是对于补的帧数、帧与帧之间的时间延迟以及帧之间缺乏协调性都是没有解决的，现有的技术方案中对上述问题的解决的单个或片面的，不足以全面提升显示屏幕视频同步更新的质量。
发明内容
本发明的目的在于提出一种云智慧屏的同步更新方法及系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
本发明提供了一种云智慧屏的同步更新方法及系统，获取视频传输过程中的图像时间序列，将图像时间序列分解为按时间顺序的多个图像矩阵组成的序列，根据图像时间序列中每个图像矩阵及其对应的时刻计算得到传输超越距，根据传输超越距生成填充矩阵并加入到图像时间序列中，将图像时间序列更新在屏幕上。
为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供一种云智慧屏的同步更新方法，所述方法包括以下步骤：
S100，获取视频传输过程中的图像时间序列；
S200，将图像时间序列分解为按时间顺序的多个图像矩阵组成的序列，其中每个图像矩阵分别对应一个时刻；
S300，根据图像时间序列中每个图像矩阵及其对应的时刻，计算得到传输超越距；
S400，根据传输超越距，生成填充矩阵并加入到图像时间序列中；
S500，将图像时间序列更新在屏幕上。
进一步地，在S100中，获取视频传输过程中的图像时间序列的方法为：在屏幕显示视频之前，将视频的数据获取并作为图像时间序列。
进一步地，在S200中，将图像时间序列分解为按时间顺序的多个图像矩阵组成的序列，其中每个图像矩阵分别对应一个时刻的方法为：将图像时间序列中的各帧按时间先后的顺序进行排列，将每一帧作为一个图像矩阵，再对其中各图像矩阵进行图像预处理使得各图像矩阵的大小一致。
进一步地，在S300中，根据图像时间序列中每个图像矩阵及其对应的时刻，计算得到传输超越距的方法为：
将图像时间序列记为序列Pseq，图像时间序列中每个图像矩阵对应的时刻的序号与每个图像矩阵的序号保持一致，每个图像矩阵对应的时刻为视频传输过程中接收到该个图像矩阵的时刻，图像时间序列中图像矩阵的序号为q，图像时间序列中图像矩阵的数量为t，q∈[1,t]，Pseq中序号为q的图像矩阵为P(q)，图像矩阵P(q)对应的时刻记为tmp(t)；
图像时间序列中每个图像矩阵的大小相同皆为n行m列，其中，行的序号为i，列的序号为j，i∈[1,n]，j∈[1,m]，图像矩阵P(q)中行序号为i列序号为j的像素值为P(q,i,j)；
计算传输超越距，具体为：选取序号为第t-1的图像矩阵为P(t-1)，函数time()为求两序号对应的时刻之时间差的绝对值，则有time(t-1,t)表示序号为t-1的对应的时刻tmp(t-1)与序号为t的对应的时刻tmp(t)之时间差的绝对值，time(t-1,q)表示序号为t-1的对应的时刻tmp(t-1)与序号为q的对应的时刻tmp(q)之时间差的绝对值，则记tmp(t-1)与tmp(t)之间的传输超越距为excal(t-1,t)，excal(t-1,t)的计算公式为：
其中，函数exp为计算以自然常数e为底的指数函数；
根据传输超越距，判断excal(t-1,t)是否大于0，若是则转到S400；
此处使用传输超越距的好处是：在视频信号传输并更新在显示屏的过程中，帧之间的传输经常出现延迟甚至丢失，而现有技术仅设定一些预设的时间阈值，即便在延迟帧之间想要进行填补操作也难以准确地实时进行判断，计算excal(t-1,t)通过time(t-1,q)进行指数化处理再与各序号对应的时间差的绝对值的指数化结果，有效地测量了各时刻之间的变化梯度，从而准确地捕捉到延迟的情况，定位出需要补帧的时刻的位置，进而判断其是否大于零，避免了错误进行补帧所造成的计算资源浪费。
进一步地，在S400中，根据传输超越距，生成填充矩阵并加入到图像时间序列中的方法为：
按照q的序号的顺序，分别计算在序列Pseq中一个图像矩阵P(q)存在其下一个图像矩阵即P(q+1)的情况下的跃断度，P(q)到P(q+1)的跃断度记为bon(q,q+1)，bon(q,q+1)的计算公式为：
