一种视频帧率自适应变换的方法和电路技术

本发明专利技术公开了一种视频帧率自适应变换的方法和电路，包括输入帧率计数器、输入锁存控制器、前置处理单元、帧缓存、后置处理单元和输出控制单元，所述输入帧率计数器输出端连接输入锁存控制器，且视频图像数据流分别发送给输入帧率计数器和输入锁存控制器。本发明专利技术的整个电路在使用时只需要根据输出端，配置输出帧率，系统将计算出输出视频图像的帧率，并通过内部电路自动适配；在只缓存一帧图像的同时，有效的解决其他单帧缓存时出现的撕裂效应和DSC解码错误等问题；只需要配置好输出帧率，对于输入帧率在一定比例范围内的输入图像，均可以调整到配置好的输出帧率进行输出；具有降低硬件资源开销和简化系统软件配置的优势。硬件资源开销和简化系统软件配置的优势。硬件资源开销和简化系统软件配置的优势。

【技术实现步骤摘要】
一种视频帧率自适应变换的方法和电路


[0001]本专利技术属于视频图像
，特别涉及一种视频帧率自适应变换的方法和电路。

技术介绍

[0002]在很多应用场景中，因为接收端带宽的限制，视频图像源端的帧率与接收端显示（或处理）帧率存在差异，需要在接收端进行降帧处理。如电脑输出图像转接显示器，游戏机输出图像转接电视机，手机输出图像转接投影仪等。
[0003]针对通过MIPI接口进行信号传输的视频图像，现有的降帧方式主要有4种：1.普通单帧缓存降帧方式；2.TE降帧方式；3.双帧缓存降帧方式；4.多帧处理降帧方式。
[0004]分别介绍如下：1.普通单帧缓存降帧方式：发送端按照发送端的帧率发送，接收端按照接收端的帧率进行处理，两者之间除视频图像数据外，无反馈或其他交互信号。图像接收端仅有一帧图像的缓存区域，图像写入该缓存，同时从该缓存种读取图像。该方式弊端如下：（1）因为输入输出帧率不一致，当图像缓存的读指针追上写指针，或者写指针追上读指针时，会出现撕裂效应；（2）对于MIPI传输的DSC视频图像数据流，由于DSC是按照水平像素
×
垂直像素大小的Slice（片）进行压缩和解压，当读写指针交错时，会出现DSC解压错误导致处理（或显示）异常。
[0005]2.TE降帧方式：对于MIPI Command模式传输的图像，可以通过TE降帧方式。如图1所示，图像接收端根据自己的处理帧率，产生一个同帧率周期的脉冲TE信号，将该信号反馈给图像发送端。图像发送端在每次采集到TE信号脉冲边沿后，发送一帧图像。通过该方式，降低系统帧率。
[0006]该方式弊端有如下几点：（1）TE降帧方式只能针对MIPI Command模式，而对于MIPI Video模式传输的图像无法使用；（2）对于手机来说，如果强行使用TE的方式，因为手机内部的存储处理机制，当手机工作在高刷状态下反而比正常状态下卡顿，尤其在运行对图像刷新率具有较高要求游戏App时，卡顿现象尤为明显。
[0007]3.双帧缓存降帧方式：在图像接收端存储两幅图像数据帧，分别为缓存空间A和缓存空间B。如图2所示，接收端轮流交替从两块缓存空间中读取图像数据并进行后续处理。同时，接收端在收到来自发送端的视频图像时，判断当前正在读那块缓存空间，然后将整帧图像存到另一块缓存空间中。
[0008]该方式弊端是需要2个缓存空间，硬件资源消耗大。
[0009]4.帧处理降帧方式：在图像接收端，存储多幅图像数据帧，通过帧间处理算法进行处理。
[0010]该方式弊端如下：（1）算法复杂；（2）硬件资源消耗大。
[0011]因此，专利技术一种视频帧率自适应变换的方法和电路来解决上述问题很有必要。

