专利名称：一种实现非压缩数字视频信号的字符叠加装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电视技术领域，特别涉及一种实现非压缩数字视频信号 的字符叠加装置。
背景技术：
在电视技术领域内，电视显示的通常是预先录制的电视节目或者实况录 像，如果在电视节目或者实况录像显示的过程中需要显示一些提示信息如时 间、温度或路况信息等，早先采用的方法是将当前的视频画面切换到显示该 提示信息的画面，自然降低了用户的体验性。
随着视频技术的不断发展，视频字符叠加技术由于不需要切换视频画面 等优点得到了人们的重视。
其中，视频字符叠加技术是实现在原有视频信号上叠加字符的技术，采 用该技术，无需切换视频画面，就可同时显示视频信号和需要显示的字符。
现有技术中，在视频信号中叠加字符的方法，主要是针对模拟视频信号
上叠加字符，具体可包括预先设置一个用于存储字符的字符库，当用户输 入需要显示的字符信息时，其中，该字符信息包括需要显示的字符和该字符 所在的显示位置信息，则根据该字符信息从字符库中提取出需要显示的字 符，如此，再根据该字符所在的显示位置信息将该提取出的字符叠加在视频 信号中的相应位置处，即可在显示屏幕上同时显示该字符与视频信号。
但是，字符库的存储空间以及存储的字符都是有限的，这样，采用现有4支术 这种方法，就会存在一个问题，比如，预先设置的字符库中不存在用户输入的 需要显示的字符，这样，为了显示该字符，就需要对预先设置好的字符库进行 升级，这提高了字符叠加的复杂性，大大降低了用户的体验性。
实用新型内容
本实用新型提供了 一种实现非压缩数字视频信号的字符叠加装置，以便 避免对存储字符的字符库进行升级的复杂操作。
本实用新型提供的一种视频字符叠加装置，包括接收单元、信号提取单
元、緩存单元和字符叠加单元；其中，
所述接收单元分别连接信号提取单元、字符叠加单元和緩存单元，接收非 压缩数字视频信号和字符信息，所述字符信息包括需要显示的字符，分别通过 与信号提取单元的连接和与字符叠加单元的连接将所述非压缩数字视频信号发 送给信号提取单元和字符叠加单元，通过与缓存单元的连接将所述字符信息发
送给緩存单元；
所述信号提取单元还与字符叠加单元连接，接收所述非压缩数字视频信号， 并提取所述非压缩数字视频信号中的行、场同步信号，将包括行、场同步信号 的行、场同步信号信息发送给字符叠加单元；
所述字符叠加单元还与所述緩存单元连接，接收所述非压缩数字视频信号 和所述行、场同步信号信息，和通过与所述緩存单元的连接读取所述緩存单元 存储的字符信息，根据所述行、场同步信号信息，将字符信息中需要显示的字 符叠加在所述非压缩数字视频信号上，并输出叠加后的数字视频信号。
由上述的技术方案可见，本实用新型提供的这种视频字符叠加装置，具 体可为现场可编程门阵列(FPGA)器件，该装置中，信号提取单元通过与 接收单元的连接接收非压缩数字视频信号，提取该非压缩数字视频信号的 行、场同步信号，字符叠加单元根据信号提取单元提取出的行、场同步信号 就可以确定对应该非压缩数字视频信号中的起始位置信息，之后可将需要显 示的字符叠加在该数字视频信号上对应的显示位置处。由于字符叠加单元叠 加的字符是接收单元直接接收的来自用户输入的字符，因此，无需现有技术 中预先设置用于存储字符的字符库，以及对预先设置好的字符库进行升级的 操作，大大简化了字符叠加的操作，进而也提高了用户的体验性。
图1为本实用新型提供的一种实现非压缩数字视频信号的字符叠加装 置结构图2为本实用新型中行、场同步信号示意图。
具体实施方式
本实用新型提供的一种实现非压缩数字视频信号的字符叠加装置，其 中，该视频字符叠加装置具体应用可为在非压缩数字视频信号上进行字符叠
加的装置，具体应用时，该装置可为现场可编程门阵列(FPGA)器件。该 装置具体实现时，无需现有技术中预先设置用于存储字符的字符库，而是直 接显示用户输入的字符，这样，就避免了现有技术中对预先设置好的字符库 进行升级的操作，大大简化了字符叠加的操作，提高了用户的体验性。
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图 并举实施例，下面对本实用新型提供的实现非压缩数字视频信号的字符叠加 装置进行描述。
参见图1，图1为本实用新型提供的实现非压缩数字视频信号的字符叠 加装置结构图。本实施例中，该装置可设置在视频信号采集端，也可设置在 视频信号的显示端，优选地，该装置可为FPGA,如图1所示，该装置可包 括接收单元101、信号提取单元102、緩存单元103和字符叠加单元104。
