多源信号融合显示方法、装置、系统及程序产品与流程

本技术涉及显示领域，尤其涉及多源信号融合显示方法、装置、系统及程序产品。

背景技术：

1、led球幕因其卓越的沉浸式体验，正成为高端文旅与科普展示（如5d影院、数字展厅、赛事直播馆）的首选。现代场馆“一馆多用”的运营模式，要求显示系统能够灵活兼容电影播放、赛事直播、实时互动、舞台演绎等多种业务场景，这带来了同时处理多路、异构（不同帧率、不同格式、不同来源）信号源的挑战。

2、目前业内主流方案包括：1）专用球幕播放器功能单一，无法接入实时信号，扩展性差；2）单台超高性能服务器存在性能瓶颈与单点故障风险，难以承载超高分辨率渲染与多路实时采集；3）多台服务器拼接配合外部融合器的方案时，各服务器帧时序无法精确对齐，导致在投影融合带处出现画面撕裂、闪烁，严重破坏沉浸感，且帧率兼容性差。因此，目前方案普遍存在业务兼容性差、扩展性差、帧率兼容性差及同步精度低等缺陷。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术实施例提供了一种多源信号融合显示方法、装置、系统及程序产品，以解决现有技术中存在的业务兼容性和扩展性差、帧率兼容性差及同步精度低的问题。

2、本技术实施例的第一方面提供了一种多源信号融合显示方法，用于融合显示的系统包括渲染服务器和多个业务服务器，所述方法包括：所述业务服务器生成并输出具有不同帧率的原始视频信号；所述渲染服务器通过内置的多个采集接口采集各业务服务器输出的原始视频信号，并对采集到的多路视频信号进行帧级同步对齐处理；所述渲染服务器将完成帧级同步对齐的各路原始视频信号，通过自适应的帧重复策略转换至预设的目标输出帧率的目标视频信号；所述渲染服务器对完成帧率转换后的多路目标视频信号进行融合，并同步输出至驱动控制系统进行显示。

3、进一步地，通过自适应的帧重复策略转换至预设的目标输出帧率的目标视频信号，包括：获取原始视频信号的原始帧率，以及获取所述目标输出帧率；根据所述目标输出帧率与所述原始帧率的比值，确定所述原始视频信号中插入重复帧的数量；根据插入重复帧的数量在所述原始视频信号中插入重复帧，生成所述目标视频信号。这种自适应帧重复策略通过计算帧率比值动态确定重复帧数量，实现了对不同帧率信号的统一处理。

4、进一步地，根据所述目标输出帧率与所述原始帧率的比值，确定所述原始视频信号中插入重复帧的数量，包括：在所述目标输出帧率与所述原始帧率的比值为整数n时，确定在每个原始帧后插入重复帧的数量为n-1个；在所述目标输出帧率与所述原始帧率的比值为非整数时，确定在至少两个连续的原始帧后插入的重复帧的不同数量。这种分类处理策略针对整数比值和非整数比值采用不同的帧重复规律，最大限度减少了帧重复引入的运动不连续性。

5、进一步地，所述目标输出帧率为120hz；在所述目标输出帧率与所述原始帧率的比值为非整数时，确定在至少两个连续的原始帧后插入的重复帧的不同数量，包括：在所述原始帧率为48hz时，确定连续2个原始帧之后插入的重复帧的总数为3个；在所述原始帧率为50hz时，确定连续5个原始帧之后插入的重复帧的总数为7个。120hz作为目标输出帧率，是常见输入帧率的公倍数或接近公倍数，能够提供流畅的运动表现。对于48hz和50hz等非整数比值的帧率，通过特定的循环规律插入重复帧，保证了画面的流畅性和运动连续性。