技术实现思路

[0012]针对上述问题，本专利技术提供了一种视频帧率自适应变换的方法和电路，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0013]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种视频帧率自适应变换电路，包括输入帧率计数器、输入锁存控制器、前置处理单元、帧缓存、后置处理单元和输出控制单元，所述输入帧率计数器输出端连接输入锁存控制器，且视频图像数据流分别发送给输入帧率计数器和输入锁存控制器，所述输入锁存控制器输出端连接前置处理单元输入端，前置处理单元输出端连接帧缓存输入端，帧缓存输出端连接后置处理单元输入端，输出控制单元根据CPU的帧率将传输信号分别传输给输入锁存控制器、帧缓存和后置处理单元。
[0014]进一步的，所述输入帧率计数器负责检测当前接收视频图像数据流的帧率，不会对图像数据流进行任何处理，将检测到图像数据流的输入帧率传递到输入锁存控制器中。
[0015]进一步的，所述输入锁存控制器接收来自输入帧率计数器的输入帧率计数信息以及视频图像数据流。
[0016]进一步的，所述前置处理单元接收来自输入锁存控制器传输的视频图像数据流，对其进行必要输入处理，包括但不限于缩放、去噪、白平衡、滤波、插值，并将处理后的图像数据流输出到下一级，帧缓存。
[0017]进一步的，所述帧缓存存储来自前置处理单元发送的视频图像数据流，并根据输出控制单元的传输信号，将缓存视频图像数据流输出到后置处理单元。
[0018]进一步的，所述输出控制单元根据CPU配置的帧率以及行/场信息，产生输出时序，且同时产生读使能信号发送给帧缓存，让帧缓存根据读使能信号读出视频图像数据流到后置处理单元中；输出控制单元还将当前输出时序实时地传递到输入锁存控制器中，输入锁存控制器通过输出时序判断是否锁定。
[0019]进一步的，所述后置处理单元根据输出控制单元提供的输出时序，从帧缓存中读取视频图像数据流，对输出视频图像数据流进行必要输出处理，再将视频图像数据流输出。
[0020]本专利技术还提供一种视频帧率自适应变换方法，所述方法包括以下步骤：S1、CPU配置系统输出帧率，同时配置输出分辨率及行/场信息，输出控制单元将输出帧率传输给输入锁存控制器；S2、输出控制单元输出使能信号至帧缓存，开始输入图像数据流；S3、输入帧率计数器统计图像数据流的帧率，根据连续两帧的输入场同步信号算出当前输入帧率；连续两帧的场同步信号间隔时间越大，帧率越低，反之，则帧率越高；将该输入帧率的图像数据流传递到输入锁存控制器，输入锁存控制器计算出输入输出帧率比为
80:60，且输入输出帧率比小于3:2；S4、每当输入帧的场同步信号到达输入锁存控制器时，输入锁存控制器从输出控制单元中读取当前输出场计数Vcnt；S5、若S4中输出场计数Vcnt大于V/2，输入锁存控制器将当前输入帧锁定，整帧视频图像数据流均不放行到前置处理单元中；当输出场计数Vcnt到V时，输出场计数Vcnt清零；S6、若S4步中输出场计数Vcnt小于或等于V/2，输入锁存控制器将当前输入帧整帧视频图像数据流放行到前置处理单元中；S7、重复执行S4至S7步骤。
[0021]进一步的，所述方法还包括以下步骤：S1、CPU配置系统输出帧率，同时配置输出分辨率及行/场信息，输出控制单元将输出帧率传输给输入锁存控制器；S2、输出控制单元输出使能信号至帧缓存，开始输入图像数据流；S3、输入帧率计数器统计图像数据流的帧率，根据连续两帧的输入场同步信号算出当前输入帧率；连续两帧的场同步信号间隔时间越大，帧率越低，反之，则帧率越高；将该输入帧率的图像数据流传递到输入锁存控制器，输入锁存控制器计算出输入输出帧率比为100:60，且输入输出帧率比处于3:2和2:1之间；S4、每当输入帧的场同步信号到达输入锁存控制器时，输入锁存控制器从输出控制单元中读取当前输出场计数Vcnt；S5、若S4中输出场计数Vcnt大于V/2，输入锁存控制器将当前输入帧整帧视频图像数据流放行到前置处理单元中；当输出场计数Vcnt到V时，输出场计数Vcnt清零；S6、若S4步中输出场计数Vcnt小于或等于V/2，输入锁存控制器将当前输入帧锁定，整帧视频图像数据流均不放行到前置处理单元中；S7、重复执行S4至S7步骤。
