基于fpga的字符疊加裝置及疊加方法
【專利摘要】一種基于FPGA的字符疊加裝置及疊加方法，包括存儲字符的字庫，其特征在于，還包括：行場信號提取模塊、字符處理模塊和字符疊加模塊；行場信號提取模塊與字符疊加模塊相連接，接收傳入的視頻信號并從視頻信號中提取周期性的行場同步信號，將行場同步信號傳輸至字符疊加模塊；字符處理模塊，連接在字庫和字符疊加模塊之間，從字庫中提取字符數(shù)據(jù)，為字符進行增加輪廓線；字符疊加模塊，將帶有輪廓線的字符疊加到視頻上，并將疊加字符后的視頻輸出。本發(fā)明能夠?qū)ψ址砑虞喞@示在視頻上，從而消除圖像本身原因帶來的字符不清，字符看不見的現(xiàn)象。不僅做到了清晰可見，還不會對顯示器造成灼傷，用戶體驗更佳。
【專利說明】基于FPGA的字符疊加裝置及疊加方法【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及視頻監(jiān)控的【技術(shù)領域】，具體說是一種能夠有效避免字符看不清現(xiàn)象的基于FPGA的字符疊加裝置及疊加方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國外視頻字符的疊加只提供英文字符。國內(nèi)使用支持中文字幕顯示的視頻才是大勢所趨。中文字符集目前主要采用GB2312-80國家標準，共6763個字。其中一級字庫3755個，二級字庫3008個，僅一級字庫就已經(jīng)覆蓋了 99%以上的應用，除了特殊人名/地名外，已能滿足日常需要。
[0003]國外字符是通過專用芯片以模擬的方式疊加在視頻信號上，通常亮度高于圖像背景，當背景圖像發(fā)生明暗變化時，字符的顯示效果也會相應改變，這就需要給白色字符的外廓包上一層邊，保證字符在強光的環(huán)境下，依然能夠穩(wěn)定的顯示。在夜間較暗照度時，字符的灰度不能太大，否則不但影響了使用者的觀測，而且一旦長期使用，對監(jiān)視器/顯示器的屏幕會造成嚴重灼傷，留下永不磨滅的印記。比較原始的灰度調(diào)節(jié)方式是在電路板上對每路視頻輸出調(diào)節(jié)電位器旋鈕，通過模擬的方式手動校準。
[0004]世界上主要使用的電視廣播制式有PAL、NTSC、SECAM三種，中國大部分地區(qū)使用PAL制式，日本、韓國及東南亞地區(qū)與美國等歐美國家使用NTSC制式，俄羅斯則使用SECAM制式。中國內(nèi)市場上買到的正式進口的DV產(chǎn)品都是PAL制式。
[0005]電視制式的掃描有隔行掃描和逐行掃描之分。在逐行掃面中，電子束從顯示屏左上角一行接一行的逐步掃描到右下角在顯示屏上掃描完一遍就顯示一幅完整的圖像。在隔行掃描中，電子束掃完第I行后回到第3行開始的位置接著掃，然后再5、7、…行上掃描，直至最后一行。奇數(shù)行掃描完后接著掃偶數(shù)行，這樣就完成了一幀的掃描。由此可以看到，隔行掃描的一幀圖像由兩部分組成:一部分由奇數(shù)行組成，稱為奇數(shù)場，另一部分由偶數(shù)行組成，稱為偶數(shù)場，兩場合起來組成一幀。
[0006]現(xiàn)在大部分視頻產(chǎn)品均只支持單色字符的顯示，主要以白色為主，為了不影響字符的觀看，將字符亮度大大提高，造成了監(jiān)視器的灼傷，而且給人很亮的感覺。即在顯示視頻時，都采用全白高亮的字符顯示，給人一種刺眼的感覺，同時采用國外的專用字符疊加芯片，成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠有效避免字符看不清現(xiàn)象的基于FPGA的字符疊加裝置及疊加方法。
[0008]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:
本發(fā)明的基于FPGA的字符疊加裝置，包括存儲字符的字庫，還包括:行場信號提取模塊、字符處理模塊和字符疊加模塊；其中行場信號提取模塊與字符疊加模塊相連接，接收傳入的視頻信號并從視頻信號中提取周期性的行場同步信號，將行場同步信號傳輸至字符疊加模塊；字符處理模塊，連接在字庫和字符疊加模塊之間，從字庫中提取字符數(shù)據(jù)，為字符進行增加輪廓線；字符疊加模塊，將帶有輪廓線的字符疊加到視頻上，并將疊加字符后的視頻輸出。
[0009]本發(fā)明的基于FPGA的字符疊加方法，包括以下步驟:
A、視頻信號輸入到FPGA中，控制器對FPGA發(fā)出字符疊加指令；
B、行場信號提取模塊從接收到的視頻信號中提取出周期性的行場同步信號，并將行場同步信號傳輸至字符疊加模塊；
C、字符處理模塊從字庫中提取字符數(shù)據(jù)，對字符采用2bit的數(shù)據(jù)進行處理，二進制的00表示不作任何疊加的空白，二進制的01表示黑色的邊框輪廓線，二進制的11表示字符本身，字符處理模塊對字庫中的所有字符進行增加輪廓線的操作，并將帶有輪廓線的字符傳輸至字符疊加模塊；
D、字符疊加模塊根據(jù)需求將帶有輪廓線的字符疊加到行場同步信號中的相應位置，并將疊加后的帶字視頻對外輸出。
[0010]本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是:
