多視頻格式向bt.656協(xié)議ntsc制式視頻的自動(dòng)轉(zhuǎn)換方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于視頻處理、圖形圖像領(lǐng)域，具體涉及一種多視頻格式向BT.656協(xié)議NTSC制式視頻的自動(dòng)轉(zhuǎn)換方法。
【背景技術(shù)】
[0002]NTSC制式模擬視頻是一種經(jīng)典的視頻格式，在眾多應(yīng)用場合中通常作為視頻輸出的標(biāo)準(zhǔn)接口。但是對于現(xiàn)有的視覺傳感器，其輸出的視頻協(xié)議各異，因此往往需要將視覺傳感器輸出的各種協(xié)議的視頻轉(zhuǎn)換為符合BT.656協(xié)議的NTSC制式；雖然目前已經(jīng)出現(xiàn)了各種視頻格式向NTSC制式視頻轉(zhuǎn)換的芯片，但是這類芯片往往只支持對一種或一類輸入視頻的編解碼。
[0003]隨著電子技術(shù)、大規(guī)模集成電路的發(fā)展，采用現(xiàn)場可編程邏輯門陣列(FPGA)在實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制及處理功能在集成性、穩(wěn)定性以及可靠性等方面有著很大的優(yōu)勢，研究基于FPGA的多種視頻格式向符合BT.656協(xié)議的NTSC制式視頻的自動(dòng)轉(zhuǎn)換控制方法具有廣闊的應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是為了解決任意協(xié)議類型的視頻向符合BT.656協(xié)議NTSC制式視頻轉(zhuǎn)換的集成性問題，提出了一種多視頻格式向BT.656協(xié)議NTSC制式視頻的自動(dòng)轉(zhuǎn)換方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:
[0006]多視頻格式向BT.656協(xié)議NTSC制式視頻的自動(dòng)轉(zhuǎn)換方法，其特殊之處在于，包括以下步驟:
[0007]I】創(chuàng)建自動(dòng)轉(zhuǎn)換系統(tǒng):
[0008]包括協(xié)議檢測模塊:用于對輸入視頻信號進(jìn)行協(xié)議匹配，并根據(jù)匹配結(jié)果產(chǎn)生高電平使能信號CEn或低電平使能信號，包括協(xié)議I檢測單元、協(xié)議2檢測單元……以及協(xié)議N檢測單元；
[0009]視頻采集模塊:對經(jīng)過協(xié)議檢測模塊相匹配的輸入視頻信號的有效像素進(jìn)行采集，包括協(xié)議I采集單元、協(xié)議2采集單元……以及協(xié)議N采集單元；各種協(xié)議的采集單元與檢測單元一一對應(yīng)，所述高電平使能信號CEn輸入至給對應(yīng)的協(xié)議N采集單元和多路選擇開關(guān)控制器；
[0010]多路選擇開關(guān)控制器:用于在高電平使能信號CEn的控制下，將協(xié)議匹配的視頻采集模塊采集到的有效像素?cái)?shù)據(jù)緩存入采集存儲(chǔ)單元；
[0011]采集存儲(chǔ)單元:用于緩存輸入視頻信號的有效像素?cái)?shù)據(jù)；
[0012]縮放處理模塊:用于實(shí)時(shí)順序地從采集存儲(chǔ)單元讀取有效像素?cái)?shù)據(jù)并采用雙線性插值算法將其縮放為640*480的分辨率大小，同時(shí)將其發(fā)送給輸出存儲(chǔ)單元；
[0013]輸出存儲(chǔ)單元:用于存儲(chǔ)經(jīng)過縮放處理模塊處理后的有效像素?cái)?shù)據(jù)；
[0014]以及發(fā)送控制模塊:用于按照BT.656協(xié)議產(chǎn)生NTSC視頻消隱區(qū)的控制像素流，并從輸出存儲(chǔ)單元中順序讀取縮放后的像素?cái)?shù)據(jù)，填充到視頻數(shù)據(jù)流的有效像素區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)輸入視頻到NTSC制式視頻的轉(zhuǎn)換；
