CN110971856A - 基于低速sram产生hd-sdi视频和模拟视频的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于低速SRAM产生HD‑SDI视频和模拟视频的装置及方法，红外图像数据接收单元是数据源端，FPGA是核心处理器，FPGA将红外图像数据接收单元接收到的红外图像数据缓存到异步双端口SRAM中，并按照SDI视频编码单元和模拟视频编码单元的时序要求从异步双端口SRAM中读取红外图像数据进行处理，供电单元为整个基于低速SRAM产生HD‑SDI视频和模拟视频的装置提供所需电压。本发明在不改变原有图像处理平台的基础上，产生了HD‑SDI视频和模拟视频，采用低速SRAM实现了高清高速视频，最大程度地继承成熟技术，满足了工程应用需求。

Description

基于低速SRAM产生HD-SDI视频和模拟视频的装置及方法
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，尤其是一种产生视频的装置及实现方法。
背景技术
在红外热像仪领域，红外热像仪输出的红外图像视频需要传输到后端图像处理设备进行特征信息提取。目前采用的视频传输方式中，由于SDI具有传输线缆少、易用、高清、时延小，还可以重复利用已布网的模拟视频电缆等优势，正逐渐地被广泛采用。
基于DDR(双倍速率同步动态随机存储器)的FPGA图像处理平台已经被用于实现红外热像仪HD-SDI(高清SDI)视频，但在工程应用中，一些原来采用基于低速SRAM的FPGA图像处理平台的红外热像仪，希望在不改变原有图像处理平台的基础上，实现HD-SDI视频。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于低速SRAM产生HD-SDI视频和模拟视频的装置及实现方法。本发明在原有基于低速SRAM的FPGA图像处理平台的基础上，产生HD-SDI视频和模拟视频。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于低速SRAM产生HD-SDI视频和模拟视频的装置，包含红外图像数据接收单元、FPGA、异步双端口SRAM、SDI视频编码单元、模拟视频编码单元和供电单元；
红外图像数据接收单元是数据源端，FPGA是核心处理器，FPGA将红外图像数据接收单元接收到的红外图像数据缓存到异步双端口SRAM中，并按照SDI视频编码单元和模拟视频编码单元的时序要求从异步双端口SRAM中读取红外图像数据进行处理，供电单元为整个基于低速SRAM产生HD-SDI视频和模拟视频的装置提供所需电压。
所述的红外图像数据接收单元实现光电信号转换，将目标背景的红外辐射信号转化为电信号。
所述的FPGA实现时序管理和信号处理。
所述的异步双端口SRAM作为显示存储器，存储640*512分辨率的红外图像数据。
所述的SDI视频编码单元实现HD-SDI视频编码输出。
所述的模拟视频编码单元实现模拟视频编码输出。
一种基于低速SRAM产生HD-SDI视频和模拟视频的装置的方法，产生HD-SDI视频的步骤如下：
步骤1：按照SDI视频编码芯片中HD-SDI视频格式要求，FPGA产生各控制信号；
步骤2：红外图像数据接收单元输出的红外图像数据时钟频率为clk，在HD-SDI视频数据有效信号上升沿之前的2000*clk时刻，FPGA依次读取异步双端口SRAM中前2行(640*2分辨率)红外图像数据，FPGA以4倍clk速率做两倍插值放大后，写入片上FIFO；
步骤3：在HD-SDI视频行数据有效时，FPGA按照HD-SDI视频时钟速率读取片上FIFO中1024个数据，输出到SDI视频编码单元；
步骤4：当片上FIFO中数据个数小于200时，FPGA继续以clk速率依次读取异步双端口SRAM中下一行(640分辨率)红外图像数据，FPGA以4倍clk速率做两倍插值放大后，写入片上FIFO；
步骤5：重复步骤3和4，直至将异步双端口SRAM中数据读完。
一种基于低速SRAM产生HD-SDI视频和模拟视频的装置的方法，产生模拟视频的步骤如下：
步骤1：按照模拟视频格式要求，FPGA产生各控制信号；
步骤2：在模拟视频消隐信号有效前2000*clk时刻，FPGA以clk速率读取异步双端口SRAM中第1行和第3行(640*2分辨率)红外图像数据，写入片上FIFO；
