CN115883763A - 一种用于显示装置的帧频提升方法、发送卡及系统 - Google Patents

Abstract

本公开实施例是关于一种用于显示装置的帧频提升方法、发送卡及系统。包括：接收视频图像数据，标记每个图像帧中的运动目标；获取所有图像帧中的运动目标的综合运动矢量，并确定所有图像帧中综合运动矢量的最大值；根据综合运动矢量的最大值确定所要插入图像帧的帧插入量；根据帧插入量向所有的两个图像帧之间插入图像帧；根据帧插入量和运动目标在两个图像帧中的位置信息确定运动目标在每个插入图像帧的位置信息；将完成插入的视频转换为适应于显示装置的视频图像信息。本公开通过在相邻的两个图像帧之间进行插帧，从而提升视频的帧频，通过综合运动矢量的最大值来确定要插入的帧插入量，从而使所插入数量更加合理，进而提升视频播放的流畅性。

Description

一种用于显示装置的帧频提升方法、发送卡及系统

技术领域

本公开实施例涉及图像处理设备技术领域，尤其涉及一种用于显示装置的帧频提升方法、发送卡及系统。

背景技术

传统电影院的放映方式是通过数字放映机输出影像，并通过光学系统把影像投影在银幕上。LED影院屏是一种应用于电影院的LED显示屏，用于代替传统电影院的放映方式。LED影院屏是经LED点阵组成的电子显示屏，通过亮灭红绿灯珠更换屏幕显示内容形式如文字、动画、图片、视频的及时转化，通过模块化结构进行组件显示控制。LED影院屏主要分为显示模块、控制系统及电源系统。显示模块是LED灯点阵构成屏幕发光；控制系统则是调控区域内的亮灭情况实现对屏幕显示的内容进行转换；电源系统则是对输入电压电流进行转化使其满足显示屏幕的需要。

相关技术中，LED影院屏的视频源的帧频通常是不高的，在24帧/秒到30帧/秒之间。限制了LED影院屏为观众提供更加流畅的观感体验。

关于上述的技术方案，没有对LED影院屏的帧频进行合理的提升，从而使视频在LED影院屏上进行播放时发生不流畅等问题。

因此，有必要改善上述相关技术方案中存在的一个或者多个问题。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开实施例的目的在于提供一种用于显示装置的帧频提升方法、发送卡、系统及介质，进而至少解决没有对LED影院屏的帧频进行合理的提升，从而使视频在LED影院屏上进行播放时发生不流畅等问题。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

第一方面，本发明提供了一种用于显示装置的帧频提升方法，包括：

接收视频图像数据，标记每个图像帧中的运动目标和非运动目标；

获取所有图像帧中的所述运动目标的综合运动矢量，并确定所有所述图像帧中所述综合运动矢量的最大值；

根据所述所述综合运动矢量的最大值确定所要插入图像帧的帧插入量；

根据所述帧插入量向所有的两个图像帧之间插入图像帧；

根据所述帧插入量和所述运动目标在两个图像帧中的位置信息确定所述运动目标在每个所述插入图像帧的位置信息；

将完成插入的视频图像转换为适应于显示装置的视频图像信息。

可选地，所述获取所有图像帧中的所述运动目标的综合运动矢量，并确定所有所述图像帧中所述综合运动矢量的最大值的步骤，包括：

所述综合运动矢量通过将图像帧中所有的所述运动目标的各自的运动矢量加权后再相加求得，其中，根据图像帧中所有的所述运动目标的块尺寸的大小来进行加权，所述运动目标的块尺寸越大所占的比重越大。

该技术方案的有益效果在于，通过块尺寸来作为加权的参考，从而使综合运动矢量的计算更加合理。

可选地，所述获取所有图像帧中的所述运动目标的综合运动矢量，并确定所有所述图像帧中所述综合运动矢量的最大值的步骤，包括：

将所述运动目标的块尺寸与所述图像帧的块尺寸相除，再将得值作为加权量与所述运动目标的运动矢量相乘；以此分别所述图像帧中的所有的所述运动目标并相加后得到所述综合运动矢量。

