一種顯示屏多視頻顯示同步系統、方法、設備及存儲介質技術方案

本發明專利技術屬于LED顯示技術領域，公開了顯示屏多視頻顯示同步方法，第一，在播放器之間增加總線通信作為GPS/北斗衛星進行時間同步的補充，保證多播放器對分割后視頻播放的同時性；第二，在播放器視頻文件處理過程中，將解碼后的圖像幀加入幀標識并形成HDMI數據流。發送卡在接收到播放器輸出的HDMI數據流后，解析獲取幀標識，并恢復原圖像幀。然后發送卡按照預定的幀配置參數，通過幀標識選擇圖像幀并通過網絡發送給接收卡，從而保證了拼接圖像來源于原視頻生成的同一圖像幀。通過以上改進，保證了顯示屏的視頻播放幀同步性，提高了大型顯示屏的顯示效果。屏的顯示效果。屏的顯示效果。

【技術實現步驟摘要】
一種顯示屏多視頻顯示同步系統、方法、設備及存儲介質


[0001]本專利技術屬于LED顯示屏
，涉及一種顯示屏多視頻顯示同步系統、方法、設備及存儲介質。

技術介紹

[0002]大型LED顯示屏的分布式三層架構設計，如圖1所示。
[0003]第一層，由播放器和發送卡組成，播放器對視頻文件進行解碼生成視頻數據幀，并通過HDMI接口發送給視頻發送卡。視頻發送卡接收HDMI信號，并對視頻圖像進行縮放、YUV到RGB變換、Gamma逆變換等一系列的操作，然后以數據包的方式通過千兆網(萬兆網)口輸出。
[0004]第二層由n個接收卡組成，接收卡通過地址識別接收本接收卡的數據包，并以LED燈點的時序和數據格式發送給LED模組。(注意，每個接收卡只接收與LED模組相對應的LED燈點的數據)
[0005]第三層，由n個LED模組組成，每個LED模組由i*k個LED燈點陣列組成，LED模組內包含LED燈點及驅動。LED模組接收接收卡發送的模組圖像數據，實現模組圖案的顯示。
[0006]隨著LED顯示技術的不斷發展，戶外LED顯示屏呈現以下特點：
[0007](1)顯示分辨率不斷提高，mini LED的成熟，使得LED顯示屏，可以實現高清、超高清視頻的顯示能力。這就意味著LED顯示屏所包含的LED燈點數增大，大型LED顯示屏的燈點數可達到200萬點以上。
[0008](2)對于高清視頻播放，要求高達60Hz刷新率。
[0009](3)LED顯示屏的尺寸不斷增大，并呈現出多種異型結構的特點。LED屏大到可以將建筑物的立面全部安裝成顯示屏，上千平方米的顯示屏已經很常見。同時，大型LED戶外屏一般根據建筑物的立面結構而設計和建筑物融為一體，因此屏的寬高比例不受通用視頻的寬高比例的約束，表現為異型屏的形式，常有專門播放的視頻源。
[0010]由以上特點可以看出，在戶外LED大型顯示屏中，常以寬高比不符合通用視頻寬高比的異型屏出現，這些異型屏使用專用的視頻源，超過了通用的播放器的解碼能力，無法進行正常的播放。另一種情況是在進行視頻播放時，由于播放器解碼后的圖像數據是通過網絡傳輸的，而傳輸的網絡的帶寬無法滿足視頻圖像數據高刷新率傳輸的要求。為了解決以上問題，工程上一般采取視頻切割方法，將視頻按畫面切分為多個視頻文件，并采用多播放器協同完成大屏顯示，從而滿足通用播放器的解碼能力要求，同時降低了網絡帶寬的要求。
[0011]以上多播放器進行大型LED屏的視頻畫面拼接顯示的前提條件是視頻的同步播放，即經多播放器輸出的視頻圖像在任一時刻在LED顯示屏上拼接的圖像幀是原視頻圖像幀切分來的。目前視頻同步播放同步方法如下：
[0012](1)時間同步
[0013]時間同步就是多個播放器同時播放切分后的視頻，從而實現幀同步的目的。目前采用GPS/北斗衛星信號進行時間同步，使用同一時間點進行播放的同步方式。缺點是當設
備所處的地理位置信號弱或障礙物遮擋導致信號弱時，時間同步難于保障。
[0014](2)使用解碼后的I幀同步
[0015]對H264編碼的視頻，解碼后形成I、P、B幀(I幀：關鍵幀；P幀：向前參考幀；B幀：雙向參考幀)，通常使用解碼后的I幀實現視頻同步，然而由于I幀的出現及出現的頻次和視頻內容相關聯。當視頻內容長時間內變化不大時，I幀出現的次數明顯減少，會造成視頻圖像幀失步。
[0016]然而，當視頻圖像幀像素點數達到一定的數量時，由于帶寬的限制，網絡傳輸無法達到60幀/s的刷新率，而播放器HDMI輸出是60幀/s的刷新率是固定不變的。在這種情況下，發送卡要舍棄一部分圖像幀，采取抽幀發送方式減小數據傳輸對帶寬的高要求。由發送卡的圖像數據的發送過程可知，對每一臺發送卡來說，抽幀過程具有隨機性，即使播放器時間同步準確，不同系統的接收卡接收到的圖像幀也是無法保證同步的。
[0017]考慮到以上各種情況，要實現同步顯示，必須尋找更有效的方法。