其中，接收单元101分别连接信号提取单元102、字符叠加单元104和 緩存单元103，接收非压缩数字视频信号和字符信息，分别通过与信号提取 单元102的连接和与字符叠加单元104的连接将所述非压缩数字视频信号发 送给信号提取单元102和字符叠加单元104，通过与緩存单元103的连接将 所述字符信息发送给緩存单元103。
这里，接收单元101接收的非压缩数字视频信号可为逐行倒相(PAL) 制式的电视信号。其中，上述字符信息可以包括需要显示的字符，其中该字 符的个数可以为l个也可以为多个。信号提取单元102还与字符叠加单元104连接，接收所述非压缩数字视频 信号，并提取所述非压缩数字视频信号的行、场同步信号，将该行、场同步信 号包括在行、场同步信号信息中发送给字符叠加单元104。
字符叠加单元104还与緩存单元103连接，接收上述非压缩数字视频信号 和所述行、场同步信号信息，和通过与緩存单元103的连接读取緩存单元103 存储的字符信息，根据所述行、场同步信号信息，将字符信息中需要显示的字 符叠加在所述非压缩数字视频信号上，并输出叠加后的数字视频信号。
具体地，字符叠加单元104将该叠加后的数字视频信号输出给显示屏幕， 如此，显示屏幕上即可显示出叠加后的数字视频信号。
优选地，本实施例中在信号提取单元102提取非压缩数字视频信号的行、 场同步信号之前，还需要确定该非压缩数字视频信号是否为同步脉沖信号，只 有在确定出同步脉冲信号后，才可由信号提取单元102执行提取该数字视频信 号的行、场同步信号的操作。为保证接收单元101输出的非压缩数字视频信号 为同步脉沖信号，则如图1中的虛线所示，该装置进一步可包括信号确定单 元105。
其中，当该装置设置在视频信号采集端时，接收单元101接收的非压缩数 字视频信号可能为非同步脉沖信号，因此，还需要确定接收单元101接收的非
压缩数字视频信号是否为同步脉冲信号。
如图1所示，信号确定单元105连接在接收单元101、字符叠加单元104 和信号提取单元102之间，获取接收单元101发送的非压缩数字视频信号，并 按照预设定的采样周期对该非压缩数字视频信号进行采样，若连续m次采样得 到的电平值均小于等于预设电平值，则确定所述非压缩数字^L频信号为同步脉 冲信号，将该同步脉冲信号转发给信号提取单元102,否则，确定该非压缩数 字视频信号为视频图像信号，将该视频图像信号发送给字符叠加单元104。
这里，预设定的采样周期可以有多种形式，如可以为64纳秒(ns)。此外， 上述m为大于1的正整数，考虑到节省信号确定单元105的资源信息， 一般将 m取值为6。如果所述非压缩数字视频信号的电平值范围可为0至255个单位电压，则所述预设电平值为36个单位电压，其中，该单位电压可以有多种形式， 如可以为数字视频信号电平最大值的1/256。
如此，信号确定单元105执行的操作具体为信号确定单元105连接在接 收单元101、字符叠加单元104和信号提取单元102之间，获取接收单元101 发送的非压缩数字视频信号，并每隔64纳秒对该非压缩数字视频信号进行采 样，若连续6次釆样得到的电平值均小于等于36，则确定该非压缩数字视频信 号为同步脉冲信号，将该同步脉冲信号转发给信号提取单元102，否则，确定 该非压缩数字视频信号为视频图像信号，将该视频图像信号发送给字符叠加单 元104。
优选地，信号提取单元102通过与信号确定单元105的连接接收所述同步 脉沖信号，将所述同步脉冲信号中脉冲信号间隔大于等于预设时间的所有脉沖 信号确定为行同步信号，将所述同步脉冲信号中脉冲信号间隔小于预设时间的 所有脉冲信号确定为场同步信号，将提取的行、场同步信号包括在行、场同步
信号信息中发送给所述字符叠加单元104,如此，信号提取单元102实现了提 取的行、场同步信号的操作。
其中，若所述非压缩数字视频信号为PAL制式的电视信号，则该预设时间 可为60微秒(us)。如此，信号提取单元102将所述同步脉沖信号中脉沖信号 间隔大于等于60us的所有脉冲信号确定为行同步信号，将所述同步脉冲信号中 脉冲信号时间间隔小于60us的所有脉沖信号确定为场同步信号，其中，确定的 行同步信号和场同步信号可参见图2。此外，本实施例中，所述脉沖信号间隔 为从一个脉沖信号的下降沿到下一个脉沖信号的下降沿，或者为从一个脉冲信 号的上升沿到下一个脉冲的上升沿。在图2中，所述脉沖信号间隔为从一个脉 冲信号的下降沿到下一个脉沖信号的下降沿。则如图2所示，将所述同步脉沖 信号中脉沖信号间隔大于60us (脉沖信号间隔等于63.5us)的所有脉沖信号确 定为行同步信号，将所述同步脉冲信号中相邻脉沖时间间隔小于60us (相邻脉 冲时间间隔等于31.8us )的所有脉沖信号确定为场同步信号。