[0015]2】將輸入的視頻信號分別送入到協(xié)議檢測模塊中各個(gè)協(xié)議檢測單元中進(jìn)行檢測，若輸入的視頻信號與該協(xié)議N檢測單元的協(xié)議匹配，則該協(xié)議N檢測單元產(chǎn)生高電平的使能信號CEn，同時(shí)其余協(xié)議檢測單元產(chǎn)生低電平使能信號；
[0016]3】高電平使能信號CEn驅(qū)動(dòng)與協(xié)議N檢測單元對應(yīng)的協(xié)議N采集單元采集輸入視頻信號的有效像素；同時(shí)低電平使能信號使與其所對應(yīng)的協(xié)議采集單元處于復(fù)位狀態(tài)；
[0017]4】高電平使能信號CEn作為多路選擇開關(guān)控制器的控制信號量，使得只有協(xié)議匹配的協(xié)議N采集單元采集的視頻信號的有效像素通過多路選擇開關(guān)控制器緩存至采集存儲(chǔ)單元；
[0018]5】縮放處理模塊從采集存儲(chǔ)單元順序讀取完整幀的有效像素?cái)?shù)據(jù)，并采用雙線性插值算法將其縮放為640*480的分辨率大小，同時(shí)將其寫入輸出存儲(chǔ)單元；
[0019]6】發(fā)送控制模塊按照BT.656協(xié)議產(chǎn)生NTSC視頻消隱區(qū)的控制像素流，并從輸出存儲(chǔ)單元中順序讀取縮放后的像素?cái)?shù)據(jù)，填充到視頻數(shù)據(jù)流的有效像素區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)輸入視頻到NTSC制式視頻的轉(zhuǎn)換。
[0020]協(xié)議檢測模塊及視頻采集模塊按照并行流水的方式工作，同步與各協(xié)議檢測單元進(jìn)行匹配，并在視頻幀輸入結(jié)束時(shí)同時(shí)產(chǎn)生匹配結(jié)果。
[0021]上述采集存儲(chǔ)單元包括緩沖區(qū)A和緩沖區(qū)B:具體存儲(chǔ)步驟為:
[0022]當(dāng)前視頻幀數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到緩沖區(qū)A時(shí)，從緩沖區(qū)B中讀取存儲(chǔ)的上一幀視頻數(shù)據(jù)發(fā)送給縮放處理模塊；
[0023]下一幀視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到緩沖B時(shí)，從緩沖區(qū)A中讀取當(dāng)前視頻幀的數(shù)據(jù)發(fā)送給縮放處理模塊。
[0024]上述協(xié)議檢測模塊實(shí)時(shí)分析并計(jì)算輸入視頻流的以下協(xié)議狀態(tài)參數(shù):相鄰場同步信號Vsync脈沖之間所包含的行同步信號Hsync脈沖數(shù)目；場同步信號Vsync脈沖寬度范圍內(nèi)包含的行同步信號Hsync脈沖數(shù)目；相鄰行同步信號Hsync脈沖之間包含的像素時(shí)鐘CLK周期數(shù)目；行同步信號Hsync脈沖寬度范圍內(nèi)包含的像素時(shí)鐘CLK周期數(shù)目；有效像素行中數(shù)據(jù)有效信號De脈沖寬度內(nèi)包含的像素時(shí)鐘CLK周期數(shù)目；從場同步信號Vsync脈沖跳變起到第一個(gè)有效像素行之間所包含的行同步信號Hsync脈沖數(shù)目；有效像素行中從行同步信號脈沖Hsync跳變起到數(shù)據(jù)有效信號De之間所包含的像素時(shí)鐘CLK周期計(jì)數(shù)。
[0025]上述協(xié)議檢測模塊包括各種分辨率的VESA協(xié)議視頻檢測單元、各種分辨率的RawRGB格式視頻檢測單元、符合SMPTE274協(xié)議的視頻檢測單元、符合ITU601、ITU656及ITU709協(xié)議視頻的檢測單元；所述視頻采集模塊包括包括各種分辨率的VESA協(xié)議視頻采集單元、各種分辨率的RawRGB格式視頻采集單元、符合SMPTE274協(xié)議的視頻采集單元、符合ITU601、ITU656及ITU709協(xié)議視頻的采集單元；且可檢測的協(xié)議類型可以根據(jù)具體應(yīng)用需求自主定制及裁剪；