其中，图像矩阵P(q+1)中行序号为i列序号为j的像素值为P(q+1,i,j)，由此分别得到在序列Pseq中相邻两图像矩阵之间的跃断度，再计算Pseq中各相邻两图像矩阵之间的跃断度再取其算术平均值作为bon(avg)；
计算time(t-1,t)除以0.17微秒的商作为r，再使用excal(t-1,t)和bon(avg)将r
更新为r`，具体方法为
，其中，
top为向上取整的函数；（r`的引入可以针对现有的技术方案中解决的单个或片面的而不足
以全面提升显示屏幕视频同步更新的质量的问题，此处计算r`是用于作为补充的帧的数
量，而相比起机械的填充固定数量的帧，计算r`更好地通过excal(t-1,t)和bon(avg)考量
了视频信息的序列中图像像素值与时间的波动的变化趋势，不需要再产生冗余的帧，降低
了视频更新中的突兀感和延迟感）；
Pseq中序号为t的图像矩阵为P(t)，Pseq中序号为t-1的图像矩阵为P(t-1)；
利用视频补帧技术，根据P(t)和P(t-1)，在P(t)和P(t-1)之间生成数量r`张的补充的帧；
再计算微调系数，记微调系数为w，w=1+(|excal(t-1,t)|*|bon(avg)| )，对生成的r`张补充的帧中每一帧的像素值乘以w后，得到r`张填充矩阵并加入到图像时间序列中（此步骤实现的有益效果是：在现有的技术中，补的帧数是随机的从而造成帧与帧之间的连贯性差，填充的帧之间缺乏协调性导致画面的转换连接观感上不流畅，而计算跃断度可以有效监测视频信号中帧与帧之间的连贯性，再结合传输超越距和跃断度的数据特征计算出补充的帧的张数，由此大大提高了画面的转换连接观感上的流畅性）。
进一步地，在S500中，将图像时间序列更新在屏幕上的方法为：图像时间序列通过显示设备进行输出。
本发明还提供了一种云智慧屏的同步更新系统，所述一种云智慧屏的同步更新系统包括：处理器、存储器及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述一种云智慧屏的同步更新方法中的步骤，所述一种云智慧屏的同步更新系统可以运行于桌上型计算机、笔记本电脑、掌上电脑及云端数据中心等计算设备中，可运行的系统可包括，但不仅限于，处理器、存储器、服务器集群，所述处理器执行所述计算机程序运行在以下系统的单元中：
图像时间序列获取单元，用于获取视频传输过程中的图像时间序列；
图像时间序列分解单元，用于将图像时间序列分解为按时间顺序的多个图像矩阵组成的序列，其中每个图像矩阵分别对应一个时刻；
传输超越距计算单元，用于根据图像时间序列中每个图像矩阵及其对应的时刻，计算得到传输超越距；
填充矩阵生成单元，用于根据传输超越距，生成填充矩阵并加入到图像时间序列中；
屏幕更新单元，用于将图像时间序列更新在屏幕上。
本发明的有益效果为：本发明提供了一种云智慧屏的同步更新方法及系统，获取视频传输过程中的图像时间序列，将图像时间序列分解为按时间顺序的多个图像矩阵组成的序列，根据图像时间序列中每个图像矩阵及其对应的时刻计算得到传输超越距，根据传输超越距生成填充矩阵并加入到图像时间序列中，将图像时间序列更新在屏幕上，实现了提高了画面的转换连接观感上的流畅性的有益效果。
附图说明
通过对结合附图所示出的实施方式进行详细说明，本发明的上述以及其他特征将更加明显，本发明附图中相同的参考标号表示相同或相似的元素，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，在附图中：
图1所示为一种云智慧屏的同步更新方法的流程图；
图2所示为一种云智慧屏的同步更新系统的系统结构图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。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。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
如图1所示为根据本发明的一种云智慧屏的同步更新方法的流程图，下面结合图1来阐述根据本发明的实施方式的一种云智慧屏的同步更新方法及系统。
本发明提出一种云智慧屏的同步更新方法，所述方法具体包括以下步骤：
S100，获取视频传输过程中的图像时间序列；
