[發明專利]用于眾視點三維顯示系統的視頻幀同步方法

有效

• 申請號: 201410108133.0
• 申請日: 2014-03-24
• 公開（公告）號: CN103888748A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 竇文華;蘇醒;肖立權;覃晨;李寶亮;魯佳;周樂文;任雙印;彭超;韓崗;錢悅;郭龍飛;任斌;葉進
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: H04N13/00
• 分類號: H04N13/00;H04N21/241;H04N21/43
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 趙洪;譚武藝

技術領域

本發明涉及眾視點三維顯示系統的幀同步技術領域，具體涉及一種用于眾視點三維顯示系統的視頻幀同步方法。

背景技術

幀是視頻數據處理中的基本單位。在視頻采集中，采集設備獲取的視頻數據被切割成單個的視頻幀，并以幀為單位進行傳輸、壓縮、播放等后續處理工作。有時候，需要對同一場景使用多路視頻采集設備同時采集視頻信息，并在后期綜合多路采集的結果，以期獲得拍攝對象全方位的信息，比如3D電影的制作，就通常采取這種方式。一般情況下，多個視頻采集設備拍攝的視頻無法做到嚴格同步，即從各個采集設備傳來的視頻流不一定從同一時刻開始，同一時刻來自不同采集設備的視頻幀也不一定拍攝于同一時刻。這就需要使用幀同步技術處理各個來源的視頻流，使各視頻流的視頻幀達到同步狀態。幀同步技術不僅用于多路視頻采集，也應用于多路視頻合成與播放。當需要將多路視頻信息合成為一路綜合視頻時，需要將每一時刻對應的各個幀分揀出來進行合成，顯然，將不同時刻拍攝的視頻幀進行合成是沒有意義的，這就需要用到幀同步技術。在多路視頻實時播放的情況下，需要將同一時刻拍攝得到的視頻幀也在同一時刻播放出去，這也需要用到幀同步技術。

如圖1所示，眾視點三維顯示系統包括主控結點1、設備控制結點2、視頻采集設備3、視頻播放設備4以及連接這些設備的互聯網絡，眾視點三維顯示系統采用主從式結構，主控結點1、設備控制結點2之間采用星形結構互聯，主控結點1作為中心主控結點來控制系統行為，其主要功能是控制其他設備工作，如發送視頻采集命令、視頻播放命令、時間同步報文等；其余的設備控制結點2接收主控結點1發來的控制命令，執行相應操作，且設備控制結點2分別與視頻采集設備3、視頻播放設備4采用星形結構互聯。在眾視點真三維顯示系統中，視頻信息的主要特點是數量特別大，采集過程通常需要幾十甚至上百臺采集設備同時采集，需要搭建專門的傳輸、處理網絡，與采集過程相應，播放通常也需要幾十甚至上百臺播放設備同時播放?？梢?，眾視點真三維顯示系統具備海量數據的特點。在這種海量視頻數據的特定應用場景下，幀同步技術的實現也將面臨較多的挑戰。首先，造成視頻幀不同步的原因增加，包括采集設備的誤差、網絡傳輸的延遲、各個網絡結點時鐘的不同步等；其次，通信量大，由于設備量大，完成幀同步需要考慮的設備數目很多，執行一次同步處理可能耗時較多，也會影響同步的精度。因而，在眾視點真三維顯示系統中，需要對幀同步技術進行專門設計。每一個視頻幀都對應一個絕對的、準確的時間，代表這個視頻幀的采集時間，視頻幀的同步，實質就是視頻幀的時間同步。因此，針對眾視點三維顯示系統，如何實現幀同步技術已經亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種數據幀同步性能好、設備反應時間和網絡傳輸延遲對同步誤差的影響小、適用范圍廣、通用性好的用于眾視點三維顯示系統的視頻幀同步方法。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種用于眾視點三維顯示系統的視頻幀同步方法，其實施步驟如下：

1）系統啟動時主控結點在后臺啟動時間同步服務進程，并通過向各個設備控制結點發送ping報文檢測主控結點到各個設備控制結點的網絡延遲估計值，之后主控結點進入等待，等候用戶輸入工作命令；各個設備控制結點分別在后臺啟動時間同步客戶端進程，并通過向各自連接的視頻設備發送ping報文檢測到各個視頻采集設備的網絡延遲估計值，之后各個設備控制結點進入等待，等待主控結點發送命令；當主控結點接收到用戶輸入的工作模式命令時跳轉執行下一步；

2）判斷用戶輸入的工作模式命令類型，如果工作模式命令為多路視頻采集命令，則跳轉執行步驟3）；如果工作模式命令為多路視頻播放命令，則跳轉執行步驟4）；如果工作模式命令為多路視頻采集并實時播放命令，則跳轉執行步驟5）；