一种基于pal-d制的红外图像视频输出方法
【专利摘要】本发明属于图像处理技术领域，具体涉及一种基于PAL?D制的红外图像视频输出方法。包括以下步骤：(1)信号发送；(2)图像增强处理；(3)数字视频转换预处理；(4)DA转换；(5)缓冲，通过缓冲与驱动模块，将步骤(4)中输出的模拟信号进行缓冲，增强信号驱动能力，转换为PAL?D制模拟视频的标准电平并输出。本发明技术方案根据PAL?D制模拟视频的格式，基于FPGA与DA模块来实现红外图像的PAL?D制视频输出，实现了标准化、集成化的标准模拟视频输出。
【专利说明】
一种基于PAL-D制的红外图像视频输出方法
技术领域
[0001]本发明属于图像处理技术领域，具体涉及一种基于PAL-D制的红外图像视频输出方法。
【背景技术】
[0002]标准的PAL-D视频应用于很多图像输出设备，在通信、雷达、导航、遥控遥测、仪器仪表等许多领域中得到了广泛的应用。随着电子技术的不断发展，基于FPGA来实现数字视频流转为标准的PAL-D制模拟视频。对红外图像PAL-D制模拟视频输出的研究工作，有助于对图像处理算法和模拟视频输出有指导意义。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种红外图像的PAL-D制模拟视频输出，进而进行模拟视频的输出转换。
[0004]为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是:
[0005]—种基于PAL-D制的红外图像视频输出方法，包括以下步骤:
[0006](I)信号发送
[0007]红外成像装置发送数字视频信号；
[0008](2)图像增强处理
[0009]对数字视频信号使用灰度映射和平台直方图算法，对数字视频信号中图像的灰度直方图进行拉伸和均衡，使图像数据中细节增强、噪声和背景削弱；
[0010](3)数字视频转换预处理
[0011](3.1)生成复合同步信号
[0012]生成满足PAL制视频标准的同步信号，包括行同步信号和场同步信号，并将场同步信号和行同步信号一起合成复合同步信号；
[0013](3.2)生成复合消隐信号
[0014]生成满足PAL制视频标准的消隐信号，包括行消隐信号和场消隐信号，并将场消隐信号和行消隐信号一起合成复合消隐信号；
[0015](3.3)按照PAL-D时序规范，对步骤(3.1)和步骤(3.2)中得到的进行复合同步信号和复合消隐信号进行复合叠加；
[0016](3.4)将步骤(2)中得到的增强处理后的数字视频信号和步骤(3.3)中得到的复合叠加信号进行复合，生成符合PAL-D标准的复合视频信号；
[0017](4)DA 转换
[0018]将步骤(3)中的复合视频信号输出到DA转换模块进行数字信号到模拟信号的转换；
[0019]⑶缓冲
[0020]通过缓冲与驱动模块，将步骤(4)中输出的模拟信号进行缓冲，增强信号驱动能力，转换为PAL-D制模拟视频的标准电平并输出到外部显示装置。
[0021]进一步的，如上所述的一种基于PAL-D制的红外图像视频输出方法，步骤(2)和步骤(3)是在FPGA内部通过Verilog HDL硬件描述语言实现的。
[0022]进一步的，如上所述的一种基于PAL-D制的红外图像视频输出方法，步骤(3.1)中，行同步信号是一个周期Th = 64us的方波信号，脉冲宽度为4.7US±0.2US;场同步信号是一个周期TV = 20ms，脉冲宽度160us的方波信号。
[0023]进一步的，如上所述的一种基于PAL-D制的红外图像视频输出方法，步骤(4)中，DA转换模块使用分辨率为14bit，转换速率为400M的高速高精度DA转换器。
[0024]进一步的，如上所述的一种基于PAL-D制的红外图像视频输出方法，通过高精度外部有源晶振为步骤(3)数字视频转换预处理提供时钟信号，满足PAL-D制电视信号的精度达到±0.1us。
[0025]进一步的，如上所述的一种基于PAL-D制的红外图像视频输出方法，针对完成图像增强处理后的数字视频信号，根据PAL-D制视频格式要求，依次存储于FPGA中的数据寄存器内，保证数据的实时与准确性。
[0026]与传统方式比较，本发明技术方案的有益效果如下:上述技术方案基于FPGA设计实现一种PAL-D制红外图像输出方法的研究，对数字视频进行直方图处理，然后转换为标准的PAL-D制模拟视频，显示在监视器上，该设计将视频转换功能集成在FPGA内完成，具有模块化、功能化等特点。
【具体实施方式】
[0027]下面结合具体实施例对本发明技术方案进行详细说明。
[0028]—种基于PAL-D制的红外图像视频输出方法，包括以下步骤:
[0029](I)信号发送
[0030]红外成像装置发送数字视频信号；
[0031](2)图像增强处理
[0032]对数字视频信号使用灰度映射和平台直方图算法，对数字视频信号中图像的灰度直方图进行拉伸和均衡，使图像数据中细节增强、噪声和背景削弱;改善红外图像固有的背景强细节弱、目标易淹没于背景的特点。
