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        機載三線制XGA視頻抽引記錄方法研究

        2014-11-26 20:42:21柳琦韓濤
        新媒體研究 2014年16期
        關(guān)鍵詞:編碼標準視頻信號電源模塊

        柳琦 韓濤

        摘 要 針對某型機載視頻抽引記錄需求以及三線制XGA視頻信號的特點,分析視頻信號轉(zhuǎn)換方法,研究了視頻采集壓縮編碼記錄方案,實現(xiàn)機載三線制XGA視頻的抽引記錄,并對應(yīng)用效果作出評價。

        關(guān)鍵詞 三線制XGA;視頻采集壓縮編碼記錄;H.264

        中圖分類號:V271.4 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)16-0037-01

        隨著視頻顯示技術(shù)的發(fā)展,機載視頻具有高分辨率、大容量、多路抽引的新特點[1],三線制XGA高清視頻是某型機機載視頻的信號格式,現(xiàn)有的機載視頻抽引記錄系統(tǒng)已難以滿足這種視頻信號的抽引記錄,本文根據(jù)試飛測試需求,研究了這種類型視頻信號的抽引記錄方法。

        圖中視頻信號轉(zhuǎn)換模塊從三線制XGA視頻信號解調(diào)出行、場同步信號,并把差分信號轉(zhuǎn)換為單端信號輸出至視頻信號采集壓縮編碼模塊,信號經(jīng)采集壓縮編碼后輸出至記錄模塊。

        2.1 信號轉(zhuǎn)換模塊

        信號轉(zhuǎn)換模塊用±5 V供電時,MID_Supply=0 V;行、場同步輸入為高電平時,VS、HS為1,行、場同步輸入為低電平時,VS、HS等于-1;K為SYNC LEVEL管腳輸入的參考電壓,系統(tǒng)采用0.5 V。

        2.2 采集壓縮編碼模塊

        視頻信號采集壓縮模塊組成部分包括電源模塊、采集模塊(輸入電路、A/D轉(zhuǎn)換器)、壓縮編碼模塊(緩沖器、壓縮模塊、接口模塊)、控制電路等組成[2],電源模塊給系統(tǒng)各模塊提供所需額定電壓,采集壓縮編碼模塊系統(tǒng)總體構(gòu)成框圖如圖2所示。

        電源模塊需將機載28VDC轉(zhuǎn)換成各模塊額定電壓。電源模塊提供±5 V及3.3 V等主要電壓,各子模塊電需要的1.4 V、1.8 V等特殊小功耗電壓由各模塊自行轉(zhuǎn)換。電源應(yīng)承受機載供電的尖峰和浪涌,保持電壓穩(wěn)定不受干擾,同時滿足30ms瞬間掉電保持及上下5 V的拉偏功能。

        視頻采集選用AD8145芯片。采用DSP+FPGA的硬件壓縮方法實現(xiàn)壓縮編碼過程,可以達到壓縮速率高、占用系統(tǒng)資源少、實時性好的應(yīng)用目的[4]。

        系統(tǒng)使用H.264壓縮算法。H.264是由JVT提出的數(shù)字視頻編碼標準?;贛PEG-4技術(shù)的基礎(chǔ)之上建立起來的[5]。H.264特點為:視頻幀的編碼處理的過程可以達到塊的級別;采用空間冗余的方法,對視頻幀的一些原始塊進行空間預(yù)測、轉(zhuǎn)換、優(yōu)化和熵編碼;采用運動預(yù)測和運動補償來完成;采用剩余空間冗余技術(shù),對視頻幀里的殘留塊進行編碼[6];H.264標準中有統(tǒng)一的VLC符號編碼,高精度、多模式的位移估計,基于4×4塊的整數(shù)變換、分層的編碼語法等,加強了對各種信道的適應(yīng)能力,有利于對誤碼和丟包的處理,適應(yīng)高清晰度應(yīng)用;H.264算法在同等圖象質(zhì)量下的壓縮效率比以前的標準提高了2倍以上。

