CN102523417A - 一种超声成像设备中视频制式转换方法与转换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种在超声成像设备中视频制式的转换方法，
产生VGA时序
及地址信息，
将VGA时序信号转换成非标准的VGA时序信号，VGA数字视频信号转换为模拟信号输出，将地址信息写入外部存储器中，将标准的PAL地址信息加载入外部存储器，通过读取该外部存储器，获得其生成的PAL数字视频数据，与PAL时序结合，将PAL数字视频数据叠加在标准的PAL时序波形上生成PAL制式视频信号，输出到外部
；该方法
可直接抽取原始VGA数据，不需要插值缩放，PAL显示图像效果很好，尤其表现图像的底部和顶部，缓存的数据量大量减少，无需外设存储器，节省成本；采用该转换方法的装置也拥有上述优点。
Description
技术领域
本发明涉及超声成像设备技术领域，具体涉及一种超声成像设备中视频制式的转换方法与转换装置。
背景技术
目前，在医学超声成像设备中显示部分通常包括3种显示方式：CRT（阴极射线管显示器，以下简称CRT）显示、LCD（液晶显示器，以下简称LCD）显示和Video视频显示。CRT显示所用的是视频图形阵列信号（下文简称为VGA信号），一般LCD显示用的都是LVDS(Low-Voltage Differential Signaling，低压差分信号，以下简称LVDS)信号驱动，而Video显示系统支持模拟电视信号。
在B超应用领域，逐行倒相制式（下文简称为PAL制式）视频信号主要用于视频打印机的输入，医生便于打印病人的检查报告。而LCD显示和Video显示的信号都是由VGA信号转换成相应的LVDS、PAL、NTSC制式的视频信号。
显示是逐行扫描显示方式，而Video显示是隔行扫描显示方式，这样就必须将逐行扫描显示的VGA信号转换成隔行扫描显示的PAL、NTSC制式视频信号。目前有2种基本的逐行到隔行转换装置：扫描线抽取(scan line decimation)和垂直滤波(vertical filtering)。这2种转换装置普遍应用于超声设备中的视频转换方式。
如中国发明专利授权公告号CN101572826，名称为：“超声视频显示装置和方法”的专利公开了，本发明公开了一种超声视频显示装置，包括：存储器；可编程逻辑器件，其包括用于实现数字视频信号接收、解调的VGA信号接收模块和视频信号处理模块，所述视频信号处理模块包括存储控制器、伽马校正单元、缩放处理单元、滤波单元、色度空间变换单元、色度抽取单元和隔行抽取控制器；第一数模转换器，其输入端耦合到VGA信号接收模块的输出端，用于将数字视频信号转化为VGA模拟信号输出；第二数模转换器，其接收 Video数字视频信号，用于将Video数字视频信号转化为Video模拟信号输出。该专利中采用的方法是隔行抽取方法，这种算法的数据量较大，需要SRAM(Static Random Access Memory)作为缓存。
上述在目前超声成像设备中采用的方法普遍存在两类问题：一是由于VGA时序和PAL时序有很大的不同，转换之后图像效果不理想，尤其是图像的顶部和底部；二是转换需要的算法复杂，硬件要求高，需要SRAM作为缓存，成本较高。
发明内容
针对以上问题，本发明提供一种理想图像效果，且成本较低的目的超声成像设备中VGA与PAL间视频制式的转换方法以及采用该方法的转换装置。
本发明一种超声成像设备视频制式的转换方法包括：
步骤Ⅰ、产生标准的VGA时序及VGA地址信息，通过调整标准VGA信号时序的帧频率，将标准VGA时序信号转换成非标准的VGA时序信号；
步骤Ⅱ、通过将所述非标准的VGA时序信号与外部输入的VGA视频数据合成VGA数字视频信号，然后将该VGA数字视频信号转换为VGA模拟信号输出，并根据VGA地址信息将所述VGA视频数据写入外部存储器中；
步骤Ⅲ、产生标准的PAL时序和标准的PAL地址信息，再将该标准的PAL地址信息加载入外部存储器，然后通过读取该外部存储器，获得PAL数字视频数据；
步骤Ⅳ、将所述PAL数字视频数据与该标准的PAL时序相叠加，生成PAL制式视频信号。
进一步的，所述超声成像设备视频制式的转换方法还包括：
步骤Ⅴ、所述将PAL数字视频数据与标准的PAL时序相叠加生成PAL数字视频信号，并将该PAL数字视频信号进行数模转换，形成模拟PAL制式视频信号进行输出。