步骤3：在模拟视频行数据有效时，FPGA按照模拟视频时钟速率读取片上FIFO中640个数据，输出到模拟视频编码单元；
步骤4：当片上FIFO中数据个数小于200时，FPGA继续以clk隔行读取异步双端口SRAM中640个红外图像数据，写入片上FIFO；
步骤5：重复步骤3和4，直至读取到异步双端口SRAM中第640*512个数据；
步骤6：当片上FIFO中数据个数小于200时，FPGA继续以clk速率读取异步双端口SRAM中第2行(640分辨率)红外图像数据，写入片上FIFO；
步骤7：重复步骤3和4，直到读取到异步双端口SRAM中第640*511个数据。
本发明的有益效果是在不改变原有图像处理平台的基础上，产生了HD-SDI视频和模拟视频，采用低速SRAM实现了高清高速视频，最大程度地继承成熟技术，满足了工程应用需求。
附图说明
图1是本发明基于低速SRAM产生HD-SDI视频和模拟视频的装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，一种基于低速SRAM产生HD-SDI视频和模拟视频的装置，包含红外图像数据接收单元、FPGA、异步双端口SRAM、SDI视频编码单元、模拟视频编码单元和供电单元；
红外图像数据接收单元是数据源端，FPGA是核心处理器，FPGA将红外图像数据接收单元接收到的红外图像数据缓存到异步双端口SRAM中，并按照SDI视频编码单元和模拟视频编码单元的时序要求从异步双端口SRAM中读取红外图像数据进行处理，供电单元为整个基于低速SRAM产生HD-SDI视频和模拟视频的装置提供所需电压；
所述的红外图像数据接收单元实现光电信号转换，将目标背景的红外辐射信号转化为电信号；
所述的FPGA实现时序管理、信号处理；
所述的异步双端口SRAM作为显示存储器，存储640*512分辨率的红外图像数据；
所述的SDI视频编码单元实现HD-SDI视频编码输出；
所述的模拟视频编码单元实现模拟视频编码输出；
所述的供电单元实现图像处理平台供电；
一种基于低速SRAM产生HD-SDI视频和模拟视频的装置及方法，其特征在于，产生HD-SDI视频采用如下步骤：
步骤1：按照SDI视频编码芯片中HD-SDI视频格式要求，FPGA产生各控制信号；
步骤2：红外图像数据接收单元输出的红外图像数据时钟频率为clk，在HD-SDI视频数据有效信号上升沿之前的2000*clk时刻，FPGA依次读取异步双端口SRAM中前2行(640*2分辨率)红外图像数据，FPGA以4倍clk速率做两倍插值放大后，写入片上FIFO；
步骤3：在HD-SDI视频行数据有效时，FPGA按照HD-SDI视频时钟速率读取片上FIFO中1024个数据，输出到SDI视频编码单元；
步骤4：当片上FIFO中数据个数小于200时，FPGA继续以clk速率依次读取异步双端口SRAM中下一行(640分辨率)红外图像数据，FPGA以4倍clk速率做两倍插值放大后，写入片上FIFO；
步骤5：重复步骤3)和4)，直到将异步双端口SRAM中数据读完；
一种基于低速SRAM产生HD-SDI视频和模拟视频的装置及方法，其特征在于，产生模拟视频采用如下步骤：
步骤1：按照模拟视频格式要求，FPGA产生各控制信号；
步骤2：在模拟视频消隐信号有效前2000*clk时刻，FPGA以clk速率读取异步双端口SRAM中第1行和第3行(640*2分辨率)红外图像数据，写入片上FIFO；
步骤3：在模拟视频行数据有效时，FPGA按照模拟视频时钟速率读取片上FIFO中640个数据，输出到模拟视频编码单元；
步骤4：当片上FIFO中数据个数小于200时，FPGA继续以clk隔行读取异步双端口SRAM中640个红外图像数据，写入片上FIFO；
步骤5：重复步骤3)和4)，直到读取到异步双端口SRAM中第640*512个数据；
步骤6：当片上FIFO中数据个数小于200时，FPGA继续以clk速率读取异步双端口SRAM中第2行(640分辨率)红外图像数据，写入片上FIFO；
步骤7：重复步骤3)和4)，直到读取到异步双端口SRAM中第640*511个数据。
在本实施例中，FPGA采用EP3C120F780I7,实现数据预处理、产生1920*1080p@25制式(有效分辨率为1280*1024)的HD-SDI视频控制信号和PAL制式的模拟视频控制信号、按照时序要求以22MHz速率读取异步双端口SRAM中的红外图像数据、以88MHz速率将640*512红外图像数据插值放大为1280*1024。
