CN103024333A - 一种视频长距离传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于信号传输技术，涉及一种能实现视频长距离传输的方法。本发明先对输入视频信号进行解码；然后对所生成的DVI信号进行预加重处理，根据电路接收端的信号质量反馈的预加重等级对DVI信号做预加重处理，并对接收端DVI信号进行自适应均衡处理，然后处理后的DVI信号解码，并反馈给预加重处理和自适应均衡处理，从而在显示模块中显示视频信号。本发明自适应强、可靠性高、能够实现视频长距离高质量传输。

Description

一种视频长距离传输方法

技术领域

本发明属于信号传输技术，涉及一种能实现视频长距离传输方法。

背景技术

随着科技的发展和社会的进步，视频越来越广泛的应用在生活的每一个角落。无论是在家庭娱乐，还是安全监控，亦或是军事雷达应用领域，视频捕捉和视频传输的作用显得越来越举足轻重，每时每刻的影响我们的生活和行为。传统的视频信号比如PAL、NSTL和VGA等都是模拟信号，在传输过程中容易受到干扰，进而导致信号质量变差，无法实现长距离的视频信号传输。

近年来，随着高清显示设备的广泛应用，显示信息的内容也是越来越丰富，进而导致画面质量的提升，单幅画面包含的信息越来越多，频率越来越快。在这种情况下，传统的延长视频传输距离的方法显得力不从心。

以机载雷达视频画面传输为例。雷达终端显示器用来显示雷达所获取的目标信息和情报,包括目标的位置以及其运动情况、目标的各种特征参数等。为了适应现代雷达的要求,人们对雷达所产生的视频信号的要求越来越高。除了要传输原始回波信号（即一次信息）外，现代雷达显示系统还要显示经处理后得到的目标信息、数据表格和目标态势等二次信息，能显示目标的航迹及岛屿、海岸线或地图等背景信息。这些大量的信息需要无损耗的由雷达信号端传输到机载显示器上。

传统大多数机载雷达与显示设备之间都是通过PAL制视频信号或模拟VGA接口连接传输，来自机载雷达的显示图像信息经数模转换处理为RGB三原色信号和行、场同步信号，后通过电缆传输到显示设备中。对于传统模拟显示设备，如模拟CRT显示器，信号被直接送到相应的处理电路，驱动控制显像管生成图像。如今机载座舱大多应用LCD、LED、DLP等数字显示设备，这样显示终端还需要相应的A/D转换器，将雷达端送至的模拟信号转变为数字信号。在经过D/A和A/D两次转换后，不可避免地造成了一些图像细节的损失。

在整个视频显控系统，信号源和显示端固然重要，但传输过程也不能忽视。上述各种模拟信号在传输尤其是长距离传输过程中都不可避免的会丢失一些数据，导致最终视频画面的不完整和不确切。

将预加重和均衡技术运用在DVI信号传输中可以增强传输信号的高频分量，实现长距离的传输。传统的应用上述技术的电路一般是预先设置好预加重等级和均衡等级的参数，这种做法的弊端是只支持固定长度电缆和特定工作环境下的信号传输，如果电缆长度发生改变或者信号受到干扰质量变差的话无法及时的根据需求来调整参数，也会导致数据的丢失。

发明内容

本发明的目的是：提供一种自适应强、可靠性高、能实现视频长距离传输的方法。

本发明的技术方案是：一种视频长距离传输方法，其包括如下步骤：

步骤1：输入视频信号解码；

步骤2：由FPGA对解码后的RGB信号进行调整和处理，按照DVI的格式生成相应的可以被显示模块所接受的时序后，由DVI编码电路实现DVI信号的生成；

步骤3：对步骤2生成的DVI信号进行自适应预加重处理，根据电路接收端的信号质量反馈的预加重等级对DVI信号做预加重处理；

步骤4：步骤3生成的DVI信号经DVI电缆传输；

步骤5：接收端DVI信号自适应均衡处理，根据接收到的信号质量反馈自适应调节均衡增益，来配合传输预加重模块的预加重使接收的信号达到最佳；

步骤6：将步骤5处理后的DVI信号解码；

首先由解码电路将DVI解码成RGB信号，然后在FPGA中根据现实模块所需要的规格生成相应的时序数据，供显示模块显示，与此同时，输入的DVI信号会与标准的DVI信号做对比，如果传递过来的信号比标准信号幅度高的话，通过算法会得到降低预加重的等级，同时也会调整均衡增益等级的参数（反之亦然），这两个参数会反馈给步骤3和步骤5；