该技术方案的有益效果在于，通过将运动目标的块尺寸与图像帧的块尺寸相除直接作为加权量，从而使综合运动矢量计算更加直接。

可选地，所述根据所述所述综合运动矢量的最大值确定所要插入图像帧的帧插入量的步骤，包括：

设置多个阈值，设置不同阈值之间所对应的所述帧插入量；

比较所述综合运动矢量的最大值和所述阈值确定所要插入图像帧的所述帧插入量。

该技术方案的有益效果在于，通过设定阈值，可以直接判断出相邻两个图像帧中所要插入的帧插入量，进而使帧插入量更加合理。

可选地，所述根据所述所述综合运动矢量的最大值确定所要插入图像帧的帧插入量的步骤，包括：

检测所述运动矢量的最大值与预设的k值做比较，将运动矢量的最大值与k值相除并对得数做向上取整，并将向上取整后的得数作为所述帧插入量；其中，k为大于等于1的自然数。

该技术方案的有益效果在于，通过k值做运算直接得出帧插入量，从而使计算更加简便。

可选地，所述根据所述帧插入量和所述运动目标在两个图像帧中的位置信息确定所述运动目标在每个所述插入图像帧的位置信息的步骤，包括：

将所述运动目标在所述两个图像帧中的位置信息分别作为第一参考线段的最右值和最左值；

根据所述帧插入量将所述第一参考线段均等分段取值，从而确定所述运动目标在每个所述插入图像帧的位置信息。

该技术方案的有益效果在于，通过均等的插入图像帧，使运动目标的部分效果更加连贯。

可选地，所述根据所述帧插入量和所述运动目标在两个图像帧中的位置信息确定所述运动目标在每个所述插入图像帧的位置信息的步骤，包括：

将所述非运动目标在所述两个图像帧中的像素信息分别作为第二参考线段的最右值和最左值；

根据所述帧插入量将所述第二参考线段均等分段取值，从而确定所述非运动目标在每个所述插入图像帧的像素信息。

该技术方案的有益效果在于，通过均等的插入图像帧，使非运动目标的没有突兀的变化。

第二方面，本发明提供了一种发送卡，包括：

处理器，所述处理器根据上述实施例中任一项所述的帧频提升方法来生成适应于视频图像信息。

第三方面，本发明提供了一种播放系统，包括：

上位机，所述上位机用于发送视频图像数据；

发送卡，所述发送卡用于接收所述视频图像数据并转换为视频图像信息，并发送所述视频图像信息；

接收卡，所述接收卡用于接收所述视频图像信息，并控制显示装置进行显示；

其中，所述发送卡为上述实施例中所述的发送卡。

可选地，所述显示装置为影院LED屏。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开的实施例中，一方面，通过在相邻的两个图像帧之间进行插帧，从而提升视频的帧频，进而提升视频播放的流畅性。另一方面，通过综合运动矢量的最大值来确定要插入的帧插入量，从而使相邻的两个图像帧所插入的图像帧数量更加合理，进而使帧频提升后的视频在播放时更加流畅。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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。

图1示出本公开示例性实施例中一种帧频提升方法的流程示意图；

图2示出本公开示例性实施例中另一种帧频提升方法的流程示意图；

图3示出本公开示例性实施例中另一种帧频提升方法的流程示意图；

图4示出本公开示例性实施例中另一种帧频提升方法的流程示意图；

图5示出本公开示例性实施例中另一种帧频提升方法的流程示意图；

图6示出本公开示例性实施例中另一种帧频提升方法的流程示意图；

图7示出本公开示例性实施例中一种发送卡的结构示意图；

图8示出本公开示例性实施例中一种播放系统的结构示意图；

图9示出本公开示例性实施例中一种存储介质的示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

本示例实施方式中首先提供了一种用于显示装置的帧频提升方法。

参考图1中所示，包括以下步骤：

步骤S101：接收视频图像数据，标记每个图像帧中的运动目标和非运动目标。

步骤S102：获取所有图像帧中的运动目标的综合运动矢量，并确定所有图像帧中综合运动矢量的最大值。

步骤S103：根据综合运动矢量的最大值确定所要插入图像帧的帧插入量。

步骤S104：根据帧插入量向所有的两个图像帧之间插入图像帧。

步骤S105：根据帧插入量和运动目标在两个图像帧中的位置信息确定运动目标在每个插入图像帧的位置信息。

步骤S106：将完成插入的视频图像转换为适应于显示装置的视频图像信息。

需要理解的是，视频图像数据是指连续的图像序列，其实质是由一组组连续的图像构成的，而对于图像本身而言，除了其出现的先后顺序而外，没有任何结构信息。其中，帧(Frame)是组成视频的最小视觉单位，是一幅静态的图像。将时间上连续的帧序列合成到一起便形成动态视频。对于帧的描述可以采用图像的描述方法，因此，对帧的检索可以采用类似图像的检索方法来进行。

还需要理解的是，综合运动矢量的最大值是指将所有图像帧中综合运动矢量都分别计算后，得出其中的最大值。

还需要理解的是，在帧间编码中，用运动矢量(MotionVector,MV)表示当前编码块与其参考图像中的最佳匹配块之间的相对位移。每个划分的块都有相应的运动信息需要传送到解码端。如果对每个块的MV进行独立编码和传输，特别是划分成小尺寸的块，需要消耗相当多的比特。为了降低用于编码运动信息的比特数，H.264/AVC利用相邻宏块之间的空间相关性，根据相邻已编码块的运动信息对当前待编码块的运动信息进行预测，然后对预测差进行编码。这样可以有效地降低表示运动信息的比特数。基于此，在对当前宏块的MV编码过程中，H.264/AVC首先使用相邻已编码块的MV预测当前宏块的MV，然后对MV的预测值(记为MVP(Motion Vector Prediction))与MV的真正估值之间的差值(记为MVD(MotionVectorDifference))进行编码，从而有效降低MV的编码比特数。

