一種基于pal-d制的紅外圖像視頻輸出方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于PAL?D制的紅外圖像視頻輸出方法。包括以下步驟：(1)信號(hào)發(fā)送；(2)圖像增強(qiáng)處理；(3)數(shù)字視頻轉(zhuǎn)換預(yù)處理；(4)DA轉(zhuǎn)換；(5)緩沖，通過緩沖與驅(qū)動(dòng)模塊，將步驟(4)中輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行緩沖，增強(qiáng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)能力，轉(zhuǎn)換為PAL?D制模擬視頻的標(biāo)準(zhǔn)電平并輸出。本發(fā)明技術(shù)方案根據(jù)PAL?D制模擬視頻的格式，基于FPGA與DA模塊來實(shí)現(xiàn)紅外圖像的PAL?D制視頻輸出，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、集成化的標(biāo)準(zhǔn)模擬視頻輸出。
【專利說明】
一種基于PAL-D制的紅外圖像視頻輸出方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于PAL-D制的紅外圖像視頻輸出方法。
【背景技術(shù)】
[0002]標(biāo)準(zhǔn)的PAL-D視頻應(yīng)用于很多圖像輸出設(shè)備，在通信、雷達(dá)、導(dǎo)航、遙控遙測(cè)、儀器儀表等許多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，基于FPGA來實(shí)現(xiàn)數(shù)字視頻流轉(zhuǎn)為標(biāo)準(zhǔn)的PAL-D制模擬視頻。對(duì)紅外圖像PAL-D制模擬視頻輸出的研究工作，有助于對(duì)圖像處理算法和模擬視頻輸出有指導(dǎo)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種紅外圖像的PAL-D制模擬視頻輸出，進(jìn)而進(jìn)行模擬視頻的輸出轉(zhuǎn)換。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
[0005]—種基于PAL-D制的紅外圖像視頻輸出方法，包括以下步驟:
[0006](I)信號(hào)發(fā)送
[0007]紅外成像裝置發(fā)送數(shù)字視頻信號(hào)；
[0008](2)圖像增強(qiáng)處理
[0009]對(duì)數(shù)字視頻信號(hào)使用灰度映射和平臺(tái)直方圖算法，對(duì)數(shù)字視頻信號(hào)中圖像的灰度直方圖進(jìn)行拉伸和均衡，使圖像數(shù)據(jù)中細(xì)節(jié)增強(qiáng)、噪聲和背景削弱；
[0010](3)數(shù)字視頻轉(zhuǎn)換預(yù)處理
[0011](3.1)生成復(fù)合同步信號(hào)
[0012]生成滿足PAL制視頻標(biāo)準(zhǔn)的同步信號(hào)，包括行同步信號(hào)和場(chǎng)同步信號(hào)，并將場(chǎng)同步信號(hào)和行同步信號(hào)一起合成復(fù)合同步信號(hào)；
[0013](3.2)生成復(fù)合消隱信號(hào)
[0014]生成滿足PAL制視頻標(biāo)準(zhǔn)的消隱信號(hào)，包括行消隱信號(hào)和場(chǎng)消隱信號(hào)，并將場(chǎng)消隱信號(hào)和行消隱信號(hào)一起合成復(fù)合消隱信號(hào)；
[0015](3.3)按照PAL-D時(shí)序規(guī)范，對(duì)步驟(3.1)和步驟(3.2)中得到的進(jìn)行復(fù)合同步信號(hào)和復(fù)合消隱信號(hào)進(jìn)行復(fù)合疊加；
[0016](3.4)將步驟(2)中得到的增強(qiáng)處理后的數(shù)字視頻信號(hào)和步驟(3.3)中得到的復(fù)合疊加信號(hào)進(jìn)行復(fù)合，生成符合PAL-D標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)合視頻信號(hào)；
[0017](4)DA 轉(zhuǎn)換
[0018]將步驟(3)中的復(fù)合視頻信號(hào)輸出到DA轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行數(shù)字信號(hào)到模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換；
[0019]⑶緩沖
[0020]通過緩沖與驅(qū)動(dòng)模塊，將步驟(4)中輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行緩沖，增強(qiáng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)能力，轉(zhuǎn)換為PAL-D制模擬視頻的標(biāo)準(zhǔn)電平并輸出到外部顯示裝置。
[0021]進(jìn)一步的，如上所述的一種基于PAL-D制的紅外圖像視頻輸出方法，步驟(2)和步驟(3)是在FPGA內(nèi)部通過Verilog HDL硬件描述語言實(shí)現(xiàn)的。
[0022]進(jìn)一步的，如上所述的一種基于PAL-D制的紅外圖像視頻輸出方法，步驟(3.1)中，行同步信號(hào)是一個(gè)周期Th = 64us的方波信號(hào)，脈沖寬度為4.7US±0.2US;場(chǎng)同步信號(hào)是一個(gè)周期TV = 20ms，脈沖寬度160us的方波信號(hào)。