        2.3 記錄模塊

        針對以上數(shù)據(jù)采集壓縮編碼系統(tǒng),記錄模塊接收的原始視頻數(shù)據(jù)量傳輸大約為120 M/S,數(shù)據(jù)壓縮比為100:1,如果同時輸入2路XGA信號,記錄模塊需要滿足數(shù)據(jù)量存儲能力為2.4 M/S。本記錄模塊記錄文件格式為H.264,存儲盤為:IDE通用接口,100GB電子盤。

        3.2 應(yīng)用效果

        本系統(tǒng)已成功應(yīng)用于某型號任務(wù),記錄畫面的清晰穩(wěn)定,能滿足任務(wù)需求,為該型號的性能測試和數(shù)據(jù)分析提供了直觀可靠的視頻依據(jù)。

        參考文獻

        [1]張廣通.機載數(shù)字視頻記錄儀的設(shè)計與實現(xiàn)[D].上海:上海交通大學,2007.

        [2]黃戰(zhàn)華,劉世旺.嵌入式高分辨率VGA顯示系統(tǒng)的研究和實現(xiàn)[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2007,23(27).

        [3]李廣軍,王厚軍.實用接口技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社,1997.

        [4]趙保軍,史彩成.基于FPGA和DSP實現(xiàn)的實時圖像壓縮[J].電子學報,2003,9(9).

        [5]黎洪松,數(shù)字圖像壓縮編碼技術(shù)及其C語言程序范例[M].北京:學苑出版社,1994:49-65.

        [6]畢厚杰.新一代視頻壓縮編碼標準-H.264.AVC[M].北京:人民郵電出版社,2005.endprint

        摘 要 針對某型機載視頻抽引記錄需求以及三線制XGA視頻信號的特點,分析視頻信號轉(zhuǎn)換方法,研究了視頻采集壓縮編碼記錄方案,實現(xiàn)機載三線制XGA視頻的抽引記錄,并對應(yīng)用效果作出評價。

        關(guān)鍵詞 三線制XGA;視頻采集壓縮編碼記錄;H.264

        中圖分類號:V271.4 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)16-0037-01

        隨著視頻顯示技術(shù)的發(fā)展,機載視頻具有高分辨率、大容量、多路抽引的新特點[1],三線制XGA高清視頻是某型機機載視頻的信號格式,現(xiàn)有的機載視頻抽引記錄系統(tǒng)已難以滿足這種視頻信號的抽引記錄,本文根據(jù)試飛測試需求,研究了這種類型視頻信號的抽引記錄方法。

        圖中視頻信號轉(zhuǎn)換模塊從三線制XGA視頻信號解調(diào)出行、場同步信號,并把差分信號轉(zhuǎn)換為單端信號輸出至視頻信號采集壓縮編碼模塊,信號經(jīng)采集壓縮編碼后輸出至記錄模塊。

        2.1 信號轉(zhuǎn)換模塊

        信號轉(zhuǎn)換模塊用±5 V供電時,MID_Supply=0 V;行、場同步輸入為高電平時,VS、HS為1,行、場同步輸入為低電平時,VS、HS等于-1;K為SYNC LEVEL管腳輸入的參考電壓,系統(tǒng)采用0.5 V。

        2.2 采集壓縮編碼模塊

        視頻信號采集壓縮模塊組成部分包括電源模塊、采集模塊(輸入電路、A/D轉(zhuǎn)換器)、壓縮編碼模塊(緩沖器、壓縮模塊、接口模塊)、控制電路等組成[2],電源模塊給系統(tǒng)各模塊提供所需額定電壓,采集壓縮編碼模塊系統(tǒng)總體構(gòu)成框圖如圖2所示。

        電源模塊需將機載28VDC轉(zhuǎn)換成各模塊額定電壓。電源模塊提供±5 V及3.3 V等主要電壓,各子模塊電需要的1.4 V、1.8 V等特殊小功耗電壓由各模塊自行轉(zhuǎn)換。電源應(yīng)承受機載供電的尖峰和浪涌,保持電壓穩(wěn)定不受干擾,同時滿足30ms瞬間掉電保持及上下5 V的拉偏功能。