本发明还提供一种采用上述超声成像设备视频制式的转换方法的转换装置，该装置包括：时序产生单元，用于分别对应产生VGA及PAL时序及地址信息；
用于将标准VGA时序信号转换成非标准的VGA时序信号；通过将所述非标准的VGA时序信号与外部输入的VGA视频数据合成VGA数字视频信号，然后将该VGA数字视频信号转换为VGA模拟信号输出，并根据VGA地址信息将所述VGA视频数据写入该抽值单元的存储器中；将时序产生单元产生标准的PAL时序和标准的PAL地址信息，再将该标准的PAL地址信息加载入所述存储器中，然后通过读取该存储器，获得PAL数字视频数据；将所述PAL数字视频数据与该标准的PAL时序相叠加，生成PAL制式视频信号，然后输出到外部。
作为一种改进，所述的超声成像设备视频制式转换装置还包括：
视频显示单元，用于将抽值转换单元得到的数字视频信号进行模数转换，形成模拟PAL制式视频信号，然后输出，形成模拟输出至显示器或视频打印机。
进一步的，所述的时序产生单元包括：用于产生标准的VGA时序及VGA地址信息的VGA时序产生模块，用于产生标准的PAL时序和标准的PAL地址信息的PAL时序产生模块。
进一步的，所述的抽值转换单元，包括：随机存取存储器模块，用于将时序产生单元生成的标准VGA时序信号转换成非标准的VGA时序信号、并将生成VGA数字视频信号后转换为VGA模拟信号输入至其中，然后将时序产生单元生成的标准的PAL地址信息进行加载；
PAL信号合成模块，用于读取随机存取存储器模块，获得其生成的PAL数字视频数据；用于将得到的PAL数字视频数据，与时序产生单元产生的标准的PAL时序结合，再将PAL数字视频数据叠加在标准的PAL时序波形上生成PAL制式视频信号，然后输出到外部。
再进一步的，所述的视频显示单元包括：数字/模拟转换模块，用于将抽值转换单元得到的数字视频信号进行模数转换，形成模拟PAL制式视频信号；
显示模块，用于将数字/模拟转换模块得到的PAL制式视频信号，形成模拟输出至显示器或视频打印机。
本发明的有益效果及优点：
采用本发明的视频制式转换方法，可直接抽取原始VGA数据，不需要插值缩放，PAL显示图像效果很好，尤其表现图像的底部和顶部，缓存的数据量大量减少，无需额外设置外部存储器，节省成本。
采用该视频制式转换方法的转换装置，同样具有以上优点。
附图说明
图1 、本发明中的VGA与PAL间视频制式的转换方法的步骤流程图；
图2 、本发明中的采用上述超声成像设备视频制式的转换方法的转换装置的模块结构图；
图3 、图2中复合形成PAL制式视频信号过程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行本实施例中详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本发明一种在超声成像设备中视频制式的转换方法，包括：步骤Ⅰ、产生标准的VGA时序及VGA地址信息，通过调整标准VGA信号时序的帧频率，将标准VGA时序信号转换成非标准的VGA时序信号；
步骤Ⅱ、通过将所述非标准的VGA时序信号与外部输入的VGA视频数据合成VGA数字视频信号，然后将该VGA数字视频信号转换为VGA模拟信号输出，并根据VGA地址信息将所述VGA视频数据写入外部存储器中；
步骤Ⅲ、产生标准的PAL时序和标准的PAL地址信息，再将该标准的PAL地址信息加载入外部存储器，然后通过读取该外部存储器，获得PAL数字视频数据；
步骤Ⅳ、将所述PAL数字视频数据与该标准的PAL时序相叠加，生成PAL制式视频信号。
步骤Ⅳ、将所述PAL数字视频数据与该标准的PAL时序相叠加，生成PAL制式视频信号。
下面举例讲解将VGA视频信号（例如800*600分辨率）转换成PAL制式视频信号（800*576分辨率），其中，本具体实施方式中采用的实现方法的逻辑器件装置为现场可编程门阵列（下文称为FPGA）， 本具体实施方式的方法是：通过FPGA中的VGA模块产生标准的VGA时序（例如800*600分辨率），通过2个计数器产生行场同步信号，帧频率为60hz；然后根据PAL制式视频信号的时序特点，将标准VGA信号转换成非标准的VGA信号（例如800*574分辨率），帧频率为50hz。视频显示模块读取前端图像数据，在FPGA内部转换成RGB数据，将RGB数据和行场同步信号叠加形成VGA数字视频信号，将VGA数字视频信号送到FPGA外部的D/A，形成VGA模拟信号输出；同时VGA数字视频信号被送入转换模块，根据VGA模块产生的地址信息写入FPGA内部的同步双口RAM（随机存取存储器）；
