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領域，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)信號發(fā)送；(2)圖像增強處理；(3)數(shù)字視頻轉換預處理；(4)DA轉換；(5)緩沖，通過緩沖與驅(qū)動模塊，將步驟(4)中輸出的模擬信號進行緩沖，增強信號驅(qū)動能力，轉換為PAL?D制模擬視頻的標準電平并輸出。本發(fā)明技術方案根據(jù)PAL?D制模擬視頻的格式，基于FPGA與DA模塊來實現(xiàn)紅外圖像的PAL?D制視頻輸出，實現(xiàn)了標準化、集成化的標準模擬視頻輸出。
【專利說明】
一種基于PAL-D制的紅外圖像視頻輸出方法
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于圖像處理技術領域，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】
[0002]標準的PAL-D視頻應用于很多圖像輸出設備，在通信、雷達、導航、遙控遙測、儀器儀表等許多領域中得到了廣泛的應用。隨著電子技術的不斷發(fā)展，基于FPGA來實現(xiàn)數(shù)字視頻流轉為標準的PAL-D制模擬視頻。對紅外圖像PAL-D制模擬視頻輸出的研究工作，有助于對圖像處理算法和模擬視頻輸出有指導意義。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種紅外圖像的PAL-D制模擬視頻輸出，進而進行模擬視頻的輸出轉換。
[0004]為了實現(xiàn)這一目的，本發(fā)明采取的技術方案是:
[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)信號發(fā)送
[0007]紅外成像裝置發(fā)送數(shù)字視頻信號；
[0008](2)圖像增強處理
[0009]對數(shù)字視頻信號使用灰度映射和平臺直方圖算法，對數(shù)字視頻信號中圖像的灰度直方圖進行拉伸和均衡，使圖像數(shù)據(jù)中細節(jié)增強、噪聲和背景削弱；
[0010](3)數(shù)字視頻轉換預處理
[0011](3.1)生成復合同步信號
[0012]生成滿足PAL制視頻標準的同步信號，包括行同步信號和場同步信號，并將場同步信號和行同步信號一起合成復合同步信號；
[0013](3.2)生成復合消隱信號
[0014]生成滿足PAL制視頻標準的消隱信號，包括行消隱信號和場消隱信號，并將場消隱信號和行消隱信號一起合成復合消隱信號；
[0015](3.3)按照PAL-D時序規(guī)范，對步驟(3.1)和步驟(3.2)中得到的進行復合同步信號和復合消隱信號進行復合疊加；
[0016](3.4)將步驟(2)中得到的增強處理后的數(shù)字視頻信號和步驟(3.3)中得到的復合疊加信號進行復合，生成符合PAL-D標準的復合視頻信號；
[0017](4)DA 轉換
[0018]將步驟(3)中的復合視頻信號輸出到DA轉換模塊進行數(shù)字信號到模擬信號的轉換；
[0019]⑶緩沖
[0020]通過緩沖與驅(qū)動模塊，將步驟(4)中輸出的模擬信號進行緩沖，增強信號驅(qū)動能力，轉換為PAL-D制模擬視頻的標準電平并輸出到外部顯示裝置。
[0021]進一步的，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硬件描述語言實現(xiàn)的。
[0022]進一步的，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，行同步信號是一個周期Th = 64us的方波信號，脈沖寬度為4.7US±0.2US;場同步信號是一個周期TV = 20ms，脈沖寬度160us的方波信號。
[0023]進一步的，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轉換模塊使用分辨率為14bit，轉換速率為400M的高速高精度DA轉換器。
[0024]進一步的，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)字視頻轉換預處理提供時鐘信號，滿足PAL-D制電視信號的精度達到±0.1us。
[0025]進一步的，如上所述的一種基于PAL-D制的紅外圖像視頻輸出方法，針對完成圖像增強處理后的數(shù)字視頻信號，根據(jù)PAL-D制視頻格式要求，依次存儲于FPGA中的數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)，保證數(shù)據(jù)的實時與準確性。
[0026]與傳統(tǒng)方式比較，本發(fā)明技術方案的有益效果如下:上述技術方案基于FPGA設計實現(xiàn)一種PAL-D制紅外圖像輸出方法的研究，對數(shù)字視頻進行直方圖處理，然后轉換為標準的PAL-D制模擬視頻，顯示在監(jiān)視器上，該設計將視頻轉換功能集成在FPGA內(nèi)完成，具有模塊化、功能化等特點。
【具體實施方式】
[0027]下面結合具體實施例對本發(fā)明技術方案進行詳細說明。
[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)信號發(fā)送
[0030]紅外成像裝置發(fā)送數(shù)字視頻信號；
[0031](2)圖像增強處理