技術實現思路

[0018]為了克服上述技術存在的缺陷，本專利技術的目的在于提供一種顯示屏多視頻顯示同步系統、方法、設備及存儲介質，解決了目前視頻播放存在的圖像幀的不同步的問題。
[0019]本專利技術是通過以下技術方案來實現：
[0020]一種顯示屏多視頻顯示同步系統，包括多個播放器和多個發送卡，播放器和發送卡連接；
[0021]在播放器上增加RS232/RS485總線通信模塊和RS232/RS485通信接口，用于播放器在RS232/RS485通信同步和衛星同步兩種方式之間選擇；
[0022]在播放器內設有依次連接的視頻解碼模塊、圖像幀生成模塊和HDMI控制器，視頻解碼模塊用于生成連續的圖像幀，圖像幀生成模塊用于對解碼后生成的連續的圖像幀加入幀標識，并寫入HDMI發送緩沖區；HDMI控制器用于輸出帶有幀標識的HDMI數據流；
[0023]發送卡內設有存儲模塊及依次連接的接收模塊、圖像幀生成模塊、圖像幀提取模塊、縮放模塊、Gamma校正模塊、比較模塊和圖像分包模塊；
[0024]接收模塊，用于接收帶有幀標識的HDMI數據流；圖像幀生成模塊，用于生成圖像幀；圖像幀提取模塊，用于按照設定的幀提取規則通過幀標識提取圖像幀，恢復原圖像幀；縮放模塊，用于對恢復后的圖像幀進行縮放壓縮處理；Gamma校正模塊，用于對圖像幀做Gamma逆變換處理；存儲模塊，用于存儲抽幀表格；比較模塊，用于查抽幀表格來判斷帶有幀標識的圖像幀是否抽?。粓D像分包模塊，用于進行打包發送網絡中。
[0025]進一步，在RS232/RS485通信方式下，其中一臺播放器作為主機，其他播放器作為從機。
[0026]進一步，播放器通過HDMI接口與發送卡連接。
[0027]本專利技術還公開了一種顯示屏多視頻顯示同步方法，包括時鐘同步和抽幀同步，具體過程如下：
[0028]第一步：時鐘同步，包括兩種方式：
[0029]方式1：在GPS/北斗衛星信號優良的情況下，所有的播放器工作于GPS/北斗衛星同步方式，實現時間同步；
[0030]方式2：在GPS/北斗衛星信號弱的情況下，將播放器其中之一配置為RS232/RS485主機方式，其余播放器配置為從機，主機定時發送時鐘同步信號，從機接收同步信號并和主機同步；
[0031]第二步：抽幀同步，具體包括以下步驟：
[0032]第1步：啟動播放器，解碼生成連續的圖像幀和圖像幀編號；
[0033]第2步：對解碼后生成的連續的圖像幀加入幀標識；
[0034]第3步：生成具有幀標識的圖像幀；
[0035]第4步：將有幀標識的圖像幀寫入HDMI發送緩沖區；
[0036]第5步：HDMI控制器讀HDMI發送緩沖區，控制器圖像幀轉換為HDMI數據流并通過HDMI接口輸出；
[0037]第6步：發送卡接收HDMI數據流并解析為帶有幀標識的圖像幀；
[0038]第7步：對帶有幀標識圖像幀提取幀標識，并本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種顯示屏多視頻顯示同步系統，其特征在于，包括多個播放器和多個發送卡，播放器和發送卡連接；在播放器上增加RS232/RS485總線通信模塊和RS232/RS485通信接口，用于播放器在RS232/RS485通信同步和衛星同步兩種方式之間選擇；在播放器內設有依次連接的視頻解碼模塊、圖像幀生成模塊和HDMI控制器，視頻解碼模塊用于生成連續的圖像幀，圖像幀生成模塊用于對解碼后生成的連續的圖像幀加入幀標識，并寫入HDMI發送緩沖區；HDMI控制器用于輸出帶有幀標識的HDMI數據流；發送卡內設有存儲模塊及依次連接的接收模塊、圖像幀生成模塊、圖像幀提取模塊、縮放模塊、Gamma校正模塊、比較模塊和圖像分包模塊；接收模塊，用于接收帶有幀標識的HDMI數據流；圖像幀生成模塊，用于生成圖像幀；圖像幀提取模塊，用于按照設定的幀提取規則通過幀標識提取圖像幀，恢復原圖像幀；縮放模塊，用于對恢復后的圖像幀進行縮放處理；Gamma校正模塊，用于對圖像幀做Gamma逆變換處理；存儲模塊，用于存儲抽幀表格；比較模塊，用于查抽幀表格來判斷帶有幀標識的圖像幀是否抽??；圖像分包模塊，用于進行打包發送網絡中。2.根據權利要求1所述的一種顯示屏多視頻顯示同步系統，其特征在于，在RS232/RS485通信方式下，其中一臺播放器作為主機，其他播放器作為從機。3.根據權利要求1所述的一種顯示屏多視頻顯示同步系統，其特征在于，播放器通過HDMI接口與發送卡連接。4.一種顯示屏多視頻顯示同步方法，其特征在于，包括時鐘同步和抽幀同步，具體過程如下：第一步：時鐘同步，包括兩種方式：方式1：在GPS/北斗衛星信號優良的情況下，所有的播放器工作于GPS/北斗衛星同步方式，實現時間同步；方式2：在GPS/北斗衛星信號弱的情況下，將播放器其中之一配置為RS232/RS485主機方式，其余播放器配置為從機，主機定時發送時鐘同步信號，從...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張玉杰，徐源，詹雨涵，王怡婕，王帆，
申請(專利權)人：陜西科技大學，
類型：發明
國別省市：