[0026]上述步驟2】的具體步驟為:
[0027]2.1】實(shí)時(shí)同步計(jì)算輸入視頻信號的各個(gè)狀態(tài)參數(shù):
[0028]2.2】將計(jì)算出的各個(gè)狀態(tài)參數(shù)與對應(yīng)協(xié)議檢測模塊的各個(gè)協(xié)議的狀態(tài)參數(shù)對比:如果狀態(tài)參數(shù)一致，則輸入視頻數(shù)據(jù)屬于該種協(xié)議；否則，則不屬于該種協(xié)議。
[0029]本發(fā)明的有益效果是:
[0030]可將任何協(xié)議類型及分辨率的視頻自動(dòng)轉(zhuǎn)換為符合BT.656協(xié)議的NTSC制式視頻，且視頻格式轉(zhuǎn)換耗時(shí)?。豢蓜?dòng)態(tài)檢測視頻協(xié)議的變化，當(dāng)輸入源視頻協(xié)議發(fā)生變化后，可在一幀圖像輸入的時(shí)間間隔內(nèi)完成對其協(xié)議類型的檢測；可檢測的協(xié)議類型可以根據(jù)具體應(yīng)用需求自主定制及裁剪。
【附圖說明】
[0031]圖1為多視頻格式向BT.656協(xié)議NTSC制式視頻的自動(dòng)轉(zhuǎn)換方法原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]本發(fā)明采用FPGA實(shí)現(xiàn)多視頻格式向BT.656協(xié)議NTSC制式視頻的自動(dòng)轉(zhuǎn)換方法，通過建立多種通用視頻協(xié)議數(shù)據(jù)庫，對輸入視頻信號的數(shù)據(jù)流進(jìn)行分析，與各種常用視頻協(xié)議數(shù)據(jù)流比較判斷所屬協(xié)議類型，同時(shí)檢測圖像分辨率及幀率；設(shè)計(jì)圖像幀雙緩沖區(qū)A和B，采用乒乓操作的方式將視頻流數(shù)據(jù)幀的有效像素存入緩沖區(qū)A，同時(shí)根據(jù)圖像的分辨率對緩沖區(qū)B內(nèi)緩存的完整數(shù)據(jù)幀采用雙線性插值算法縮放為640*480的分辨率大小并存入輸出存儲(chǔ)單元；按照BT.656協(xié)議產(chǎn)生NTSC視頻消隱區(qū)的控制像素流，并從輸出存儲(chǔ)單元中順序讀取縮放后的像素?cái)?shù)據(jù)，填充到視頻數(shù)據(jù)流的有效像素區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)輸入視頻到NTSC制式視頻的轉(zhuǎn)換；
[0033]實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)具體如下:
[0034]I】設(shè)計(jì)針對各種常用視頻協(xié)議(包括各種分辨率的VESA協(xié)議、各種分辨率的RawRGB格式、ITU601、ITU656、ITU709及SMPTE274協(xié)議)的檢測模塊，檢測模塊通過分析一個(gè)完整幀圖像內(nèi)行場同步信號的時(shí)間間隔及消隱區(qū)視頻數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，判定輸入視頻是否屬于該種協(xié)議；
[0035]檢測模塊設(shè)置如下視頻協(xié)議的狀態(tài)參數(shù)，分別為:相鄰場同步信號(Vsync)脈沖之間所包含的行同步信號(Hsync)脈沖數(shù)目，Vsync脈沖寬度范圍內(nèi)包含的Hsync脈沖數(shù)目，相鄰Hsync脈沖之間包含的像素時(shí)鐘(CLK)周期計(jì)數(shù)，Hsync脈沖寬度范圍內(nèi)包含的CLK周期計(jì)數(shù)，有效像素行中數(shù)據(jù)有