CN100389595C - 电视图像算法验证系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电视图像算法验证系统及方法，包括：算法模拟装置，用于通过软件实现图像处理算法，对视频数据进行处理，生成适合于电视显示格式的数据流；存储装置，用于将所述算法模拟装置输出的数据流进行存储；控制编码装置，用于自动读取所述存储装置中的数据，并将其编码为符合电视标准的数字信号；数模转换装置，用于将所述控制编码装置编码后的数字信号转换为模拟信号输出。采用本发明，在算法评估阶段就能快速、直观地看到算法处理的实际效果，大大提高了项目的可控性。
Description
技术领域
本发明涉及一种验证系统及方法，尤其涉及一种对电视图像算法的验证系统及方法。
背景技术
由于目前的视频芯片设计越来越复杂，需要对涉及的图像处理算法在项目规划时就进行评估。
但当软件算法平台输出数据为隔行模式时，PC监视器不能正确显示图像，真正的显示效果只能在电视上才能看到，这对算法的验证造成了不便。
这时，如果没有一个算法验证平台，那么对适合于电视显示的模式，例如隔行模式的验证只能在硬件实现此算法后才能在电视上观察图像的显示效果，带来的问题是往往在项目的后期才能在显示设备上评估算法的正确性，如果此时发现算法有问题，就会延长项目周期，甚至会改动整个系统架构，加大了项目的不可控性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种电视图像算法验证系统及方法，以在项目开发前期就可以快速、直观地看到算法处理的实际效果。
为解决上述技术问题，本发明提供一种电视图像算法验证系统，包括：
算法模拟装置，用于通过软件实现图像处理算法，对视频数据进行处理，生成适合于电视显示格式的数据流；
存储装置，用于将所述算法模拟装置输出的数据流进行存储；
控制编码装置，用于自动读取所述存储装置中的数据，并将其编码为符合电视标准的数字信号；
数模转换装置，用于将所述控制编码装置编码后的数字信号转换为模拟信号输出。
其中，所述系统可以进一步包括：
下载装置，用于将所述算法模拟装置生成的数据流下载至所述存储装置进行存储。
其中，所述系统可以进一步包括：
电视显示装置，用于将所述数模转换装置输出的信号进行电视显示。
其中，所述算法模拟装置可以由一台计算机实现。
其中，所述算法模拟装置生成的数据流以二进制文件形式写入所述存储装置。
其中，所述控制编码装置可以由FPGA芯片实现。
本发明进而提供一种电视图像算法的验证方法，包括如下步骤：
(1)通过软件实现图像处理算法，对视频数据进行处理，生成适合于电视显示格式的数据流；
(2)将生成的所述适合于电视显示格式的数据流进行存储；
(3)自动读取存储的所述数据流，并将其编码为符合电视标准的数字信号；
(4)将控制编码装置编码后的数字信号转换为模拟信号输出。
其中，所述步骤(2)，包括：将所述数据流下载至一个存储装置进行存储。
其中，所述方法可以进一步包括：
(5)将所述转换后的模拟信号输出至电视进行显示。
其中，所述步骤(1)可以通过一台计算机实现。
其中，所述步骤(1)中，所述数据流以二进制文件形式生成。
其中，所述步骤(3)可以通过FPGA芯片实现。
采用本发明，在算法评估阶段就能快速、直观地看到算法处理的实际效果，大大提高了项目的可控性，另外本发明的系统及方法通用性强，可用于其他产品的开发上。
附图说明
图1为根据本发明实施例所述的基于FPGA的电视图像算法验证系统框图。
具体实施方式
本发明实施例是一套以基于FPGA的电视图像算法验证平台作为实例说明，通过它可以方便地实现各种电视图像处理算法，并通过电视显示验证算法效果。
本实施例提供的验证方法流程，可以包括如下步骤：
步骤1：通过软件实现图像处理算法，对视频数据进行处理，生成适合于电视显示格式的数据流；
步骤2：将生成的所述适合于电视显示格式的数据流进行存储；
步骤3：自动读取存储的所述数据流，并将其编码为符合电视标准的数字信号；
步骤4：将控制编码装置编码后的数字信号转换为模拟信号输出；
步骤5：将转换后的所述模拟信号输出至电视进行显示。
其中，所述步骤2，可以是将所述数据流下载至一个存储装置进行存储。
具体来说，如图1所示，该算法平台的实现可以分为三个部分：算法实现部分10、图像数据存储部分20，以及电视信号生成30。
第一部分：算法实现部分10。在PC上用软件实现各种图像处理算法，对数字图像数据进行各种处理，处理过的图像数据以连续祯的形式保存在硬盘文件里。所保存的图像数据的总祯数可以自己选择，但数据总量不应超过存储装置的最大存储空间。
第二部分：数字图像存储20。通过下载装置将保存在PC硬盘文件中的图像数据写入存储装置。存储装置的容量可以根据需要选择。
第三部分：电视信号生成30。将第二部分中的存储装置和数-模转换装置和一块FPGA平台整合成一个系统。利用硬件描述语言Verilog或者VHDL设计一套控制电路，并通过编程将此电路在FPGA芯片实现。控制电路的功能是自动读取存储装置中的图像数据并将数据编码成符合电视标准的数字信号。数-模转换装置负责将数字电视信号转换成模拟电视信号，可以在电视机上观看效果。