步骤7：视频信号在显示模块中显示。

对不同规格的视频输入信号要做一定的调整，然后由视频解码电路解码成常规的RGB数字信号。

针对不同距离长度的传输电缆和不同的工作环境，在预加重电路中作不同等级的自适应预加重处理。

对电缆传送过来的DVI信号做自适应均衡处理来配合前面的预加重电路，放大信号中的高频分量，最大程度上复原DVI视频信号。

将电缆传输后的DVI信号做解码处理，首先由解码电路将DVI解码回RGB信号，然后在FPGA中根据现实模块所需要的规格生成相应的时序数据，供显示模块显示。

电缆传输输入的DVI会与标准的DVI信号做对比，通过算法改变预加重和均衡等级的参数反馈给前面的电路。

步骤2中实现信号调整和处理可以在FPGA或者CPLD或者单片机中实现。

步骤6中实现视频信号数据生成可以在FPGA或者CPLD或者单片机中实现。

本发明的技术效果是：本发明实现长距离传输视频信号的方法利用DVI作为传输载体，可以实现视频信号的长距离无损传输。对于输入的视频信号利用相应的视频解码电路进行解码，然后对解码后的数据进行DVI编码，经过电缆传输后再对DVI信号解码送至终端显示。这种方法通用性强，适用于常见的各种规格的视频信号源输入和终端显示器。此外，本发明利用DVI传输本身的特点，在发送端对信号进行预加重，在接收端对信号做均衡处理，其中预加重等级和均衡增益均可根据接收端的信号质量自适应调节，这样可以避免由于预加重过大引起的信号过冲以及预加重不足引起的信号幅度过小，从而提高传输信号质量并且可以自动适应电缆的长度，适用于5米到100米的电缆传输。本发明比较适用于高分辨率的视频信号传输，在常用的视频长距离传输领域中尤其是机舱航电系统的视频信号传输中都有比较广泛的应用。

附图说明

图1是本发明长距离传输视频信号方法的原理框图；

图2是本发明控制流程图，

其中，1-输入视频解码模块、2-DVI编码模块、3-新型传输预加重模块、4-电缆、5-接收均衡模块、6-DVI编码模块、7-显示模块、8-反馈参数。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明做详细的说明：

请参阅图1，其是本发明视频长距离传输电路的原理框图。本发明能实现视频长距离传输的电路包括视频信号源和传输视频信号的电路。其中，所述视频信号源为PAL，NTSC和VGA视频信号源。所述视频信号源分辨率范围为640×480到3840×1200之间任意分辨率。

本发明中的实现视频长距离传输的电路包括依次串联的输入视频解码模块、DVI编码模块、传输预加重模块、电缆、接收均衡模块、DVI解码模块和显示模块。

所述视频解码模块包括依次串联的视频信号调整模块和视频信号解码模块，该模块主要由视频解码电路来完成。针对不同标准和规格的视频信号源对应不同的解码电路。视频信号调整模块主要针对输入的视频信号进行一些调整，尤其是模拟信号，需要在进入解码芯片之前对原始信号的幅度、延时等参数上做一定的调整。由视频信号解码模块解码出的信号数据供后面的DVI编码模块使用。

所述DVI编码模块包括顺次串联的输入视频信号同步模块、视频时序生成模块和DVI信号生成模块三个模块。该模块的前两个子模块是在FPGA中处理的，最后一个子模块由DVI编码芯片完成。经过解码后的信号数据需要在FPGA中生成相应的时序，在进入FPGA后首先要做信号同步处理，这样处理后的数据具有同步性，为后面的所有操作做好铺垫。FPGA按照标准的时序要求将同步后的数据做处理，生成了相应的控制信号，给后面模块做处理。DVI信号生成模块将这些数据生成标准的DVI信号。

所述传输预加重模块包括依次串联的信号滤波模块、数模转换模块、高频分量调整模块和信号发送模块四个模块。，该模块的功能主要由预加重电路芯片来完成。在该模块中，DVI信号首先经过滤波处理，然后数字信号会转换成模拟信号，由于要加强信号的强度，因此信号的高频分量需要加大，经过处理后的信号经过信号发送模块发送到下一个模块做处理。经过该模块，需要传输的信号得到一定的增强，不但可为高频电缆的损耗提供补偿，而且也可加强电缆的数据传送能力，使电路可以支持更长距离的传送。在发明中，关于预加重等级的调整做了进一步的改善，从图1中可以看出在DVI解码模块中可以反馈一个预加重/均衡等级参数。在本模块中，高频分量调整模块根据反馈的参数来进行预加重处理。这样可以避免预加重过大引起的信号过冲以及预加重不足引起的信号幅度减少，可以自适应各种长度的电缆。

所述接收均衡模块包括依次串联的信号接收模块、信号均衡模块、模数转换模块和信号滤波模块四个模块。经过电缆长距离传输的信号难免有一定的衰减，本模块中通过放大信号中的高频分量来补偿传输损耗，而低频分量保持不变，这样能最大程度的复原信号。首先，信号接收模块将电缆中的DVI视频信号接收进来，信号均衡模块通过预先设定的值来进行相应的均衡处理，处理后的模拟信号需要转换为数字信号，再经过滤波后给下一级模块做相应的处理。本模块同上述传输预加重模块，可以根据反馈的参数自动调节均衡增益等级来配合前面的预加重处理。