如此，为便于字符叠加单元104根据所述行、场同步信号信息，确定所述需要显示的字符的位置信息对应所述视频信号中的位置信息，以便在所述确定 的位置信息上叠加需要显示的字符，如图1中的虚线所示，该视频字符叠加装
置进一步可包括初始位置确定单元106。
其中，初始位置确定单元106连接在信号提取单元105和字符叠加单元104 之间，用于接收所述行、场同步信号信息，4艮据所述行、场同步信号信息中包 括的信号提取单元102提取出的行、场同步信号确定当前的初始位置，将确定 的初始位置发送给字符叠加单元104。具体地，该确定的初始位置可为坐标轴 的起始位置(原点)。
优选地，本实施例中，上述字符信息还可包括需要显示的字符的位置信 息和该位置信息对应的字符长度。这里，上述字符信息之所以还包括需要显示 的字符的位置信息是避免在整个视频图像信号中连续叠加字符而导致系统资源 的浪费，也可进一步提高叠加字符位置的灵活性；而上述字符信息之所以还包 括该位置信息对应的字符长度是为了确定字符在緩存单元103中的放置形式， 并可保证只在视频图像信号对应上述位置处连续叠加该字符长度对应的字符，
而其他位置处正常显示该视频图像信号。
这样，字符叠加单元104只有在视频图像信号的基础上才可实现字符的叠 加，因此，优选地，字符叠加单元104接收^f见频图^f象信号，和通过与初始位置 确定单元106的连接接收所述确定的初始位置，根据该确定的初始位置确定所 述需要显示的字符的位置信息确定对应在所述视频图像信号中的位置信息，在 所述确定的位置信息上根据所述字符长度叠加所述需要显示的字符。
这里，比如需要显示的字符的位置信息为横坐标为3，纵坐标为4，则字 符叠加单元104根据所述^是取的行同步信号信息和场同步信号信息确定坐标轴 的起始位置(原点)，如此，在确定该起始位置后，字符叠加单元104就很容易 得到在所述视频图像信号中对应的位置信息，之后，就可在得到的所述视频图 像信号中对应的位置信息上叠加需要显示的字符。
至此，实现非压缩数字视频信号的字符叠加装置实现了字符叠加的操作。
需要说明的是，该实现非压缩数字视频信号的字符叠加装置内部各个单元可以是物理功能单元，也可以是软件功能单元，并且各个单元还可进行细分或 进行合并，具体实现时，本领域普通技术人员可根据实际情况进行处理，此处 不再——列举。
还需要说明的是，本实用新型实施例中提供的实现非压缩数字视频信号的
字符叠加装置具体可为利用FPGA芯片来实现的硬件实体装置，该实体装置最 终表现的是由FPGA实现的逻辑功能，具体应用时，可利用硬件描述语言对 FPGA芯片按本实用新型技术方案的单元的逻辑结构及其逻辑关系进行硬件逻 辑描述，如此，通过FPGA工具软件综合、布局布线，将FPGA内部逻辑资源 (查找表、RAM块、D触发器、与非门等门电路)关联起来，来实现所期望的 功能。
可见，本实施例所提供的实现非压缩数字视频信号的字符叠加装置，无需 现有技术中预先设置用于存储字符的字符库，而是直接显示接收单元接收的字 符，这样，就省略了现有技术中对预先设置好的字符库进行升级的操作，大大 简化了字符叠加的操作，提高了该实现非压缩数字视频信号的字符叠加装置的 集成度，进而也提高了用户的体验性。
所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用于 限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何 修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1、一种实现非压缩数字视频信号的字符叠加装置，其特征在于，该装置包括接收单元、信号提取单元、缓存单元和字符叠加单元；其中，所述接收单元分别连接信号提取单元、字符叠加单元和缓存单元，接收非压缩数字视频信号和字符信息，所述字符信息包括需要显示的字符，分别通过与信号提取单元的连接和与字符叠加单元的连接将所述非压缩数字视频信号发送给信号提取单元和字符叠加单元，通过与缓存单元的连接将所述字符信息发送给缓存单元；所述信号提取单元还与字符叠加单元连接，接收所述非压缩数字视频信号，并提取所述非压缩数字视频信号中的行、场同步信号，将包括行、场同步信号的行、场同步信号信息发送给字符叠加单元；所述字符叠加单元还与所述缓存单元连接，接收所述非压缩数字视频信号和所述行、场同步信号信息，和通过与所述缓存单元的连接读取所述缓存单元存储的字符信息，根据所述行、场同步信号信息，将字符信息中需要显示的字符叠加在所述非压缩数字视频信号上，并输出叠加后的数字视频信号。