6、进一步地，所述渲染服务器通过内置的多个采集接口采集各业务服务器输出的视频信号，包括：检测到新的信号源时，为每一路新的信号源的视频信号至少分配第一缓存区和第二缓存区；在所述第一缓存区已存入预定数量帧的图像时，读取所述第一缓存区的图像，且通过所述第二缓存区写入接收到的图像，在所述第二缓存区已存入预定数量帧的图像时，读取所述第二缓存区的图像，且通过所述第一缓存区写入接收到的图像。这种双缓存区的乒乓机制在保证数据连续读写的同时，为各路信号的帧到达时刻波动提供了时间缓冲窗口，防止短暂抖动导致的数据丢失。

7、进一步地，对采集到的多路视频信号进行帧级同步对齐处理，包括：通过同步信号发生器产生同步基准信号；获取多路视频信号的缓存帧的第一时间戳与所述同步基准信号的第二时间戳，确定所述第一时间戳和所述第二时间戳的时间偏差；根据所述时间偏差和预设的偏差阈值对所述多路视频信号进行帧级对齐处理。这种同步对齐机制通过统一的时间基准和时间戳比对，确保了来自不同业务服务器、不同帧率、不同格式的信号在同一时钟周期内被统一处理，消除了画面撕裂和融合带闪烁现象。

8、进一步地，根据所述时间偏差和预设的偏差阈值对所述多路视频信号进行帧级对齐处理，包括：在所有视频信号的时间偏差均小于或等于所述偏差阈值时，则确定所有视频信号完成同步对齐处理，并输出对齐处理后的视频信号；如果存在任一路视频信号的时间偏差大于所述偏差阈值时，则等待该路视频信号的下一帧进行偏差校验，或者在等待时长超过预定的时长阈值，则确定该帧超时并跳过该帧。这种超时帧处理策略提高了系统的鲁棒性，在某路信号源因网络抖动或编码延迟导致帧到达超时时，通过跳帧或等待下一帧的方式保证其他信号源不被阻塞，维持整体输出帧率的稳定性。

9、本技术实施例的第二方面提供了一种多源信号融合显示装置，用于融合显示的系统包括渲染服务器和多个业务服务器，所述装置包括：原始视频信号生成单元，用于由所述业务服务器生成并输出具有不同帧率的原始视频信号；同步对齐单元，用于由所述渲染服务器通过内置的多个采集接口采集各业务服务器输出的原始视频信号，并对采集到的多路视频信号进行帧级同步对齐处理；帧率转换单元，用于由所述渲染服务器将完成帧级同步对齐的各路原始视频信号，通过自适应的帧重复策略转换至预设的目标输出帧率的目标视频信号；融合显示单元，用于所述渲染服务器对完成帧率转换后的多路目标视频信号进行融合，并同步输出至驱动控制系统进行显示。

10、本技术实施例的第三方面提供了一种多源信号融合显示系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，使得所述多源信号融合显示系统实现如第一方面任一项所述的方法。

11、本技术实施例的第四方面，提供了一种计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面或其各实现方式中的方法。

12、本技术实施例的第五方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面任一项所述方法的步骤。

13、本技术实施例的第六方面提供了一种芯片，用于实现上述第一方面中各实现方式中的方法。具体地，上述芯片包括：处理器，用于从存储器中调用并运行计算机程序，使得安装有上述芯片的设备执行如上述第一方面或其各实现方式中的方法。

14、本技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：通过采用多个业务服务器与渲染服务器的分布式架构，实现了业务功能与渲染功能的解耦，各业务服务器独立运行业务逻辑并输出视频信号至渲染服务器，可有效支持业务服务器的动态扩展，从而能够满足现代场馆"一馆多用"的灵活运营需求，显著提高系统的扩展性和业务兼容性。通过帧级同步处理和自适应的帧重复策略，将不同帧率的异构信号对齐后统一转换至目标输出帧率，可有效解决led球幕显示系统在多源信号接入时因帧时序不同步导致的画面撕裂、融合带闪烁问题，减少帧重复引入的运动不连续性，显著提高系统的帧率兼容性和画面流畅性。