[0023]進(jìn)一步的，如上所述的一種基于PAL-D制的紅外圖像視頻輸出方法，步驟(4)中，DA轉(zhuǎn)換模塊使用分辨率為14bit，轉(zhuǎn)換速率為400M的高速高精度DA轉(zhuǎn)換器。
[0024]進(jìn)一步的，如上所述的一種基于PAL-D制的紅外圖像視頻輸出方法，通過高精度外部有源晶振為步驟(3)數(shù)字視頻轉(zhuǎn)換預(yù)處理提供時(shí)鐘信號(hào)，滿足PAL-D制電視信號(hào)的精度達(dá)到±0.1us。
[0025]進(jìn)一步的，如上所述的一種基于PAL-D制的紅外圖像視頻輸出方法，針對(duì)完成圖像增強(qiáng)處理后的數(shù)字視頻信號(hào)，根據(jù)PAL-D制視頻格式要求，依次存儲(chǔ)于FPGA中的數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)，保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)與準(zhǔn)確性。
[0026]與傳統(tǒng)方式比較，本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果如下:上述技術(shù)方案基于FPGA設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一種PAL-D制紅外圖像輸出方法的研究，對(duì)數(shù)字視頻進(jìn)行直方圖處理，然后轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的PAL-D制模擬視頻，顯示在監(jiān)視器上，該設(shè)計(jì)將視頻轉(zhuǎn)換功能集成在FPGA內(nèi)完成，具有模塊化、功能化等特點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0028]—種基于PAL-D制的紅外圖像視頻輸出方法，包括以下步驟:
[0029](I)信號(hào)發(fā)送
[0030]紅外成像裝置發(fā)送數(shù)字視頻信號(hào)；
[0031](2)圖像增強(qiáng)處理
[0032]對(duì)數(shù)字視頻信號(hào)使用灰度映射和平臺(tái)直方圖算法，對(duì)數(shù)字視頻信號(hào)中圖像的灰度直方圖進(jìn)行拉伸和均衡，使圖像數(shù)據(jù)中細(xì)節(jié)增強(qiáng)、噪聲和背景削弱;改善紅外圖像固有的背景強(qiáng)細(xì)節(jié)弱、目標(biāo)易淹沒于背景的特點(diǎn)。
[0033](3)數(shù)字視頻轉(zhuǎn)換預(yù)處理
[0034](3.1)生成復(fù)合同步信號(hào)
[0035]生成滿足PAL制視頻標(biāo)準(zhǔn)的同步信號(hào)，包括行同步信號(hào)和場(chǎng)同步信號(hào)，并將場(chǎng)同步信號(hào)和行同步信號(hào)一起合成復(fù)合同步信號(hào)；在本實(shí)施例中，行同步信號(hào)是一個(gè)周期Th =64us的方波信號(hào)，脈沖寬度為4.7us ±0.2us;場(chǎng)同步信號(hào)是一個(gè)周期TV = 20ms，脈沖寬度160us的方波信號(hào)。
[0036](3.2)生成復(fù)合消隱信號(hào)
[0037]生成滿足PAL制視頻標(biāo)準(zhǔn)的消隱信號(hào)，包括行消隱信號(hào)和場(chǎng)消隱信號(hào)，并將場(chǎng)消隱信號(hào)和行消隱信號(hào)一起合成復(fù)合消隱信號(hào)；
[0038](3.3)按照PAL-D時(shí)序規(guī)范，對(duì)步驟(3.1)和步驟(3.2)中得到的進(jìn)行復(fù)合同步信號(hào)和復(fù)合消隱信號(hào)進(jìn)行復(fù)合疊加；
[0039](3.4)將步驟(2)中得到的增強(qiáng)處理后的數(shù)字視頻信號(hào)和步驟(3.3)中得到的復(fù)合疊加信號(hào)進(jìn)行復(fù)合，生成符合PAL-D標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)合視頻信號(hào)；
[0040]步驟(2)和步驟(3)在FPGA內(nèi)部通過Verilog HDL硬件描述語言實(shí)現(xiàn)。
[0041](4)DA 轉(zhuǎn)換
[0042]將步驟(3)中的復(fù)合視頻信號(hào)輸出到DA轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行數(shù)字信號(hào)到模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換；由于DAC的非線性，包括積分、差分非線性以及DAC的非理想動(dòng)態(tài)特性，故選用高速高精度的DAC轉(zhuǎn)換器，在本實(shí)施例中，DA轉(zhuǎn)換模塊使用分辨率為14bit，轉(zhuǎn)換速率為400M的高速高精度DA轉(zhuǎn)換器。
[0043](5)緩沖
[0044]通過緩沖與驅(qū)動(dòng)模塊，將步驟(4)中輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行緩沖，增強(qiáng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)能力，轉(zhuǎn)換為PAL-D制模擬視頻的標(biāo)準(zhǔn)電平并輸出到外部顯示裝置。