        視頻采集選用AD8145芯片。采用DSP+FPGA的硬件壓縮方法實現(xiàn)壓縮編碼過程,可以達到壓縮速率高、占用系統(tǒng)資源少、實時性好的應(yīng)用目的[4]。

        系統(tǒng)使用H.264壓縮算法。H.264是由JVT提出的數(shù)字視頻編碼標準?;贛PEG-4技術(shù)的基礎(chǔ)之上建立起來的[5]。H.264特點為:視頻幀的編碼處理的過程可以達到塊的級別;采用空間冗余的方法,對視頻幀的一些原始塊進行空間預(yù)測、轉(zhuǎn)換、優(yōu)化和熵編碼;采用運動預(yù)測和運動補償來完成;采用剩余空間冗余技術(shù),對視頻幀里的殘留塊進行編碼[6];H.264標準中有統(tǒng)一的VLC符號編碼,高精度、多模式的位移估計,基于4×4塊的整數(shù)變換、分層的編碼語法等,加強了對各種信道的適應(yīng)能力,有利于對誤碼和丟包的處理,適應(yīng)高清晰度應(yīng)用;H.264算法在同等圖象質(zhì)量下的壓縮效率比以前的標準提高了2倍以上。

        2.3 記錄模塊

        針對以上數(shù)據(jù)采集壓縮編碼系統(tǒng),記錄模塊接收的原始視頻數(shù)據(jù)量傳輸大約為120 M/S,數(shù)據(jù)壓縮比為100:1,如果同時輸入2路XGA信號,記錄模塊需要滿足數(shù)據(jù)量存儲能力為2.4 M/S。本記錄模塊記錄文件格式為H.264,存儲盤為:IDE通用接口,100GB電子盤。

        3.2 應(yīng)用效果

        本系統(tǒng)已成功應(yīng)用于某型號任務(wù),記錄畫面的清晰穩(wěn)定,能滿足任務(wù)需求,為該型號的性能測試和數(shù)據(jù)分析提供了直觀可靠的視頻依據(jù)。

        參考文獻

        [1]張廣通.機載數(shù)字視頻記錄儀的設(shè)計與實現(xiàn)[D].上海:上海交通大學,2007.

        [2]黃戰(zhàn)華,劉世旺.嵌入式高分辨率VGA顯示系統(tǒng)的研究和實現(xiàn)[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2007,23(27).

        [3]李廣軍,王厚軍.實用接口技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社,1997.

        [4]趙保軍,史彩成.基于FPGA和DSP實現(xiàn)的實時圖像壓縮[J].電子學報,2003,9(9).

        [5]黎洪松,數(shù)字圖像壓縮編碼技術(shù)及其C語言程序范例[M].北京:學苑出版社,1994:49-65.

        [6]畢厚杰.新一代視頻壓縮編碼標準-H.264.AVC[M].北京:人民郵電出版社,2005.endprint

        摘 要 針對某型機載視頻抽引記錄需求以及三線制XGA視頻信號的特點,分析視頻信號轉(zhuǎn)換方法,研究了視頻采集壓縮編碼記錄方案,實現(xiàn)機載三線制XGA視頻的抽引記錄,并對應(yīng)用效果作出評價。

        關(guān)鍵詞 三線制XGA;視頻采集壓縮編碼記錄;H.264

        中圖分類號:V271.4 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)16-0037-01

        隨著視頻顯示技術(shù)的發(fā)展,機載視頻具有高分辨率、大容量、多路抽引的新特點[1],三線制XGA高清視頻是某型機機載視頻的信號格式,現(xiàn)有的機載視頻抽引記錄系統(tǒng)已難以滿足這種視頻信號的抽引記錄,本文根據(jù)試飛測試需求,研究了這種類型視頻信號的抽引記錄方法。

        圖中視頻信號轉(zhuǎn)換模塊從三線制XGA視頻信號解調(diào)出行、場同步信號,并把差分信號轉(zhuǎn)換為單端信號輸出至視頻信號采集壓縮編碼模塊,信號經(jīng)采集壓縮編碼后輸出至記錄模塊。