S200，将图像时间序列分解为按时间顺序的多个图像矩阵组成的序列，其中每个图像矩阵分别对应一个时刻；
S300，根据图像时间序列中每个图像矩阵及其对应的时刻，计算得到传输超越距；
S400，根据传输超越距，生成填充矩阵并加入到图像时间序列中；
S500，将图像时间序列更新在屏幕上。
进一步地，在S100中，获取视频传输过程中的图像时间序列的方法为：在屏幕显示视频之前，将视频的数据获取并作为图像时间序列。
进一步地，在S200中，将图像时间序列分解为按时间顺序的多个图像矩阵组成的序列，其中每个图像矩阵分别对应一个时刻的方法为：将图像时间序列中的各帧按时间先后的顺序进行排列，将每一帧作为一个图像矩阵，再对其中各图像矩阵进行图像预处理使得各图像矩阵的大小一致。
进一步地，在S300中，根据图像时间序列中每个图像矩阵及其对应的时刻，计算得到传输超越距的方法为：
将图像时间序列记为序列Pseq，图像时间序列中每个图像矩阵对应的时刻的序号与每个图像矩阵的序号保持一致，每个图像矩阵对应的时刻为视频传输过程中接收到该个图像矩阵的时刻，图像时间序列中图像矩阵的序号为q，图像时间序列中图像矩阵的数量为t，q∈[1,t]，Pseq中序号为q的图像矩阵为P(q)，图像矩阵P(q)对应的时刻记为tmp(t)；
图像时间序列中每个图像矩阵的大小相同皆为n行m列，其中，行的序号为i，列的序号为j，i∈[1,n]，j∈[1,m]，图像矩阵P(q)中行序号为i列序号为j的像素值为P(q,i,j)；
计算传输超越距，具体为：选取序号为第t-1的图像矩阵为P(t-1)，函数time()为求两序号对应的时刻之时间差的绝对值，则有time(t-1,t)表示序号为t-1的对应的时刻tmp(t-1)与序号为t的对应的时刻tmp(t)之时间差的绝对值，time(t-1,q)表示序号为t-1的对应的时刻tmp(t-1)与序号为q的对应的时刻tmp(q)之时间差的绝对值，则记tmp(t-1)与tmp(t)之间的传输超越距为excal(t-1,t)，excal(t-1,t)的计算公式为：
其中，函数exp为计算以自然常数e为底的指数函数；
根据传输超越距，判断excal(t-1,t)是否大于0，若是则转到S400。
进一步地，在S400中，根据传输超越距，生成填充矩阵并加入到图像时间序列中的方法为：
按照q的序号的顺序，分别计算在序列Pseq中一个图像矩阵P(q)存在其下一个图像矩阵即P(q+1)的情况下的跃断度，P(q)到P(q+1)的跃断度记为bon(q,q+1)，bon(q,q+1)的计算公式为：
其中，图像矩阵P(q+1)中行序号为i列序号为j的像素值为P(q+1,i,j)，由此分别得到在序列Pseq中相邻两图像矩阵之间的跃断度，再计算Pseq中相邻两图像矩阵之间的跃断度的算术平均值作为bon(avg)；
计算time(t-1,t)除以0.17微秒的商作为r，再使用excal(t-1,t)和bon(avg)将r
更新为r`，具体方法为
，其中，
top为向上取整的函数；
Pseq中序号为t的图像矩阵为P(t)，Pseq中序号为t-1的图像矩阵为P(t-1)；
利用视频补帧技术，根据P(t)和P(t-1)，在P(t)和P(t-1)之间生成r`张补充的帧；
再计算微调系数，记微调系数为w，w=1+(|excal(t-1,t)|*|bon(avg)| )，对生成的r`张补充的帧中每一帧的像素值乘以w后，得到r`张填充矩阵并加入到图像时间序列中。
进一步地，在S500中，将图像时间序列更新在屏幕上的方法为：图像时间序列通过显示设备进行输出。
所述一种云智慧屏的同步更新系统包括：处理器、存储器及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述一种云智慧屏的同步更新方法实施例中的步骤，所述一种云智慧屏的同步更新系统可以运行于桌上型计算机、笔记本电脑、掌上电脑及云端数据中心等计算设备中，可运行的系统可包括，但不仅限于，处理器、存储器、服务器集群。
