SDI视频的动态OSD功能设计与实现

发布时间：2017-11-07 17:31

  本文关键词：SDI视频的动态OSD功能设计与实现

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【摘要】：计算机、多媒体和数字通信技术的快速发展极大的推动了视频技术的发展,视频图像已经由原来的模拟信号发展到现在的数字信号。随着数字电视设备得到大量应用,使得应用场合出现了各种各样的视频接口,其中SDI接口(串行数字接口)是目前使用最广泛的数字视频接口之一。SDI视频通常需要专用的SDI视频采集卡才能观测到图像,主要表现为采集设备昂贵、灵活性较差。视频字符叠加(OSD)是在视频信号中混入图形或字符信号,从而在屏幕的特定位置上与图像同步显示的技术。OSD技术广泛的应用于视频监控系统中。视频的采集与显示是光电测量系统中非常重要的一个环节。随着SDI相机在靶场环境中的大量应用,研究SDI视频的动态OSD显示具有一定的工程价值。论文的工作目的是根据实际工程需求,设计了一套基于FPGA的嵌入式视频处理硬件平台,并使用Verilog语言对硬件平台的功能进行开发,通过该平台可以完成SDI视频的采集、SDI视频以及CVBS视频的OSD显示等功能。本论文的研究内容主要集中在以下几个方面:(1)深入分析任务需求,详细论证系统的设计方案,设计基于FPGA的嵌入式视频处理系统,具体包括原理图的设计、PCB电路板的设计以及信号完整性分析等。该系统以Xilinx的Spartan-6 xc6slx16作为核心的处理芯片,整个视频系统的图像处理以及逻辑控制均在FPGA中完成,实现各功能的模块化设计,保证了系统的实时性。该系统具有接口丰富、稳定性好、集成度高等特点。在实际的工程应用中,硬件电路运行状态良好,满足设计要求。(2)研究SDI串行数字接口视频格式,分析ITU-R BT.656标准的视频信号特点,采用Verilog语言编程,通过FPGA实现SDI视频的采集、SDI视频的输出以及CVBS视频的输出,具体包括数据展宽模块、数据解扰模块、数据检测模块、数据加扰模块、数据适配模块等FPGA内部模块的开发。针对FPGA接收的数字视频信号没有同步信号的特点,提出了一种序列检测的方法,实现了有效数据的快速检索与提取。(3)通过深入研究视频字符叠加技术及屏显技术,实现了CVBS视频以及SDI视频的OSD显示。针对专业字符显示芯片使用限制因素多、灵活性差的缺点,借助FPGA高性能、并行性特点,采用FPGA+视频开关芯片的架构,完成字符叠加模块的功能设计,实现了多路模拟视频的实时叠加。在SDI重编码同时,混入字符信息,实现SDI数字视频的OSD显示。借助FPGA内部资源的双口RAM,改进了该嵌入式系统与主系统之间通信方式。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN919.8

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本文编号：1153443