[0032]對數(shù)字視頻信號使用灰度映射和平臺直方圖算法，對數(shù)字視頻信號中圖像的灰度直方圖進行拉伸和均衡，使圖像數(shù)據(jù)中細節(jié)增強、噪聲和背景削弱;改善紅外圖像固有的背景強細節(jié)弱、目標易淹沒于背景的特點。
[0033](3)數(shù)字視頻轉換預處理
[0034](3.1)生成復合同步信號
[0035]生成滿足PAL制視頻標準的同步信號，包括行同步信號和場同步信號，并將場同步信號和行同步信號一起合成復合同步信號；在本實施例中，行同步信號是一個周期Th =64us的方波信號，脈沖寬度為4.7us ±0.2us;場同步信號是一個周期TV = 20ms，脈沖寬度160us的方波信號。
[0036](3.2)生成復合消隱信號
[0037]生成滿足PAL制視頻標準的消隱信號，包括行消隱信號和場消隱信號，并將場消隱信號和行消隱信號一起合成復合消隱信號；
[0038](3.3)按照PAL-D時序規(guī)范，對步驟(3.1)和步驟(3.2)中得到的進行復合同步信號和復合消隱信號進行復合疊加；
[0039](3.4)將步驟(2)中得到的增強處理后的數(shù)字視頻信號和步驟(3.3)中得到的復合疊加信號進行復合，生成符合PAL-D標準的復合視頻信號；
[0040]步驟(2)和步驟(3)在FPGA內(nèi)部通過Verilog HDL硬件描述語言實現(xiàn)。
[0041](4)DA 轉換
[0042]將步驟(3)中的復合視頻信號輸出到DA轉換模塊進行數(shù)字信號到模擬信號的轉換；由于DAC的非線性，包括積分、差分非線性以及DAC的非理想動態(tài)特性，故選用高速高精度的DAC轉換器，在本實施例中，DA轉換模塊使用分辨率為14bit，轉換速率為400M的高速高精度DA轉換器。
[0043](5)緩沖
[0044]通過緩沖與驅(qū)動模塊，將步驟(4)中輸出的模擬信號進行緩沖，增強信號驅(qū)動能力，轉換為PAL-D制模擬視頻的標準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)字視頻轉為標準的PAL-D制模擬視頻進行顯示，經(jīng)緩沖驅(qū)動后與標準監(jiān)視器連接，輸出阻抗為75歐姆。本發(fā)明技術方案根據(jù)PAL-D制模擬視頻的格式，基于FPGA與DA模塊來實現(xiàn)紅外圖像的PAL-D制視頻輸出，實現(xiàn)了標準化、集成化的標準模擬視頻輸出。
【主權項】
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)信號發(fā)送 紅外成像裝置發(fā)送數(shù)字視頻信號； (2)圖像增強處理 對數(shù)字視頻信號使用灰度映射和平臺直方圖算法，對數(shù)字視頻信號中圖像的灰度直方圖進行拉伸和均衡，使圖像數(shù)據(jù)中細節(jié)增強、噪聲和背景削弱； (3)數(shù)字視頻轉換預處理 (3.1)生成復合同步信號 生成滿足PAL制視頻標準的同步信號，包括行同步信號和場同步信號，并將場同步信號和行同步信號一起合成復合同步信號； (3.2)生成復合消隱信號 生成滿足PAL制視頻標準的消隱信號，包括行消隱信號和場消隱信號，并將場消隱信號和行消隱信號一起合成復合消隱信號； (3.3)按照PAL-D時序規(guī)范，對步驟(3.1)和步驟(3.2)中得到的進行復合同步信號和復合消隱信號進行復合疊加； (3.4)將步驟(2)中得到的增強處理后的數(shù)字視頻信號和步驟(3.3)中得到的復合疊加信號進行復合，生成符合PAL-D標準的復合視頻信號； (4)DA轉換 將步驟(3)中的復合視頻信號輸出到DA轉換模塊進行數(shù)字信號到模擬信號的轉換； (5)緩沖 通過緩沖與驅(qū)動模塊，將步驟(4)中輸出的模擬信號進行緩沖，增強信號驅(qū)動能力，轉換為PAL-D制模擬視頻的標準電平并輸出到外部顯示裝置。2.如權利要求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硬件描述語言實現(xiàn)的。3.如權利要求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，行同步信號是一個周期!11 = 64118的方波信號，脈沖寬度為4.7118±0.2118;場同步信號是一個周期TV = 20ms，脈沖寬度160us的方波信號。4.如權利要求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轉換模塊使用分辨率為14bit，轉換速率為400M的高速高精度DA轉換器。5.如權利要求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)字視頻轉換預處理提供時鐘信號，滿足PAL-D制電視信號的精度達到± 0.1 us。6.如權利要求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:針對完成圖像增強處理后的數(shù)字視頻信號，根據(jù)PAL-D制視頻格式要求，依次存儲于FPGA中的數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)，保證數(shù)據(jù)的實時與準確性。
【文檔編號】H04N5/06GK105847748SQ201610217553
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月8日
【發(fā)明人】何鎖純, 傅強, 劉晗, 董斐, 常虹
【申請人】北京航天計量測試技術研究所, 中國運載火箭技術研究院