[发明专利]一种视频信号帧同步方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及视频信号处理领域，具体涉及一种视频信号帧同步方法及其装置。

背景技术

一般而言，视频信号是由连续传输的若干帧画面组成，每帧画面由若干行若干列的像素组成。在每帧画面的传输时间称为帧周期，每个像素的传输时间称为像素周期。

显示器对视频画面的显示是通过扫描的形式实现的，扫描总是从画面的左上角开始，水平向前行进。当扫描点到达画面右侧边缘时，扫描点快速返回左侧，重新开始在前一行的起点下面进行下一行扫描，行与行之间的返回过程称为水平消隐。扫描点扫描完一帧画面后，要从画面的右下角返回到画面的左上角，开始新一帧的扫描，这一时间间隔称为场消隐。

视频信号通常包含各像素点的颜色信息、像素时钟、场同步信号（VSYNC信号）和行同步信号（HSYNC信号）等。像素时钟与像素点的传输同步，其周期等于像素周期。场同步信号出现在场消隐期，是各帧的边界，用于标志一帧画面的开始；行同步信号出现在行消隐期，是各行的边界，用于标志一行像素的开始。

在视频信号处理领域，经常需要逐帧采集并处理一路原始视频信号，进而生成一路新视频信号，新视频信号与原始视频信号的各帧画面均具有一一对应关系。当新视频信号与原始视频信号具有不同的分辨率，或者新视频信号采用的像素时钟信号与原始视频信号的像素时钟信号不同源，新视频信号与原始视频信号的帧周期往往无法做到精确一致。由于原始视频信号和新视频信号都是逐帧连续传输，随着传输时间的增加，原始视频信号和新视频信号间的帧周期差会逐步积累，产生越来越大的帧失配。为了提高视频处理的效率，乒乓缓存常用于视频信号的处理。此方法采用两组存储器交替存储原始视频的各帧画面，每组存储器存储一帧完整的原始视频画面，在其中一组存储器存入原始视频帧画面时，从另一组存储器读出所存的原始视频数据进行处理。当原始视频信号和新视频信号之间采用乒乓缓存处理时，若原始视频信号和新视频信号间的帧周期不同，随着帧周期差逐步积累，很有可能出现的情况是，对于新视频信号的某一帧画面，其画面各像素分别来源于原始视频信号的前后两帧不同的画面，造成新视频信号的这一帧画面同时展示两帧原始视频画面中的部分内容，无法匹配，产生严重的割裂感，视频画面质量受损。若采用更多的缓存，如三组缓存器，按顺序依次对原始视频数据的各帧数据进行缓存，这样对原始视频的读出操作便有了更大的时间裕量，通过跳帧读取或者重复读取当前帧等措施可以使得新视频信号的任意一帧画面中各像素均来源于原始视频中所对应的某一帧画面，以此消除新视频信号各帧画面的割裂感，但由于不断累积的帧周期差依然存在，跳帧读取或者重复读取当前帧的方法会导致新视频画面出现跳帧或者卡顿的现象，视频画面质量也受损。视频信号间的帧周期同步问题愈发凸显。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有方案的不足，提供一种视频信号帧同步方法及其装置，该方法能精确同步不同视频信号的帧周期，同时不会损失视频画面的质量。

一种视频信号帧同步方法，包括如下步骤：

（1）采集原始视频信号，缓存其各帧画面像素数据；

（2）读取并处理缓存的原始视频各帧画面像素数据，生成新视频信号；

（3）利用同一时钟信号分别在原始视频信号和新视频信号的一个帧周期内进行计数；

（4）计算得到原始视频信号和新视频信号的帧周期差；

（5）对新视频信号各行消隐时间进行微调，使得新视频信号帧周期与原始视频信号帧周期一致。

上述步骤（1）—（5）循环重复执行。

作为优选，所述步骤（3）利用新视频信号的像素时钟信号分别在原始视频信号和新视频信号的一个帧周期内进行计数。

作为优选，所述步骤（5）中，将原始视频信号和新视频信号的帧周期差换算为M个新视频信号的像素时钟周期（T），M为有理数，对M取整后记作N，用N除以新视频信号每帧的总行数H，得到整数商S和余数R。若原始视频信号帧周期大于新视频信号帧周期，则将新视频信号各帧画面前R行的消隐时间增加（S+1）个像素时钟周期，其余各行的消隐时间增加S个像素时钟周期。若原始视频信号帧周期小于新视频信号帧周期，则将新视频信号各帧画面前R行的消隐时间减少（S+1）个像素时钟周期，其余各行的消隐时间减少S个像素时钟周期。

本发明还提供了一种视频信号帧同步装置，包括如下部分：

视频采集模块，用于采集原始视频信号，并缓存其各帧画面像素数据；

视频处理模块，用于读取并处理缓存的原始视频各帧画面像素数据；

新视频生成模块，用于生成新视频信号；