异步双端口SRAM采用IDT70T633S12BCI,存储640*512分辨率的红外图像数据。
SDI视频编码单元采用SDI视频编码芯片GV7600，对FPGA输出的HD-SDI视频数据进行编码，时钟频率为148.5MHz。
模拟视频编码单元采用模拟视频编码芯片ADV7123,对FPGA输出的模拟视频数据进行编码，时钟频率为13.5MHz。

Claims (8)

1.一种基于低速SRAM产生HD-SDI视频和模拟视频的装置，其特征在于：
所述基于低速SRAM产生HD-SDI视频和模拟视频的装置，包含红外图像数据接收单元、FPGA、异步双端口SRAM、SDI视频编码单元、模拟视频编码单元和供电单元；
红外图像数据接收单元是数据源端，FPGA是核心处理器，FPGA将红外图像数据接收单元接收到的红外图像数据缓存到异步双端口SRAM中，并按照SDI视频编码单元和模拟视频编码单元的时序要求从异步双端口SRAM中读取红外图像数据进行处理，供电单元为整个基于低速SRAM产生HD-SDI视频和模拟视频的装置提供所需电压。
2.根据权利要求1所述的一种基于低速SRAM产生HD-SDI视频和模拟视频的装置，其特征在于：
所述的红外图像数据接收单元实现光电信号转换，将目标背景的红外辐射信号转化为电信号。
3.根据权利要求1所述的一种基于低速SRAM产生HD-SDI视频和模拟视频的装置，其特征在于：
所述的FPGA实现时序管理和信号处理。
4.根据权利要求1所述的一种基于低速SRAM产生HD-SDI视频和模拟视频的装置，其特征在于：
所述的异步双端口SRAM作为显示存储器，存储640*512分辨率的红外图像数据。
5.根据权利要求1所述的一种基于低速SRAM产生HD-SDI视频和模拟视频的装置，其特征在于：
所述的SDI视频编码单元实现HD-SDI视频编码输出。
6.根据权利要求1所述的一种基于低速SRAM产生HD-SDI视频和模拟视频的装置，其特征在于：
所述的模拟视频编码单元实现模拟视频编码输出。
7.一种利用权利要求1所述一种基于低速SRAM产生HD-SDI视频和模拟视频的装置的实现方法，其特征在于：
所述基于低速SRAM产生HD-SDI视频和模拟视频的装置，产生HD-SDI视频的步骤如下：
步骤1：按照SDI视频编码芯片中HD-SDI视频格式要求，FPGA产生各控制信号；
步骤2：红外图像数据接收单元输出的红外图像数据时钟频率为clk，在HD-SDI视频数据有效信号上升沿之前的2000*clk时刻，FPGA依次读取异步双端口SRAM中前2行红外图像数据，FPGA以4倍clk速率做两倍插值放大后，写入片上FIFO；
步骤3：在HD-SDI视频行数据有效时，FPGA按照HD-SDI视频时钟速率读取片上FIFO中1024个数据，输出到SDI视频编码单元；
步骤4：当片上FIFO中数据个数小于200时，FPGA继续以clk速率依次读取异步双端口SRAM中下一行红外图像数据，FPGA以4倍clk速率做两倍插值放大后，写入片上FIFO；
步骤5：重复步骤3和4，直至将异步双端口SRAM中数据读完。
8.一种利用权利要求1所述一种基于低速SRAM产生HD-SDI视频和模拟视频的装置的实现方法，其特征在于：
所述基于低速SRAM产生HD-SDI视频和模拟视频的装置，产生模拟视频的步骤如下：
步骤1：按照模拟视频格式要求，FPGA产生各控制信号；
步骤2：在模拟视频消隐信号有效前2000*clk时刻，FPGA以clk速率读取异步双端口SRAM中第1行和第3行红外图像数据，写入片上FIFO；
步骤3：在模拟视频行数据有效时，FPGA按照模拟视频时钟速率读取片上FIFO中640个数据，输出到模拟视频编码单元；
步骤4：当片上FIFO中数据个数小于200时，FPGA继续以clk隔行读取异步双端口SRAM中640个红外图像数据，写入片上FIFO；
步骤5：重复步骤3和4，直至读取到异步双端口SRAM中第640*512个数据；
步骤6：当片上FIFO中数据个数小于200时，FPGA继续以clk速率读取异步双端口SRAM中第2行红外图像数据，写入片上FIFO；
步骤7：重复步骤3和4，直到读取到异步双端口SRAM中第640*511个数据。
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