[0022]进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种视频帧率自适应变换电路，其特征在于：包括输入帧率计数器、输入锁存控制器、前置处理单元、帧缓存、后置处理单元和输出控制单元，所述输入帧率计数器输出端连接输入锁存控制器，且视频图像数据流分别发送给输入帧率计数器和输入锁存控制器，所述输入锁存控制器输出端连接前置处理单元输入端，前置处理单元输出端连接帧缓存输入端，帧缓存输出端连接后置处理单元输入端，输出控制单元根据CPU的帧率将传输信号分别传输给输入锁存控制器、帧缓存和后置处理单元。2.根据权利要求1所述的视频帧率自适应变换电路，其特征在于：所述输入帧率计数器负责检测当前接收视频图像数据流的帧率，不会对图像数据流进行任何处理，将检测到图像数据流的输入帧率传递到输入锁存控制器中。3.根据权利要求1所述的视频帧率自适应变换电路，其特征在于：所述输入锁存控制器接收来自输入帧率计数器的输入帧率计数信息以及视频图像数据流。4.根据权利要求1所述的视频帧率自适应变换电路，其特征在于：所述前置处理单元接收来自输入锁存控制器传输的视频图像数据流，对其进行必要输入处理，包括但不限于缩放、去噪、白平衡、滤波、插值，并将处理后的图像数据流输出到下一级，帧缓存。5.根据权利要求4所述的视频帧率自适应变换电路，其特征在于：所述帧缓存存储来自前置处理单元发送的视频图像数据流，并根据输出控制单元的传输信号，将缓存视频图像数据流输出到后置处理单元。6.根据权利要求5所述的视频帧率自适应变换电路，其特征在于：所述输出控制单元根据CPU配置的帧率以及行/场信息，产生输出时序，且同时产生读使能信号发送给帧缓存，让帧缓存根据读使能信号读出视频图像数据流到后置处理单元中；输出控制单元还将当前输出时序实时地传递到输入锁存控制器中，输入锁存控制器通过输出时序判断是否锁定。7.根据权利要求6所述的视频帧率自适应变换电路，其特征在于：所述后置处理单元根据输出控制单元提供的输出时序，从帧缓存中读取视频图像数据流，对输出视频图像数据流进行必要输出处理，再将视频图像数据流输出。8.一种视频帧率自适应变换方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：S1、CPU配置系统输出帧率，同时配置输出分辨率及行/场信息，输出控制单元将输出帧率传输给输入锁存控制器；S2、输出控制单元输出使能信号至帧缓存，开始输入图像数据流；S3、输入帧率计数器统计图像数据流的帧率，根据连续两帧的输入场同步信号算出当前输入帧率；连续两帧的场同步信号间隔时间越大，帧率越低，反之，则帧率越高；将该输入帧率的图像数据流传递到输入锁存控制器，输入锁存控制器计算出输入输出帧率比为80:60，且输入输出帧率比小于3:2；S4、每当输入帧的场同步信号到达输入锁存控制器时，输入锁存控制器从输出控制单元中读取当前输出场计数Vcnt；S5、若S4中输出场计数Vcnt大于...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒杰敏，汪涛，冯连彬，张磊，汪杰，
申请(专利权)人：合肥六角形半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：