根据上述用于显示装置的帧频提升方法，一方面，通过在相邻的两个图像帧之间进行插帧，从而提升视频的帧频，进而提升视频播放的流畅性。另一方面，通过综合运动矢量的最大值来确定要插入的帧插入量，从而使相邻的两个图像帧所插入的图像帧数量更加合理，进而使帧频提升后的视频在播放时更加流畅。

下面，参考图1至图6中所示，对本示例实施方式中的上述方法进行更详细的说明。

参考图2中所示，可选地，步骤S102中，包括以下步骤：

步骤S201：综合运动矢量通过将图像帧中所有的运动目标的各自的运动矢量加权后再相加求得。

其中，根据图像帧中所有的运动目标的块尺寸的大小来进行加权，运动目标的块尺寸越大所占的比重越大。

需要理解的是，综合运动矢量经过加权后得数更加合理，从中再找出最大值的综合运动矢量也更加合理。

参考图2中所示，具体的，将运动目标的块尺寸与图像帧的块尺寸相除，再将得值作为加权量与运动目标的运动矢量相乘；以此分别图像帧中的所有的运动目标并相加后得到综合运动矢量。

需要理解的是，综合运动矢量可以通过下式计算：

其中，i＝1，2，…，n(1)

在公式(1)中，y为综合运动矢量，S_帧为图像帧的块尺寸，S_i为第i个运动目标的块尺寸，x_i为第i个运动目标的运动矢量。

参考图3中所示，可选地，步骤S103中，包括以下步骤：

步骤S301：设置多个阈值，设置不同阈值之间所对应的帧插入量。

步骤S302：比较综合运动矢量的最大值和阈值确定所要插入图像帧的帧插入量。

需要理解的是，阈值可以根据综合运动矢量的最大值得值来设定。例如，多个阈值可以都预先设定，例如，设定为0、2、5、9、14、20。并设置在0～2之间对应的帧插入量为1个；2～5之间对应的帧插入量为2个；5～9之间对应的帧插入量为3个；9～14之间对应的帧插入量为4个；14～20之间对应的帧插入量为5个；20以上对应的帧插入量为6个。当综合运动矢量的最大值为10时，则在其两个图像帧之间插入4个图像帧。

参考图4中所示，可选地，步骤S103中，包括以下步骤：

步骤S401：检测综合运动矢量的最大值与预设的k值做比较，将综合运动矢量的最大值与k值相除并对得数做向上取整，并将向上取整后的得数作为帧插入量。

其中，k为大于等于1的自然数。需要理解的是，帧插入量的计算公式可以通过下式来计算：

z＝ceil(y_max/k)(2)

其中，z为帧插入量，y_max综合运动矢量的最大值。

举例来说，k预设为2。当综合运动矢量的最大值为1时，帧插入量为1，当综合运动矢量的最大值为5时，帧插入量为3。也就是以2为划分，当综合运动矢量的最大值每多加大2个数值时就多插入1个图像帧。

参考图5中所示，可选地，步骤S105中，包括以下步骤：

步骤S501：将运动目标在两个图像帧中的位置信息分别作为第一参考线段的最右值和最左值；

步骤S502：根据帧插入量将第一参考线段均等分段取值，从而确定运动目标在每个插入图像帧的位置信息。

需要理解的是，当在相邻的两个图像帧中插入的帧插入量为y时。沿着运动目标从前一个图像帧到下一个图像帧的运动方向，将运动矢量等分为y+1个段，并根据节点处的值直接赋给插入帧。

参考图6中所示，可选地，步骤S105中，包括以下步骤：

步骤S601：将非运动目标在两个图像帧中的像素信息分别作为第二参考线段的最右值和最左值；

步骤S602：根据帧插入量将第二参考线段均等分段取值，从而确定非运动目标在每个插入图像帧的像素信息。

需要理解的是，非运动目标虽然没有运动矢量，但是在具体的像素值中也是会发生一定的变化。例如，前一个图像帧非运动目标的像素值为90，下一个图像帧非运动目标的像素值为100。当在相邻的两个图像帧中插入的帧插入量为1个时，插入帧非运动目标的像素值就为95，当在相邻的两个图像帧中插入的帧插入量为3个时，插入帧非运动目标的像素值分别为92.5、95、97.5。