本发明的实施例提供的一种云智慧屏的同步更新系统，如图2所示，该实施例的一种云智慧屏的同步更新系统包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述一种云智慧屏的同步更新方法实施例中的步骤，所述处理器执行所述计算机程序运行在以下系统的单元中：
图像时间序列获取单元，用于获取视频传输过程中的图像时间序列；
图像时间序列分解单元，用于将图像时间序列分解为按时间顺序的多个图像矩阵组成的序列，其中每个图像矩阵分别对应一个时刻；
传输超越距计算单元，用于根据图像时间序列中每个图像矩阵及其对应的时刻，计算得到传输超越距；
填充矩阵生成单元，用于根据传输超越距，生成填充矩阵并加入到图像时间序列中；
屏幕更新单元，用于将图像时间序列更新在屏幕上。
所述一种云智慧屏的同步更新系统可以运行于桌上型计算机、笔记本电脑、掌上电脑及云端数据中心等计算设备中。所述一种云智慧屏的同步更新系统包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，所述例子仅仅是一种云智慧屏的同步更新方法及系统的示例，并不构成对一种云智慧屏的同步更新方法及系统的限定，可以包括比例子更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述一种云智慧屏的同步更新系统还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器 (Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列 (Field-Programmable Gate Array，FPGA) 或者其他可编程逻辑器件、分立元器件门电路或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述一种云智慧屏的同步更新系统的控制中心，利用各种接口和线路连接整个一种云智慧屏的同步更新系统的各个分区域。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述一种云智慧屏的同步更新方法及系统的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序（比如声音播放功能、图像播放功能等）等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据（比如音频数据、电话本等）等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡（Smart Media Card, SMC），安全数字（SecureDigital, SD）卡，闪存卡（Flash Card）、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
本发明提供了一种云智慧屏的同步更新方法及系统，获取视频传输过程中的图像时间序列，将图像时间序列分解为按时间顺序的多个图像矩阵组成的序列，根据图像时间序列中每个图像矩阵及其对应的时刻计算得到传输超越距，根据传输超越距生成填充矩阵并加入到图像时间序列中，将图像时间序列更新在屏幕上，实现了提高了画面的转换连接观感上的流畅性的有益效果。
尽管本发明的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述，但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例，从而有效地涵盖本发明的预定范围。此外，上文以发明人可预见的实施例对本发明进行描述，其目的是为了提供有用的描述，而那些目前尚未预见的对本发明的非实质性改动仍可代表本发明的等效改动。
Claims (7)
1.一种云智慧屏的同步更新方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S100，获取视频传输过程中的图像时间序列；
S200，将图像时间序列分解为按时间顺序的多个图像矩阵组成的序列，其中每个图像矩阵分别对应一个时刻；
S300，根据图像时间序列中每个图像矩阵及其对应的时刻，计算得到传输超越距；