所述PAL模块产生标准的PAL时序（例如720*576分辨率），用PAL模块产生的时序信号和VGA的写地址信号控制同步双口RAM的读取，从双口RAM中读取的数据即为PAL数字视频数据；
被读出的PAL数字视频数据，再结合PAL模块产生的PAL同步时序，将PAL数字视频数据叠加在同步时序波形上生成PAL制式视频信号输出到FPGA外部D/A；
D/A数模转换模块将数字视频信号转换成模拟视频信号输出至VGA,视频打印机以及PAL显示器。
本发明还提供一种采用上述超声成像设备视频制式的转换方法的转换装置，该装置包括：该装置包括：时序产生单元，用于分别对应产生VGA及PAL时序及地址信息；
用于将标准VGA时序信号转换成非标准的VGA时序信号；通过将所述非标准的VGA时序信号与外部输入的VGA视频数据合成VGA数字视频信号，然后将该VGA数字视频信号转换为VGA模拟信号输出，并根据VGA地址信息将所述VGA视频数据写入该抽值单元的存储器中；将时序产生单元产生标准的PAL时序和标准的PAL地址信息，再将该标准的PAL地址信息加载入所述存储器中，然后通过读取该存储器，获得PAL数字视频数据；将所述PAL数字视频数据与该标准的PAL时序相叠加，生成PAL制式视频信号，然后输出到外部。
所述的超声成像设备视频制式转换装置还包括：视频显示单元，用于将抽值转换单元得到的数字视频信号进行模数转换，形成模拟PAL制式视频信号，然后输出，形成模拟输出至显示器或视频打印机。
所述的时序产生单元包括：用于产生标准的VGA时序及VGA地址信息的VGA时序产生模块，用于产生标准的PAL时序和标准的PAL地址信息的PAL时序产生模块。
所述的抽值转换单元，包括：随机存取存储器模块，用于将时序产生单元生成的标准VGA时序信号转换成非标准的VGA时序信号、并将生成VGA数字视频信号后转换为VGA模拟信号输入至其中，然后将时序产生单元生成的标准的PAL地址信息进行加载；
PAL信号合成模块，用于读取随机存取存储器模块，获得其生成的PAL数字视频数据；用于将得到的PAL数字视频数据，与时序产生单元产生的标准的PAL时序结合，再将PAL数字视频数据叠加在标准的PAL时序波形上生成PAL制式视频信号，然后输出到外部。
所述的视频显示单元包括：数字/模拟转换模块，用于将抽值转换单元得到的数字视频信号进行模数转换，形成模拟PAL制式视频信号；
显示模块，用于将数字/模拟转换模块得到的PAL制式视频信号，形成模拟输出至显示器或视频打印机。
在本具体实施方式中，对应实现上述转换方法的转换装置，该装置主要包括：时序产生单元，抽值转换单元，视频显示单元3个单元。
时序产生单元产生行场时序信号，抽值转换单元是核心单元主要完成VGA视频数据信号转换成PAL制式视频信号，用FPGA内部Block RAM作数据缓存，视频显示单元主要将数字信号转换成模拟信号，然后输出至VGA显示和视频打印输出。
如图2所示，实现整个转换功能。下面详细说明每个单元的功能：所述VGA、PAL时序产生单元，该单元先产生VGA、PAL时序，通过2个计数器产生行场同步信号，然后根据PAL时序的特点将标准的VGA时序转换成非标准的VGA时序。使VGA的帧频等于PAL的场频。
所述抽值转换单元，抽值转换单元由2个模块构成：Block RAM数据缓存模块和抽值模块。抽值的原理是从逐行转换到隔行，由于经过转变之后VGA的帧频刚好等于PAL的场频，在VGA的数据中每2行取一行，奇数场取第一行，偶场取第二行，因为VGA与PAL制式视频信号在非数据区的长度不一样，导致所有的行输出存在时间差，PAL每行的时间是VGA每行的2倍， VGA显示一行的时间为32.01us， PAL显示一行的时间为64.02us，经过之前的调整之后，VGA显示2行的时间恰好等于PAL显示一行的时间，这样用BLOCK RAM缓存时，只需要深度为1024Bytes，缓存一行的数据即可正常显示。控制BLOCK RAM的写地址信号用产生VGA时序的行地址，按照PAL时序隔行读取VGA的数据，只需要缓存行数据，不需要缓存帧数据，这样简化了数据的缓存量，无需外部大容量SRAM缓存数据。