进一步的，本示例实施方式中，参考图7所示，还提供了一种发送卡。包括：

处理器，处理器根据上述实施例中任一项的帧频提升方法来生成适应于视频图像信息。

进一步的，本示例实施方式中，参考图8所示，还提供了一种播放系统。包括：

上位机，上位机用于发送视频图像数据；

发送卡，发送卡用于接收视频图像数据并转换为视频图像信息，并发送视频图像信息；

接收卡，接收卡用于接收视频图像信息，并控制显示装置进行显示；

其中，发送卡为上述实施例中的发送卡。

可选的，显示装置为影院LED屏。需要理解的是，影院LED屏在设备上可能设置了帧频的上限，如60帧/秒。因此，可以依据影院LED屏的帧频的上限，将视频图像数据的帧频提升到影院LED屏的帧频的上限。

还需要理解的是，其中发送卡和播放系统的具体方式已经在有关该对用于显示装置的帧频提升方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。作为模块或单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现木公开方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

在本公开的示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被例如处理器执行时可以实现上述任意一个实施例中用于显示装置的帧频提升方法的步骤。在一些可能的实施方式中，本发明的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行本说明书上述控制方法部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。

参考图9所示，描述了根据本发明的实施方式的用于实现上述方法的程序产品900，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

所述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

所述计算机可读存储介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读存储介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (10)

1.一种用于显示装置的帧频提升方法，其特征在于，包括：

接收视频图像数据，标记每个图像帧中的运动目标和非运动目标；

获取所有图像帧中的所述运动目标的综合运动矢量，并确定所有所述图像帧中所述综合运动矢量的最大值；

根据所述综合运动矢量的最大值确定所要插入图像帧的帧插入量；

根据所述帧插入量向所有的两个图像帧之间插入图像帧；

根据所述帧插入量和所述运动目标在两个图像帧中的位置信息确定所述运动目标在每个所述插入图像帧的位置信息；

将完成插入的视频图像转换为适应于显示装置的视频图像信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所有图像帧中的所述运动目标的综合运动矢量，并确定所有所述图像帧中所述综合运动矢量的最大值的步骤，包括：

所述综合运动矢量通过将图像帧中所有的所述运动目标的各自的运动矢量加权后再相加求得，其中，根据图像帧中所有的所述运动目标的块尺寸的大小来进行加权，所述运动目标的块尺寸越大所占的比重越大。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取所有图像帧中的所述运动目标的综合运动矢量，并确定所有所述图像帧中所述综合运动矢量的最大值的步骤，包括：

将所述运动目标的块尺寸与所述图像帧的块尺寸相除，再将得值作为加权量与所述运动目标的运动矢量相乘；以此分别所述图像帧中的所有的所述运动目标并相加后得到所述综合运动矢量。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述综合运动矢量的最大值确定所要插入图像帧的帧插入量的步骤，包括：

设置多个阈值，设置不同阈值之间所对应的所述帧插入量；

比较所述综合运动矢量的最大值和所述阈值确定所要插入图像帧的所述帧插入量。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述综合运动矢量的最大值确定所要插入图像帧的帧插入量的步骤，包括：

检测所述综合运动矢量的最大值与预设的k值做比较，将运动矢量的最大值与k值相除并对得数做向上取整，并将向上取整后的得数作为所述帧插入量；其中，k为大于等于1的自然数。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述帧插入量和所述运动目标在两个图像帧中的位置信息确定所述运动目标在每个所述插入图像帧的位置信息的步骤，包括：

将所述运动目标在所述两个图像帧中的位置信息分别作为第一参考线段的最右值和最左值；

根据所述帧插入量将所述第一参考线段均等分段取值，从而确定所述运动目标在每个所述插入图像帧的位置信息。

7.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述帧插入量和所述运动目标在两个图像帧中的位置信息确定所述运动目标在每个所述插入图像帧的位置信息的步骤，包括：

将所述非运动目标在所述两个图像帧中的像素信息分别作为第二参考线段的最右值和最左值；

根据所述帧插入量将所述第二参考线段均等分段取值，从而确定所述非运动目标在每个所述插入图像帧的像素信息。

8.一种发送卡，其特征在于，包括：

处理器，所述处理器根据权利要求1至7中任一项所述的帧频提升方法来生成适应于视频图像信息。

9.一种播放系统，其特征在于，包括：

上位机，所述上位机用于发送视频图像数据；

发送卡，所述发送卡用于接收所述视频图像数据并转换为视频图像信息，并发送所述视频图像信息；

接收卡，所述接收卡用于接收所述视频图像信息，并控制显示装置进行显示；

其中，所述发送卡为权利要求8所述的发送卡。

10.根据权利要求9所述的播放系统，其特征在于，所述显示装置为影院LED屏。

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