本發(fā)明的基于FPGA的字符疊加裝置和疊加方法中，采用單片F(xiàn)PGA實現(xiàn)，可以完成對字符添加輪廓并顯示在視頻上，從而消除圖像本身原因帶來的字符不清，字符看不見的現(xiàn)象。通過生成的帶輪廓的字符，提取2bit的數(shù)據(jù)，然后產(chǎn)生不同的字符信號，通過行場周期信號的運算，最后疊加出相應的字符，從而達到所要處理的效果，顯示帶輪廓的字符。不僅做到了清晰可見，而且可以 很好的在視頻上顯示，不會對顯示器造成灼傷。另外本發(fā)明從很大程度上降低了使用成本，同時使得使使用者能夠更好地看清字符，用戶體驗更佳。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的基于FPGA的字符疊加裝置的信號傳輸示意圖；
圖2是本發(fā)明的基于FPGA的字符疊加裝置中提取的行場同步信號的示例圖；
圖3是本發(fā)明的基于FPGA的字符疊加裝置中字符處理模塊對字符進行加輪廓處理的示例圖。
【具體實施方式】
[0012]以下參照附圖及實施例對本發(fā)明進行詳細的說明。
[0013]圖1是本發(fā)明的基于FPGA的字符疊加裝置的信號傳輸示意圖；圖2是本發(fā)明的基于FPGA的字符疊加裝置中提取的行場同步信號的示例圖；圖3是本發(fā)明的基于FPGA的字符疊加裝置中字符處理模塊對字符進行加輪廓處理的示例圖。
[0014]如圖1所示，本發(fā)明的基于FPGA的字符疊加裝置，包括存儲字符的字庫，還包括:行場信號提取模塊、字符處理模塊和字符疊加模塊；其中行場信號提取模塊與字符疊加模塊相連接，接收傳入的視頻信號并從視頻信號中提取周期性的行場同步信號，將行場同步信號傳輸至字符疊加模塊；字符處理模塊，連接在字庫和字符疊加模塊之間，從字庫中提取字符數(shù)據(jù)，為字符進行增加輪廓線；字符疊加模塊，將帶有輪廓線的字符疊加到視頻上，并將置加子符后的視頻輸出。
[0015]本發(fā)明的基于FPGA的字符疊加方法，包括以下步驟:A、視頻信號輸入到FPGA中，控制器對FPGA發(fā)出字符疊加指令；
B、行場信號提取模塊從接收到的視頻信號中提取出周期性的行場同步信號，并將行場同步信號傳輸至字符疊加模塊；
C、字符處理模塊從字庫中提取字符數(shù)據(jù)，對字符采用2bit的數(shù)據(jù)進行處理，二進制的OO表示不作任何疊加的空白，二進制的01表示黑色的邊框輪廓線，二進制的11表示字符本身，字符處理模塊對字庫中的所有字符進行增加輪廓線的操作，并將帶有輪廓線的字符傳輸至字符疊加模塊；
D、字符疊加模塊根據(jù)需求將帶有輪廓線的字符疊加到行場同步信號中的相應位置，并將疊加后的帶字視頻對外輸出。
[0016]如圖2所示，行場信號提取模塊從視頻信號的不同奇數(shù)場和偶數(shù)場中提取場同步脈沖信號，使場同步脈沖與前均衡脈沖、后均衡脈沖和場消隱脈沖相分離，根據(jù)視頻信號的變化，從中提取周期性的信號，利用行場同步信號可以有效的將字符達到屏幕上相應的位置，從而實現(xiàn)字符的顯示。
[0017]如圖3所示，選取“天”字作為字符處理的示例，黑色的“天”字表示當前數(shù)據(jù)空間存儲的點陣信息是一個“天”字；“天”字外面黑色的細線所形成的框，表示這個“天”字需要疊加黑色的“邊”。我們隊字庫里的字符進行處理，采用2bit的數(shù)據(jù)進行提取，當顯示的字符/圖形需要疊加黑邊時，使用二進制00表示空白，什么都不疊加；二進制01表示黑色的邊框；二進制11表示字符/圖形本身。字符處理模塊可以對字庫里的所有字進行加邊操作，輸出相應的加輪廓字符。 [0018]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例公開如上，然而，并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當然會利用揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾，成為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于FPGA的字符疊加裝置，包括存儲字符的字庫，其特征在于，還包括:行場信號提取模塊、字符處理模塊和字符疊加模塊；其中行場信號提取模塊與字符疊加模塊相連接，接收傳入的視頻信號并從視頻信號中提取周期性的行場同步信號，將行場同步信號傳輸至字符疊加模塊；字符處理模塊，連接在字庫和字符疊加模塊之間，從字庫中提取字符數(shù)據(jù)，為字符進行增加輪廓線；字符疊加模塊，將帶有輪廓線的字符疊加到視頻上，并將疊加字符后的視頻輸出。
2.一種基于權(quán)利要求1所述的基于FPGA的字符疊加裝置的字符疊加方法，包括以下步驟: A、視頻信號輸入到FPGA中，控制器對FPGA發(fā)出字符疊加指令； B、行場信號提取模塊從接收到的視頻信號中提取出周期性的行場同步信號，并將行場同步信號傳輸至字符疊加模塊； C、字符處理模塊從字庫中提取字符數(shù)據(jù)，對字符采用2bit的數(shù)據(jù)進行處理，二進制的OO表示不作任何疊加的空白，二進制的01表示黑色的邊框輪廓線，二進制的11表示字符本身，字符處理模塊對字庫中的所有字符進行增加輪廓線的操作，并將帶有輪廓線的字符傳輸至字符疊加模塊； D、字符疊加模塊根據(jù)需求將帶有輪廓線的字符疊加到行場同步信號中的相應位置，并將疊加后的帶 字視頻對外輸出。
【文檔編號】H04N7/18GK104023182SQ201310684641
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月16日
【發(fā)明者】戴林, 宇德志, 翟宏杰 申請人:天津天地偉業(yè)數(shù)碼科技有限公司