[0033](3)数字视频转换预处理
[0034](3.1)生成复合同步信号
[0035]生成满足PAL制视频标准的同步信号，包括行同步信号和场同步信号，并将场同步信号和行同步信号一起合成复合同步信号；在本实施例中，行同步信号是一个周期Th =64us的方波信号，脉冲宽度为4.7us ±0.2us;场同步信号是一个周期TV = 20ms，脉冲宽度160us的方波信号。
[0036](3.2)生成复合消隐信号
[0037]生成满足PAL制视频标准的消隐信号，包括行消隐信号和场消隐信号，并将场消隐信号和行消隐信号一起合成复合消隐信号；
[0038](3.3)按照PAL-D时序规范，对步骤(3.1)和步骤(3.2)中得到的进行复合同步信号和复合消隐信号进行复合叠加；
[0039](3.4)将步骤(2)中得到的增强处理后的数字视频信号和步骤(3.3)中得到的复合叠加信号进行复合，生成符合PAL-D标准的复合视频信号；
[0040]步骤(2)和步骤(3)在FPGA内部通过Verilog HDL硬件描述语言实现。
[0041](4)DA 转换
[0042]将步骤(3)中的复合视频信号输出到DA转换模块进行数字信号到模拟信号的转换；由于DAC的非线性，包括积分、差分非线性以及DAC的非理想动态特性，故选用高速高精度的DAC转换器，在本实施例中，DA转换模块使用分辨率为14bit，转换速率为400M的高速高精度DA转换器。
[0043](5)缓冲
[0044]通过缓冲与驱动模块，将步骤(4)中输出的模拟信号进行缓冲，增强信号驱动能力，转换为PAL-D制模拟视频的标准电平并输出到外部显示装置。
[0045]红外成像装置中，需要将数字视频转为标准的PAL-D制模拟视频进行显示，经缓冲驱动后与标准监视器连接，输出阻抗为75欧姆。本发明技术方案根据PAL-D制模拟视频的格式，基于FPGA与DA模块来实现红外图像的PAL-D制视频输出，实现了标准化、集成化的标准模拟视频输出。
【主权项】
1.一种基于PAL-D制的红外图像视频输出方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)信号发送 红外成像装置发送数字视频信号； (2)图像增强处理 对数字视频信号使用灰度映射和平台直方图算法，对数字视频信号中图像的灰度直方图进行拉伸和均衡，使图像数据中细节增强、噪声和背景削弱； (3)数字视频转换预处理 (3.1)生成复合同步信号 生成满足PAL制视频标准的同步信号，包括行同步信号和场同步信号，并将场同步信号和行同步信号一起合成复合同步信号； (3.2)生成复合消隐信号 生成满足PAL制视频标准的消隐信号，包括行消隐信号和场消隐信号，并将场消隐信号和行消隐信号一起合成复合消隐信号； (3.3)按照PAL-D时序规范，对步骤(3.1)和步骤(3.2)中得到的进行复合同步信号和复合消隐信号进行复合叠加； (3.4)将步骤(2)中得到的增强处理后的数字视频信号和步骤(3.3)中得到的复合叠加信号进行复合，生成符合PAL-D标准的复合视频信号； (4)DA转换 将步骤(3)中的复合视频信号输出到DA转换模块进行数字信号到模拟信号的转换； (5)缓冲 通过缓冲与驱动模块，将步骤(4)中输出的模拟信号进行缓冲，增强信号驱动能力，转换为PAL-D制模拟视频的标准电平并输出到外部显示装置。2.如权利要求1所述的一种基于PAL-D制的红外图像视频输出方法，其特征在于:步骤(2)和步骤(3)是在FPGA内部通过Verilog HDL硬件描述语言实现的。3.如权利要求2所述的一种基于PAL-D制的红外图像视频输出方法，其特征在于:步骤(3.1)中，行同步信号是一个周期!11 = 64118的方波信号，脉冲宽度为4.7118±0.2118;场同步信号是一个周期TV = 20ms，脉冲宽度160us的方波信号。4.如权利要求1所述的一种基于PAL-D制的红外图像视频输出方法，其特征在于:步骤(4)中，DA转换模块使用分辨率为14bit，转换速率为400M的高速高精度DA转换器。5.如权利要求2所述的一种基于PAL-D制的红外图像视频输出方法，其特征在于:通过高精度外部有源晶振为步骤(3)数字视频转换预处理提供时钟信号，满足PAL-D制电视信号的精度达到± 0.1 us。6.如权利要求5所述的一种基于PAL-D制的红外图像视频输出方法，其特征在于:针对完成图像增强处理后的数字视频信号，根据PAL-D制视频格式要求，依次存储于FPGA中的数据寄存器内，保证数据的实时与准确性。
【文档编号】H04N5/06GK105847748SQ201610217553
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年4月8日
【发明人】何锁纯, 傅强, 刘晗, 董斐, 常虹
【申请人】北京航天计量测试技术研究所, 中国运载火箭技术研究院