[0045]紅外成像裝置中，需要將數(shù)字視頻轉(zhuǎn)為標(biāo)準(zhǔn)的PAL-D制模擬視頻進(jìn)行顯示，經(jīng)緩沖驅(qū)動(dòng)后與標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)視器連接，輸出阻抗為75歐姆。本發(fā)明技術(shù)方案根據(jù)PAL-D制模擬視頻的格式，基于FPGA與DA模塊來實(shí)現(xiàn)紅外圖像的PAL-D制視頻輸出，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、集成化的標(biāo)準(zhǔn)模擬視頻輸出。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于PAL-D制的紅外圖像視頻輸出方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)信號(hào)發(fā)送 紅外成像裝置發(fā)送數(shù)字視頻信號(hào)； (2)圖像增強(qiáng)處理 對(duì)數(shù)字視頻信號(hào)使用灰度映射和平臺(tái)直方圖算法，對(duì)數(shù)字視頻信號(hào)中圖像的灰度直方圖進(jìn)行拉伸和均衡，使圖像數(shù)據(jù)中細(xì)節(jié)增強(qiáng)、噪聲和背景削弱； (3)數(shù)字視頻轉(zhuǎn)換預(yù)處理 (3.1)生成復(fù)合同步信號(hào) 生成滿足PAL制視頻標(biāo)準(zhǔn)的同步信號(hào)，包括行同步信號(hào)和場(chǎng)同步信號(hào)，并將場(chǎng)同步信號(hào)和行同步信號(hào)一起合成復(fù)合同步信號(hào)； (3.2)生成復(fù)合消隱信號(hào) 生成滿足PAL制視頻標(biāo)準(zhǔn)的消隱信號(hào)，包括行消隱信號(hào)和場(chǎng)消隱信號(hào)，并將場(chǎng)消隱信號(hào)和行消隱信號(hào)一起合成復(fù)合消隱信號(hào)； (3.3)按照PAL-D時(shí)序規(guī)范，對(duì)步驟(3.1)和步驟(3.2)中得到的進(jìn)行復(fù)合同步信號(hào)和復(fù)合消隱信號(hào)進(jìn)行復(fù)合疊加； (3.4)將步驟(2)中得到的增強(qiáng)處理后的數(shù)字視頻信號(hào)和步驟(3.3)中得到的復(fù)合疊加信號(hào)進(jìn)行復(fù)合，生成符合PAL-D標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)合視頻信號(hào)； (4)DA轉(zhuǎn)換 將步驟(3)中的復(fù)合視頻信號(hào)輸出到DA轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行數(shù)字信號(hào)到模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換； (5)緩沖 通過緩沖與驅(qū)動(dòng)模塊，將步驟(4)中輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行緩沖，增強(qiáng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)能力，轉(zhuǎn)換為PAL-D制模擬視頻的標(biāo)準(zhǔn)電平并輸出到外部顯示裝置。2.如權(quán)利要求1所述的一種基于PAL-D制的紅外圖像視頻輸出方法，其特征在于:步驟(2)和步驟(3)是在FPGA內(nèi)部通過Verilog HDL硬件描述語言實(shí)現(xiàn)的。3.如權(quán)利要求2所述的一種基于PAL-D制的紅外圖像視頻輸出方法，其特征在于:步驟(3.1)中，行同步信號(hào)是一個(gè)周期!11 = 64118的方波信號(hào)，脈沖寬度為4.7118±0.2118;場(chǎng)同步信號(hào)是一個(gè)周期TV = 20ms，脈沖寬度160us的方波信號(hào)。4.如權(quán)利要求1所述的一種基于PAL-D制的紅外圖像視頻輸出方法，其特征在于:步驟(4)中，DA轉(zhuǎn)換模塊使用分辨率為14bit，轉(zhuǎn)換速率為400M的高速高精度DA轉(zhuǎn)換器。5.如權(quán)利要求2所述的一種基于PAL-D制的紅外圖像視頻輸出方法，其特征在于:通過高精度外部有源晶振為步驟(3)數(shù)字視頻轉(zhuǎn)換預(yù)處理提供時(shí)鐘信號(hào)，滿足PAL-D制電視信號(hào)的精度達(dá)到± 0.1 us。6.如權(quán)利要求5所述的一種基于PAL-D制的紅外圖像視頻輸出方法，其特征在于:針對(duì)完成圖像增強(qiáng)處理后的數(shù)字視頻信號(hào)，根據(jù)PAL-D制視頻格式要求，依次存儲(chǔ)于FPGA中的數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)，保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)與準(zhǔn)確性。
【文檔編號(hào)】H04N5/06GK105847748SQ201610217553
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年4月8日
【發(fā)明人】何鎖純, 傅強(qiáng), 劉晗, 董斐, 常虹
【申請(qǐng)人】北京航天計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所, 中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院