        2.1 信號轉(zhuǎn)換模塊

        信號轉(zhuǎn)換模塊用±5 V供電時,MID_Supply=0 V;行、場同步輸入為高電平時,VS、HS為1,行、場同步輸入為低電平時,VS、HS等于-1;K為SYNC LEVEL管腳輸入的參考電壓,系統(tǒng)采用0.5 V。

        2.2 采集壓縮編碼模塊

        視頻信號采集壓縮模塊組成部分包括電源模塊、采集模塊(輸入電路、A/D轉(zhuǎn)換器)、壓縮編碼模塊(緩沖器、壓縮模塊、接口模塊)、控制電路等組成[2],電源模塊給系統(tǒng)各模塊提供所需額定電壓,采集壓縮編碼模塊系統(tǒng)總體構(gòu)成框圖如圖2所示。

        電源模塊需將機載28VDC轉(zhuǎn)換成各模塊額定電壓。電源模塊提供±5 V及3.3 V等主要電壓,各子模塊電需要的1.4 V、1.8 V等特殊小功耗電壓由各模塊自行轉(zhuǎn)換。電源應(yīng)承受機載供電的尖峰和浪涌,保持電壓穩(wěn)定不受干擾,同時滿足30ms瞬間掉電保持及上下5 V的拉偏功能。

        視頻采集選用AD8145芯片。采用DSP+FPGA的硬件壓縮方法實現(xiàn)壓縮編碼過程,可以達到壓縮速率高、占用系統(tǒng)資源少、實時性好的應(yīng)用目的[4]。

        系統(tǒng)使用H.264壓縮算法。H.264是由JVT提出的數(shù)字視頻編碼標準?;贛PEG-4技術(shù)的基礎(chǔ)之上建立起來的[5]。H.264特點為:視頻幀的編碼處理的過程可以達到塊的級別;采用空間冗余的方法,對視頻幀的一些原始塊進行空間預(yù)測、轉(zhuǎn)換、優(yōu)化和熵編碼;采用運動預(yù)測和運動補償來完成;采用剩余空間冗余技術(shù),對視頻幀里的殘留塊進行編碼[6];H.264標準中有統(tǒng)一的VLC符號編碼,高精度、多模式的位移估計,基于4×4塊的整數(shù)變換、分層的編碼語法等,加強了對各種信道的適應(yīng)能力,有利于對誤碼和丟包的處理,適應(yīng)高清晰度應(yīng)用;H.264算法在同等圖象質(zhì)量下的壓縮效率比以前的標準提高了2倍以上。

        2.3 記錄模塊

        針對以上數(shù)據(jù)采集壓縮編碼系統(tǒng),記錄模塊接收的原始視頻數(shù)據(jù)量傳輸大約為120 M/S,數(shù)據(jù)壓縮比為100:1,如果同時輸入2路XGA信號,記錄模塊需要滿足數(shù)據(jù)量存儲能力為2.4 M/S。本記錄模塊記錄文件格式為H.264,存儲盤為:IDE通用接口,100GB電子盤。

        3.2 應(yīng)用效果

        本系統(tǒng)已成功應(yīng)用于某型號任務(wù),記錄畫面的清晰穩(wěn)定,能滿足任務(wù)需求,為該型號的性能測試和數(shù)據(jù)分析提供了直觀可靠的視頻依據(jù)。

        參考文獻

        [1]張廣通.機載數(shù)字視頻記錄儀的設(shè)計與實現(xiàn)[D].上海:上海交通大學,2007.

        [2]黃戰(zhàn)華,劉世旺.嵌入式高分辨率VGA顯示系統(tǒng)的研究和實現(xiàn)[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2007,23(27).

        [3]李廣軍,王厚軍.實用接口技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社,1997.

        [4]趙保軍,史彩成.基于FPGA和DSP實現(xiàn)的實時圖像壓縮[J].電子學報,2003,9(9).

        [5]黎洪松,數(shù)字圖像壓縮編碼技術(shù)及其C語言程序范例[M].北京:學苑出版社,1994:49-65.

        [6]畢厚杰.新一代視頻壓縮編碼標準-H.264.AVC[M].北京:人民郵電出版社,2005.endprint

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