一种视频图像预处理方法和装置的制造方法_2

文档序号:9380980阅读:来源:国知局
,数据接收模块接收来自外部的视频图像数据,在FIFO缓存模块中进行缓存,利用时钟模块将视频图像数据变换到本地时钟域进行输出,并且根据解帧端参数设置模块给出的时钟调整控制字,由FIFO缓存模块中缓存的视频图像数据的数据量控制调节FIFO缓存模块输出的使能,FIFO缓存模块输出的使能信号作为帧数据提取模块和分量存储和输出模块的使能信号,FIFO缓存模块中的视频图像数据为空时,即控制FIFO缓存模块输出使能无效,使解帧端处于等待状态,当有新数据输入后,恢复输出使能有效,继续进行处理。
[0027]所述的组帧端包括分量接收处理模块、帧数据生成模块、视频流输出模块和组帧端参数设置模块;分量接收处理模块接收来自外部解压缩处理单元输入的Cb、Y、Cr分量信号,进行位宽转换,并对分量信号进行黑白电平限幅,输出给帧数据生成模块;帧数据生成模块按照标准规定的长度循环产生帧结构,在相应位置填充F、V、H信号和行消隐、场消隐信号,产生测试图像分量,根据是否存在有效分量数据,在相应位置填充有效分量数据或测试图像分量数据,然后将完整的帧数据输出给视频流输出模块;视频流输出模块将帧数据按照设定的接口输出给外部视频编码器;组帧端参数设置模块对分量接收处理模块、帧数据生成模块以及视频流输出模块进行参数设置,包括分量接收处理模块中的输入接口类型、帧数据生成模块的测试图像分量颜色以及视频流输出模块的时钟频率控制字和接口类型。
[0028]本发明与现有技术相比的有益效果是:
[0029](I)本发明不需要依赖于处理器的特定内嵌功能接口,在帧数据提取时,利用鲁棒性强的有限状态机提取视频数据中的分量信号,通过乒乓机制将整幅图像分块输出给外部单元,而不是整幅图像全部接收后再进行输出,大幅度降低了处理时延,实时性好,并且减少了对缓存存储空间的使用;
[0030](2)本发明利用异步FIFO进行缓存,将数据变换到本地时钟域进行输出,并且根据解帧端参数设置模块给出的时钟调整控制字,由FIFO中数据的数据量控制调节FIFO输出的使能,对数据速率进行一定范围内的自适应调整,范围为26.5MHZ-27.5MHz,对外部视频编码器的时钟准确度要求不高,兼容性好,可以更好的适应由于温度等环境变换引起的时钟频率漂移;
[0031](3)本发明利用缓存FIFO输出的使能作为后续各级处理环节的统一使能信号,通过检测FIFO中的数据量,检测到FIFO中的数据读空时,即控制输出使能无效,使解帧端处于等待状态,当FIFO中有新数据输入,恢复输出使能有效,继续进行处理,可以适应输入的视频信号是连续的或间断的视频流的不同情况;
[0032](4)本发明对外的数据输入和输出接口均可以根据需要对接口类型和位宽进行参数化选择,灵活可变,程序中采用模块化设计,通用性好,易于移植易于和后续图像压缩/解压缩处理单元结合进行数据传输;
[0033](5)本发明中在解帧端对帧数据提取时,对于视频定时基准码的检测采用匹配相关的方法,具有一定的容错能力,能够确保在系统中存在一定的误码时可以正常工作,且当输入码流中断再恢复时可以快速响应,不发生图像拼接错误和停滞现象;
[0034](6)本发明中的方法在代码设计环节采用参数化和模块化设计、并对本地时钟和输入输出时钟进行时序约束,可运行最高频率高,资源占用规模适中,具有模块化、通用性好的特点,稳定可靠,易于移植。
【附图说明】
[0035]图1是本发明功能框图;
[0036]图2是BT.656视频信号格式;
[0037]图3是本发明数据帧提取数据的状态转移图;
[0038]图4是本发明定时基准信号内的比特分配列表。
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图和应用实例对本发明的技术方案进行详细描述。本发明在XilinxVirtex-4以上的FPGA芯片中进行实现,使用新的FPGA系列芯片时,将IP Core重新例化一次以适应新的芯片内部构造和工艺。
[0040]本发明如附图1所示,分为解帧端和组帧端:
[0041]解帧端包括数据接收模块、帧数据提取模块、分量存储和输出模块以及解帧端参数设置模块,其中数据接收模块接收来自外部视频解码器的标清视频数据流,转换到本地时钟域后,输出给帧数据提取模块;帧数据提取模块主要检测视频数据中的定时基准码,进行帧内行、场计数,提取出相应的F、V、H信号,最后提取出Cb、Y、Cr分量信号,输出给分量提取和输出模块;分量提取和输出模块将分量信号分别写入三组乒乓结构的DPRAM,并根据分量信号产生DPRAM的读写地址和对外中断信号,按块输出分量数据给外部视频压缩处理单元;解帧端参数设置模块对数据接收模块、帧数据提取模块以及分量存储和输出模块进行参数设置,包括数据接收模块中输入视频流的时钟调整控制字、数据提取模块中的定时基准码检测的容忍误差比特以及分量存储和输出模块的分量块行数和接口类型等。
[0042]组帧端包括分量接收处理模块、帧数据生成模块、视频流输出模块和组帧端参数设置模块;分量接收处理模块接收来自外部解压缩处理单元输入的Cb、Y、Cr分量信号,进行位宽转换,并对分量信号进行黑白电平限幅,输出给帧数据生成模块;帧数据生成模块按照标准规定的长度循环产生帧结构,在相应位置填充F、V、H等信号和行消隐、场消隐信号,产生测试图像分量,根据是否存在有效分量数据,在相应位置填充有效分量数据或测试图像分量数据,然后将完整的帧数据输出给视频流输出模块;视频流输出模块将帧数据按照设定的接口输出给外部视频编码器;组帧端参数设置模块对分量接收处理模块、帧数据生成模块以及视频流输出模块进行参数设置,包括分量接收处理模块中的输入接口类型、帧数据生成模块的测试图像分量颜色以及视频流输出模块的时钟频率控制字和接口类型等。
[0043]本发明方法包括下列步骤:
[0044]1、解帧端
[0045](I)在数据接收模块,接收来自外部视频解码器的符合BT/656格式的视频图像数据,利用异步FIFO进行缓存,将数据变换到本地时钟域进行输出,并且根据解帧端参数设置模块给出的时钟调整控制字,由FIFO中数据的数据量控制调节FIFO输出的使能,以对输入数据的速率进行自适应,其范围最大可以为26.5MHz?27.5MHz ;FIF0输出的使能信号作为后续各级处理环节的统一使能信号;检测FIFO中的数据读空时,即控制输出使能无效,使解帧端处于等待状态,当有新数据输入后,恢复输出使能有效,继续进行处理,因此输入的视频信号可以是连续或间断的视频流;
[0046]利用缓存FIFO输出的使能作为后续各级处理环节的统一使能信号,通过检测FIFO中的数据量,检测到FIFO中的数据读空时,即控制输出使能无效,使解帧端处于等待状态,当FIFO中有新数据输入且达到FIFO深度的1/2后,恢复输出使能有效,继续进行处理,因此可以适应输入的视频信号是连续的或间断的视频流的不同情况。
[0047](2)在帧数据提取模块,对变换到本地时钟域的数据,进行帧数据提取,采用有限状态机FSM进行控制
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