如果电视上看到的图像效果不能满足要求，用户可以修改算法并重复以上的流程对新的算法进行验证。
在此结合实际应用，列出一种具体的平台实现方案：
算法实现部分：
选择一段10秒钟的AVI格式的视频作为算法处理对象。在PC上通过软件实现算法对该视频进行处理，生成采用隔行扫描的YUYV 4:2:2格式的数据流，将它保存在二进制文件里。
数字图像存储：
准备一块可以读写NAND Flash的和一块容量为1G byte的NAND Flash板。通过TCP/IP协议将ARM平台与PC连接，并将NAND Flash板插在ARM平台上。在PC上通过与ARM平台配套的软件，将上一步中保存好的视频数据文件中的内容写到NAND Flash中。
电视信号生成：
准备一块使用Xilinx XC2V8000的FPGA平台和一块用于数模转换的DAC板。FPGA用于实现硬件电路，而DAC板用于将硬件电路生成的数字形式的电视信号转换成模拟信号。用verilog HDL描述出硬件电路，包括NAND Flash循环读取控制电路和电视信号编码电路两部分。NAND Flash循环读取控制电路能够从NAND Flash中读取视频数据，电视信号编码电路可以将视频数据编码成为符合PAL电视标准的数字信号。通过Synplify(或其他综合工具)将Verilog HDL代码综合成edf文件。使用Xilinx ISE软件在edf文件基础上生成bit文件。将上一步中已经写入数据的NAND Flash板和DAC板插在FPGA平台上，通过视频线将DAC输出和电视机相联。在给FPGA板上电后，通过JTAG将bit文件从PC中下载到FPGA芯片中完成硬件实现。此时FPGA芯片中硬件开始工作，从NAND Flash中循环读出视频数据并将其转换成数字的PAL制式电视信号，经由DAC板转换成模拟电视信号在电视上循环播放。
使用本发明，通过对电视图像进行分析和评估，可以决定图像算法是否需要修改。如果需要修改，只需要重新产生算法实现部分中的数据文件，然后从重复后面的过程就能评估修改后的算法。这一流程可以反复多次，直到后的算法可以到想要的效果。
根据本发明的实施例，算法处理过的电视视频数据通过软件而不是硬件生成，而需要在FPGA芯片中编程实现的硬件逻辑规模小，占用的资源少，同时，FPGA所需外设简单，只要存储装置和数-模转换设备就能得到模拟电视信号。
Claims (12)
1.一种电视图像算法验证系统，其特征在于，包括：
算法模拟装置，用于通过软件实现图像处理算法，对视频数据进行处理，生成适合于电视显示格式的数据流；
存储装置，用于将所述算法模拟装置输出的数据流进行存储；
控制编码装置，用于自动读取所述存储装置中的数据，并将其编码为符合电视标准的数字信号；
数模转换装置，用于将所述控制编码装置编码后的数字信号转换为模拟信号输出。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括：
下载装置，用于将所述算法模拟装置生成的数据流下载至所述存储装置进行存储。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括：
电视显示装置，用于将所述数模转换装置输出的信号进行电视显示。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述算法模拟装置由一台计算机实现。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述算法模拟装置生成的数据流以二进制文件形式写入所述存储装置。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制编码装置由FPGA芯片实现。
7.一种电视图像算法的验证方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)通过软件实现图像处理算法，对视频数据进行处理，生成适合于电视显示格式的数据流；
(2)将生成的所述适合于电视显示格式的数据流进行存储；
(3)自动读取存储的所述数据流，并将其编码为符合电视标准的数字信号；
(4)将控制编码装置编码后的数字信号转换为模拟信号输出。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)，包括：将所述数据流下载至一个存储装置进行存储。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
(5)将转换后的所述模拟信号输出至电视进行显示。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)通过一台计算机实现。
11.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述数据流以二进制文件形式生成。
12.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)，通过FPGA芯片实现。
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