所述DVI解码模块包括联的信号缓存模块、数据恢复模块、数据同步模块、视频时序生成模块和信号对比模块五个模块。本发明中，最终的显示模块并不能直接显示DVI信号，因此需要在该模块中将DVI视频信号转换为显示模块所能接受的视频信号。该模块主要由DVI解码电路和FPGA来实现，DVI解码电路中实现信号缓存、数据恢复和数据同步，经过这三步DVI信号已经被解码成相应的数据和时序。在FPGA中对这些数据操作生成显示模块所认可的时序和控制信号，进而在显示模块中得到显示处理。同时，前面两个模块所用到的预加重/均衡等级的具体数值也是在本模块中得到的，由接收均衡模块过来的DVI信号会与标准的DVI信号在信号对比模块中作比较，其中主要是针对时钟信号的对比。如果传递过来的信号比标准信号幅度高的话，通过算法会得到降低预加重的等级（反之亦然），同时也会调整均衡增益等级的参数，这两个参数会反馈给传输预加重模块和接收均衡模块。

所述显示模块包括依次串联的显示驱动模块和显示器。显示驱动模块根据显示器的工作原理将送过来的数据和控制信号转换为显示器所认可的格式，在显示器中得到显示。

请参阅图2，给出本发明实现长距离传输视频信号的方法流程图，其具体步骤如下：

步骤1：对输入视频信号进行解码；针对不同的输入视频信号格式用不同的解码电路完成对视频信号的解码，解码后的数据包括RGB数据、行同步、场同步和使能信号。

步骤2：由FPGA对解码后的RGB信号进行调整和处理，按照DVI的格式生成相应的可以被显示模块所接受的时序，由DVI编码电路实现DVI信号的生成。

步骤3：对步骤2生成的DVI信号进行自适应预加重处理，根据电路接收端的信号质量反馈的预加重等级对DVI信号做预加重处理；

步骤4：步骤3生成的DVI信号经DVI电缆传输；

步骤5：接收端DVI信号自适应均衡处理，根据接收到的信号质量反馈自适应调节均衡增益，来配合传输预加重模块的预加重使接收的信号达到最佳；

步骤6：将步骤5处理后的DVI信号解码；

首先由解码电路将DVI解码成RGB信号，然后在FPGA中根据现实模块所需要的规格生成相应的时序数据，供显示模块显示，与此同时，输入的DVI会与标准的DVI信号做对比，如果传递过来的信号比标准信号幅度高的话，通过算法会得到降低预加重的等级，同时也会调整均衡增益等级的参数（反之亦然），这两个参数会反馈给步骤3和步骤5；

步骤7：视频信号在显示模块中显示。

另外，本发明还可以做进一步的改进：所述DVI信号编码电路不限于用专门的编码电路实现，也可以在FPGA或DSP中实现。所述视频时序生成不限于在FPGA中实现，也可以在单片机或CPLD或DSP或ARM中实现。所述DVI解码电路不限于用专门的解码电路实现，也可以在FPGA或者DSP中实现。

Claims (7)

1.一种视频长距离传输方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：对输入视频信号进行解码；

步骤2：由FPGA对解码后的RGB信号进行调整和处理，按照DVI的格式生成相应的可以被显示模块所接受的时序后，由DVI编码电路实现DVI信号的生成。

步骤3：对步骤2生成的DVI信号进行预加重处理，根据电路接收端的信号质量反馈的预加重等级对DVI信号做预加重处理；

步骤4：步骤3生成的DVI信号经DVI电缆传输；

步骤5：接收端DVI信号自适应均衡处理，根据接收到的信号质量反馈自适应调节均衡增益，来配合传输预加重模块的预加重使接收的信号达到最佳；

步骤6：将步骤5处理后的DVI信号解码；

首先由解码电路将DVI解码成RGB信号，然后在FPGA中根据现实模块所需要的规格生成相应的时序数据，供显示模块显示，与此同时，输入的DVI会与标准的DVI信号做对比，如果传递过来的信号比标准信号幅度高的话，通过算法会得到降低预加重的等级，同时调整均衡增益等级的参数，反之亦然，并反馈步骤3和步骤5；

步骤7：视频信号在显示模块中显示。

2.根据权利要求1所述的视频长距离传输方法，其特征在于，对不同规格的视频输入信号经调整后由视频解码电路解码成常规的RGB数字信号。

3.根据权利要求1所述的视频长距离传输方法，其特征在于，针对不同距离长度的传输电缆和不同的工作环境，在预加重电路中作不同等级的自适应预加重处理。

4.根据权利要求3所述的视频长距离传输方法，其特征在于，对电缆传送过来的DVI信号做自适应均衡处理来配合前面的预加重电路，放大信号中的高频分量，最大程度上复原DVI视频信号。

5.根据权利要求1所述的视频长距离传输方法，其特征在于，将电缆传输后的DVI信号做解码处理，首先由解码电路将DVI解码回RGB信号，然后在FPGA中根据现实模块所需要的规格生成相应的时序数据，供显示模块显示；与此同时，输入的DVI会与标准的DVI信号作对比，通过算法改变预加重和均衡等级的参数反馈给前面的电路。

6.根据权利要求1至5任一项所述的视频长距离传输方法，其特征在于，步骤2中实现信号调整和处理可以在FPGA或者CPLD或者单片机中实现。

7.根据权利要求1至5任一项所述的视频长距离传输方法，其特征在于，步骤6中实现视频信号数据生成可以在FPGA或者CPLD或者单片机中实现。

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