S400，根据传输超越距，生成填充矩阵并加入到图像时间序列中；
S500，将图像时间序列更新在屏幕上。
2.根据权利要求1所述的一种云智慧屏的同步更新方法，其特征在于，在S100中，获取视频传输过程中的图像时间序列的方法为：在屏幕显示视频之前，将视频的数据获取并作为图像时间序列。
3.根据权利要求1所述的一种云智慧屏的同步更新方法，其特征在于，在S200中，将图像时间序列分解为按时间顺序的多个图像矩阵组成的序列，其中每个图像矩阵分别对应一个时刻的方法为：将图像时间序列中的各帧按时间先后的顺序进行排列，将每一帧作为一个图像矩阵，再对其中各图像矩阵进行图像预处理使得各图像矩阵的大小一致。
4.根据权利要求1所述的一种云智慧屏的同步更新方法，其特征在于，在S300中，根据图像时间序列中每个图像矩阵及其对应的时刻，计算得到传输超越距的方法为：
将图像时间序列记为序列Pseq，图像时间序列中每个图像矩阵对应的时刻的序号与每个图像矩阵的序号保持一致，每个图像矩阵对应的时刻为视频传输过程中接收到该个图像矩阵的时刻，图像时间序列中图像矩阵的序号为q，图像时间序列中图像矩阵的数量为t，q∈[1,t]，Pseq中序号为q的图像矩阵为P(q)，图像矩阵P(q)对应的时刻记为tmp(t)；
图像时间序列中每个图像矩阵的大小相同皆为n行m列，其中，行的序号为i，列的序号为j，i∈[1,n]，j∈[1,m]，图像矩阵P(q)中行序号为i列序号为j的像素值为P(q,i,j)；
计算传输超越距，具体为：选取序号为第t-1的图像矩阵为P(t-1)，函数time()为求两序号对应的时刻之时间差的绝对值，则有time(t-1,t)表示序号为t-1的对应的时刻tmp(t-1)与序号为t的对应的时刻tmp(t)之时间差的绝对值，time(t-1,q)表示序号为t-1的对应的时刻tmp(t-1)与序号为q的对应的时刻tmp(q)之时间差的绝对值，则记tmp(t-1)与tmp(t)之间的传输超越距为excal(t-1,t)，excal(t-1,t)的计算公式为：
其中，函数exp为计算以自然常数e为底的指数函数；
根据传输超越距，判断excal(t-1,t)是否大于0，若是则转到S400。
5.根据权利要求4所述的一种云智慧屏的同步更新方法，其特征在于，在S400中，根据传输超越距，生成填充矩阵并加入到图像时间序列中的方法为：
按照q的序号的顺序，分别计算在序列Pseq中一个图像矩阵P(q)存在其下一个图像矩阵即P(q+1)的情况下的跃断度，P(q)到P(q+1)的跃断度记为bon(q,q+1)，bon(q,q+1)的计算公式为：
其中，图像矩阵P(q+1)中行序号为i列序号为j的像素值为P(q+1,i,j)，由此分别得到在序列Pseq中相邻两图像矩阵之间的跃断度，再计算Pseq中各相邻两图像矩阵之间的跃断度的算术平均值作为bon(avg)；
计算time(t-1,t)除以0.17微秒的商作为r，再使用excal(t-1,t)和bon(avg)将r更新
为r`，具体方法为
，其中，
top为向上取整的函数；
Pseq中序号为t的图像矩阵为P(t)，Pseq中序号为t-1的图像矩阵为P(t-1)；
利用视频补帧技术，根据P(t)和P(t-1)，在P(t)和P(t-1)之间生成r`张补充的帧；
再计算微调系数，记微调系数为w，w=1+(|excal(t-1,t)|*|bon(avg)| )，对生成的r`张补充的帧中每一帧的像素值乘以w后，得到r`张填充矩阵并加入到图像时间序列中。
6.根据权利要求1所述的一种云智慧屏的同步更新方法，其特征在于，在S500中，将图像时间序列更新在屏幕上的方法为：图像时间序列通过显示设备进行输出。
7.一种云智慧屏的同步更新系统，其特征在于，所述一种云智慧屏的同步更新系统包括：处理器、存储器及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的一种云智慧屏的同步更新方法中的步骤，所述一种云智慧屏的同步更新系统运行于桌上型计算机、笔记本电脑、掌上电脑或云端数据中心的计算设备中。
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