[发明专利]一种实时帧率控制方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种在数字摄像头中实现实时帧率控制的方法及其实时帧率控制装置。

背景技术

在摄像头的使用过程中，图像传感器的输出帧率Fsensor和后续的图像处理模块、图像数据传输模块所要求的帧率并不相同。为了避免由于Fsensor过大而造成的图像帧在图像处理模块或图像数据传输模块中的拥塞(排队)现象，通常需要设定一个目标帧率Ftarget，并且设置一个帧率控制模块对图像传感器输出的图像帧进行帧率控制。

现有技术采用的帧率控制方法为，对图像传感器输出的图像帧进行缓存，当出现Fsensor大于Ftarget的情况时，对当前缓存队列中保存的图像帧数据以一个固定的比率丢弃。

上述帧率控制方法适用于Fsensor和Ftarget变化不大的情况。但是在摄像头的实际应用环境中，很可能因为场景的变化而带来图像传感器曝光时间的改变，而曝光时间的改变又会影响图像传感器的输出帧率Fsensor。在这种情况下，使用固定比率丢帧的帧率控制方法经常会造成丢帧过多的现象。而且，对已保存在缓存队列中的图像帧数据进行丢弃时，若采用间隔丢弃的方法进行丢帧，即每隔若干帧丢一帧，需要进行大量的链表操作，系统资源消耗太大；若采用连续丢帧的方法，则会影响图像的连续性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术中的帧率控制方法的不足，提出一种当图像传感器输出的帧率和/或目标帧率发生变化时，不会造成丢帧过多现象的实时帧率控制方法及其帧率控制装置。

为了解决上述问题，本发明提供一种实时帧率控制方法，其特征在于，根据帧率控制因子更新原则周期性更新帧率控制因子FC，并使用包含的放行帧标识个数与FC相同的、长度为B的帧率控制寄存器值更新帧率控制寄存器；依次循环使用帧率控制寄存器的每一位作为判别位分别判别接收到的每一图像帧：当图像帧对应的判别位为放行帧标识时，放行该帧；否则丢弃该帧；

所述帧率控制因子更新原则为：使用新的帧率控制因子，使其与B的比值等于Ftarget和Fsensor的比值，或较更新前的帧率控制因子与B的比值更接近于Ftarget和Fsensor的比值；Ftarget和Fsensor分别为目标帧率和图像传感器输出帧率；放行帧标识为1或0。

此外，该方法包含周期性重复执行的帧率控制寄存器更新流程，包含如下步骤：

A)若满足帧率控制因子更新条件则执行下一步，否则结束本次帧率控制寄存器更新流程；

B)按照所述帧率控制因子更新原则更新FC值；

C)通过查表获取帧率控制寄存器值，使该值包含的放行帧标识个数等于上述FC值；

D)使用上述帧率控制寄存器值更新帧率控制寄存器；

所述帧率控制因子更新条件为以下条件之一：

1)Fsensor×FC/B＞Ftarget；或

2)Fsensor×FC/B＜Ftarget，且FC＜B；或

3)Fcurrent＞Ftarget；或

4)Fcurrent＜Ftarget，且FC＜B；其中，Fcurrent为放行帧率。

此外，在所述步骤B)中采用如下公式之一和约束操作更新FC值：

公式一：FC＝Ftarget×B/Fsensor；

公式二：若Fcurrent/Ftarget＜1/4，则FC＝4×FC_OLD；

若1/4≤Fcurrent/Ftarget＜1/2，则FC＝2×FC_OLD；

若1/2≤Fcurrent/Ftarget＜3/4，则FC＝4/3×FC_OLD；

若3/4≤Fcurrent/Ftarget＜1，则FC＝FC_OLD+1；

若1＜Fcurrent/Ftarget≤4/3，则FC＝FC_OLD-1；

若4/3＜Fcurrent/Ftarget≤2，则FC＝3/4×FC_OLD；

若2＜Fcurrent/Ftarget≤4，则FC＝1/2×FC_OLD；

若4＜Fcurrent/Ftarget，则FC＝1/4×FC_OLD；

其中，FC_OLD为更新前的帧率控制因子；

对使用上述计算公式获得的帧率控制因子还需进行以下约束操作：

若FC＞B，则令FC＝B；若FC＜1，则令FC＝1；若FC不是整数，则对其进行向下取整操作。

此外，该方法包含帧率控制流程，当接收到一图像帧时进行如下操作：