所述视频显示单元，该单元主要由2个模块组成：D/A转换模块和显示模块。如图3，将Block RAM读取出来的PAL视频数据叠加在载波上形成PAL制式数字视频信号，将数字视频信号送进D/A转换之后形成模拟PAL制式视频信号，最后送往显示模块，此处需要2片D/A芯片，还有一片D/A芯片完成VGA的R,G,B三路数字信号的转换，最后形成模拟输出至LCD或视频打印机。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等如用于实现本发明视频制式转换方法的逻辑器件可以选用CPLD，ARM等等公知的具有相应逻辑处理能力的器件，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种在超声成像设备中视频制式的转换方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤Ⅰ、产生标准的VGA时序及VGA地址信息，通过调整标准VGA信号时序的帧频率，将标准VGA时序信号转换成非标准的VGA时序信号；
步骤Ⅱ、通过将所述非标准的VGA时序信号与外部输入的VGA视频数据合成VGA数字视频信号，然后将该VGA数字视频信号转换为VGA模拟信号输出，并根据VGA地址信息将所述VGA视频数据写入外部存储器中；
步骤Ⅲ、产生标准的PAL时序和标准的PAL地址信息，再将该标准的PAL地址信息加载入外部存储器，然后通过读取该外部存储器，获得PAL数字视频数据；
步骤Ⅳ、将所述PAL数字视频数据与该标准的PAL时序相叠加，生成PAL制式视频信号。
2.根据权利要求1所述的在超声成像设备中视频制式的转换方法，其特征在于，所述超声成像设备视频制式的转换方法还包括：
步骤Ⅴ、所述将PAL数字视频数据与标准的PAL时序相叠加生成PAL数字视频信号，并将该PAL数字视频信号进行数模转换，形成模拟PAL制式视频信号进行输出。
3.一种采用如权利要求1所述转换方法的超声成像设备中视频制式的转换装置，其特征在于，该装置包括：时序产生单元，用于分别对应产生VGA及PAL时序及地址信息；
抽值转换单元，用于将标准VGA时序信号转换成非标准的VGA时序信号；通过将所述非标准的VGA时序信号与外部输入的VGA视频数据合成VGA数字视频信号，然后将该VGA数字视频信号转换为VGA模拟信号输出，并根据VGA地址信息将所述VGA视频数据写入该抽值单元的存储器中；将时序产生单元产生标准的PAL时序和标准的PAL地址信息，再将该标准的PAL地址信息加载入所述存储器中，然后通过读取该存储器，获得PAL数字视频数据；将所述PAL数字视频数据与该标准的PAL时序相叠加，生成PAL制式视频信号，然后输出到外部。
4.根据权利要求3所述的超声成像设备中视频制式的转换装置，其特征在于，所述的超声成像设备视频制式转换装置还包括：
视频显示单元，用于将抽值转换单元得到的数字视频信号进行模数转换，形成模拟PAL制式视频信号，然后输出，形成模拟输出至显示器或视频打印机。
5.根据权利要求4所述的超声成像设备中视频制式的转换装置，其特征在于，所述的时序产生单元包括：用于产生标准的VGA时序及VGA地址信息的VGA时序产生模块，用于产生标准的PAL时序和标准的PAL地址信息的PAL时序产生模块。
6.根据权利要求5所述的超声成像设备中视频制式的转换装置，其特征在于，所述的抽值转换单元，包括：随机存取存储器模块，用于将时序产生单元生成的标准VGA时序信号转换成非标准的VGA时序信号、并将生成VGA数字视频信号后转换为VGA模拟信号输入至其中，然后将时序产生单元生成的标准的PAL地址信息进行加载；
PAL信号合成模块，用于读取随机存取存储器模块，获得其生成的PAL数字视频数据；用于将得到的PAL数字视频数据，与时序产生单元产生的标准的PAL时序结合，再将PAL数字视频数据叠加在标准的PAL时序波形上生成PAL制式视频信号，然后输出到外部。
7.根据权利要求6所述的超声成像设备中视频制式的转换装置,其特征在于，所述的视频显示单元包括：数字/模拟转换模块，用于将抽值转换单元得到的数字视频信号进行模数转换，形成模拟PAL制式视频信号；
显示模块，用于将数字/模拟转换模块得到的PAL制式视频信号，形成模拟输出至显示器或视频打印机。
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