[发明专利]用于众视点三维显示系统的视频帧同步方法

说明书

技术领域

本发明涉及众视点三维显示系统的帧同步技术领域，具体涉及一种用于众视点三维显示系统的视频帧同步方法。

背景技术

帧是视频数据处理中的基本单位。在视频采集中，采集设备获取的视频数据被切割成单个的视频帧，并以帧为单位进行传输、压缩、播放等后续处理工作。有时候，需要对同一场景使用多路视频采集设备同时采集视频信息，并在后期综合多路采集的结果，以期获得拍摄对象全方位的信息，比如3D电影的制作，就通常采取这种方式。一般情况下，多个视频采集设备拍摄的视频无法做到严格同步，即从各个采集设备传来的视频流不一定从同一时刻开始，同一时刻来自不同采集设备的视频帧也不一定拍摄于同一时刻。这就需要使用帧同步技术处理各个来源的视频流，使各视频流的视频帧达到同步状态。帧同步技术不仅用于多路视频采集，也应用于多路视频合成与播放。当需要将多路视频信息合成为一路综合视频时，需要将每一时刻对应的各个帧分拣出来进行合成，显然，将不同时刻拍摄的视频帧进行合成是没有意义的，这就需要用到帧同步技术。在多路视频实时播放的情况下，需要将同一时刻拍摄得到的视频帧也在同一时刻播放出去，这也需要用到帧同步技术。

如图1所示，众视点三维显示系统包括主控结点1、设备控制结点2、视频采集设备3、视频播放设备4以及连接这些设备的互联网络，众视点三维显示系统采用主从式结构，主控结点1、设备控制结点2之间采用星形结构互联，主控结点1作为中心主控结点来控制系统行为，其主要功能是控制其他设备工作，如发送视频采集命令、视频播放命令、时间同步报文等；其余的设备控制结点2接收主控结点1发来的控制命令，执行相应操作，且设备控制结点2分别与视频采集设备3、视频播放设备4采用星形结构互联。在众视点真三维显示系统中，视频信息的主要特点是数量特别大，采集过程通常需要几十甚至上百台采集设备同时采集，需要搭建专门的传输、处理网络，与采集过程相应，播放通常也需要几十甚至上百台播放设备同时播放。可见，众视点真三维显示系统具备海量数据的特点。在这种海量视频数据的特定应用场景下，帧同步技术的实现也将面临较多的挑战。首先，造成视频帧不同步的原因增加，包括采集设备的误差、网络传输的延迟、各个网络结点时钟的不同步等；其次，通信量大，由于设备量大，完成帧同步需要考虑的设备数目很多，执行一次同步处理可能耗时较多，也会影响同步的精度。因而，在众视点真三维显示系统中，需要对帧同步技术进行专门设计。每一个视频帧都对应一个绝对的、准确的时间，代表这个视频帧的采集时间，视频帧的同步，实质就是视频帧的时间同步。因此，针对众视点三维显示系统，如何实现帧同步技术已经亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种数据帧同步性能好、设备反应时间和网络传输延迟对同步误差的影响小、适用范围广、通用性好的用于众视点三维显示系统的视频帧同步方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种用于众视点三维显示系统的视频帧同步方法，其实施步骤如下：

1）系统启动时主控结点在后台启动时间同步服务进程，并通过向各个设备控制结点发送ping报文检测主控结点到各个设备控制结点的网络延迟估计值，之后主控结点进入等待，等候用户输入工作命令；各个设备控制结点分别在后台启动时间同步客户端进程，并通过向各自连接的视频设备发送ping报文检测到各个视频采集设备的网络延迟估计值，之后各个设备控制结点进入等待，等待主控结点发送命令；当主控结点接收到用户输入的工作模式命令时跳转执行下一步；

2）判断用户输入的工作模式命令类型，如果工作模式命令为多路视频采集命令，则跳转执行步骤3）；如果工作模式命令为多路视频播放命令，则跳转执行步骤4）；如果工作模式命令为多路视频采集并实时播放命令，则跳转执行步骤5）；