2、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括信号确 定单元，其中，所述信号确定单元连接在所述接收单元、所述字符叠加单元和所述信号提 取单元之间，获取所述接收单元发送的非压缩数字视频信号，并按照预设定的 采样周期对该数字视频信号进行采样，若连续m次采样得到的电平值均小于等 于预设电平值，其中，m为大于l的正整数，则确定所述数字视频信号为同步 脉沖信号，将该同步脉冲信号转发给所述信号提取单元，否则，确定该数字视 频信号为视频图像信号，将该视频图像信号发送给字符叠加单元。
3、 根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述信号提取单元通过与所 述信号确定单元的连接接收所述同步脉沖信号，将所述同步脉冲信号中脉沖信 号间隔大于等于预设时间的所有脉沖信号确定为行同步信号，将所述同步脉沖信号中脉冲信号间隔小于预设时间的所有脉沖信号确定为场同步信号，将提取 的行、场同步信号包括在行、场同步信号信息中发送给所述字符叠加单元。
4、 根据权利要求3所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括初始位 置确定单元，其中，所述初始位置确定单元连接在所述信号提取单元和所述字符叠加单元之 间，接收所述行、场同步信号信息，根据所述行、场同步信号信息包括的提取 出的行、场同步信号确定当前的初始位置，将确定的初始位置发送给所述字符 叠加单元。
5、 根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述字符信息还包括需要 显示的字符的位置信息和该位置信息对应的字符长度；所述字符叠加单元接收视频图像信号，和通过与所述初始位置确定单元的 连接接收所述确定的初始位置，根据所述确定的初始位置和所述需要显示的字 符的位置信息确定在所述视频图像信号中对应的位置信息，在所述确定的位置 信息上根据所述字符长度叠加所述需要显示的字符。
6、 根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述预设定的采样周期为 64纳秒，所述m为6，如果所述非压缩数字^L频信号的电平范围为0至255个 单位电压，则所述预设电平值为36个单位电压。
7、 根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述预设时间为60微秒， 所述脉冲信号间隔为从一个脉冲信号的下降沿到下一个脉沖信号的下降沿，或 者为从一个脉冲信号的上升沿到下 一个脉冲信号的上升沿。
8、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置为现场可编程门阵 列FPGA器件。
9、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述非压缩数字视频信号为 逐行倒相PAL制式的电-见信号。
专利摘要本实用新型公开了一种实现非压缩数字视频信号的字符叠加装置，该装置的具体应用为FPGA，包括接收单元、信号提取单元、缓存单元和字符叠加单元；接收单元分别将非压缩数字视频信号发送给信号提取单元和字符叠加单元，将字符信息发送给缓存单元；信号提取单元接收视频信号，提取该非压缩数字视频信号的行、场同步信号，将该行、场同步信号发送给字符叠加单元；字符叠加单元还与缓存单元连接，接收非压缩数字视频信号和行、场同步信号，和读取缓存单元存储的字符信息，根据该行、场同步信号将字符信息中需要显示的字符叠加在该非压缩数字视频信号上，输出叠加后的视频信号。采用本实用新型，可避免对存储字符的字符库进行升级的复杂操作。
文档编号H04N5/445GK201282519SQ200820123178
公开日2009年7月29日 申请日期2008年10月24日 优先权日2008年10月24日
发明者刘志伟, 姚志宏, 健 申 申请人:北京蛙视通信技术有限责任公司