CN106791598A - 一种具有视频记录及对时功能的显示器 - Google Patents

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李宝全
郑世杰
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Luoyang Institute of Electro Optical Equipment AVIC
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Luoyang Institute of Electro Optical Equipment AVIC
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    • H—ELECTRICITY
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Abstract

本发明涉及一种具有视频记录及对时功能的显示器，由FPGA主控模块、DDR3缓存模块、DSP视频压缩模块、存储阵列模块、IRIG‑B时间码采集模块、视频解码模块、以太网通讯模块、显示驱动模块以及液晶屏等功能模块组成。本发明的优点是集合了传统视频监视器和视频采集卡的各自优点，采用高性能液晶显示器，同时采用高性能硬件处理电路对视频信号进行解码、压缩和记录，具有视频采集显示、压缩记录、回放分析多种功能，特别适合用于光电探测系统中视频信号的研发工作。在实时显示视频信号的同时，可以对视频数据进行压缩/非压缩记录，并对记录数据进行IRIG‑B交流时间码对时，为后期视频数据分析提供极为便利和有效的途径。

Description

一种具有视频记录及对时功能的显示器
技术领域
本发明属于视频对时功能的显示器，具体涉及一种具有视频记录及对时功能的显示器，适用于对机载光电探测系统及视频摄录像系统中视频信号的测试、分析工作。
背景技术
随着光电探测技术的发展，尤其是无人机技术的快速发展，机载光电探测系统及视频摄录像系统已经发展成为飞机作战系统的眼睛，在飞机完成既定任务的过程中扮演着不可替代的角色。
机载光电探测系统及视频摄录像系统多以视频信号与机载航电系统进行交联，视频信号的质量直接影响系统整体作战性能。因此，对于机载光电探测系统及视频摄录像系统中视频信号的测试工作显得尤为重要。
在目前的视频信号测试过程中，多采用视频监视器实时显示观看或者用集成测试设备中的视频采集卡进行采集显示和记录存储。采用视频监视器观看，显示效果较好，但不能进行记录，无法进行后期回放分析。采用视频采集卡的方式，显示效果受限与测试设备的显示器，显示效果较差，由于测试设备属于多任务处理平台，记录视频数据容易产生中断或者卡滞现象。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种具有视频记录及对时功能的显示器，用于对机载光电探测系统及视频摄录像系统中视频信号的测试、分析工作，缩短项目研发周期，提高测试效率。
技术方案
一种具有视频记录及对时功能的显示器，其特征在于包括FPGA主控模块、DDR3缓存模块、DSP视频压缩模块、存储阵列模块、IRIG-B时间码采集模块、视频解码模块、以太网通讯模块、显示驱动模块以及液晶屏；FPGA主控模块分别与显示驱动模块、存储阵列模块、DSP视频压缩模块、DDR3缓存模块、IRIG-B时间码采集模块、视频解码模块和以太网通讯模块相连接，显示驱动模块连接液晶屏；所述FPGA主控模块将原始视频数据送显示驱动模块显示、送视频压缩模块压缩以及将压缩数据送存储模块进行记录；所述DSP视频压缩模块负责对原始视频数据进行压缩，并将压缩数据传输给FPGA主控模块；所述存储阵列模块通过PCIe总线与FPGA主控模块进行交联，负责对压缩视频数据进行存储；所述显示驱动模块接收FPGA主控模块的视频信息并驱动液晶屏实时显示视频画面；所述IRIG-B时间码采集模块接收并解析测试系统中授时设备给出的时间码信号，并将时间码信息提供给FPGA主控模块供视频数据记录对时使用；所述视频解码模块实现视频信号的解码，并将解码之后的原始视频数据送FPGA主控模块进行处理；所述以太网通讯模块用于传输工作指令，上传工作状态，使显示器的工作方式可受控于主控设备。
当在组网工作模式下，以太网通讯模块支持多台显示器组网同时工作，多台显示器接收同一授时设备的IRIG-B交流时间码信号，通过显示器自身的IRIG-B交流时间码对时功能，多台显示器对各自记录的视频数据加注精准时标标记，为后期视频数据的同步分析提供极为便利和有效的途径。
所述存储阵列模块设计容量不低于2TB，视频记录带宽不低于400MB/s，能够满足1080p@60Hz高清视频记录需求。
所述显示驱动模块以及液晶屏的显示分辨率不低于1920×1080，刷新率不低于60Hz。
所述IRIG-B时间码采集模块的对时精度优于0.05ms。
所述视频解码模块需要支持PAL、RGB、DVI和SDI格式。
所述DSP视频压缩模块压缩格式支持H.264和MJPEG，压缩比可设置，最大压缩比支持200：1。
有益效果
本发明提出的一种具有视频记录及对时功能的显示器，由FPGA主控模块、DDR3缓存模块、DSP视频压缩模块、存储阵列模块、IRIG-B时间码采集模块、视频解码模块、以太网通讯模块、显示驱动模块以及液晶屏等功能模块组成。支持多种格式视频信号的实时显示以及对视频数据进行压缩/非压缩记录，同时显示器设计有IRIG-B交流时间码对时功能和1000M以太网通讯功能，工作方式可受控于主控设备，支持多台显示器组网同时工作。该显示器支持PAL、RGB、DVI、SDI等多种视频格式，采集分辨率不低于1920×1080，帧频不低于60Hz，视频记录带宽不低于400MB/s，视频存储容量不低于2TB，对时精度优于0.05ms。本发明的优点是集合了传统视频监视器和视频采集卡的各自优点，采用高性能液晶显示器，同时采用高性能硬件处理电路对视频信号进行解码、压缩和记录，具有视频采集显示、压缩记录、回放分析多种功能，特别适合用于光电探测系统中视频信号的研发工作。在实时显示视频信号的同时，可以对视频数据进行压缩/非压缩记录，并对记录数据进行IRIG-B交流时间码对时，为后期视频数据分析提供极为便利和有效的途径。
附图说明
图1为一种具有视频记录及对时功能的显示器工作原理示意图
图2为一种具有视频记录及对时功能的显示器组网工作模式示意图
图3为一种具有视频记录及对时功能的显示器工作流程示意图
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
具有视频记录及对时功能的显示器的原理示意图如图1所示。显示器自身安装具有自保护功能的XPE操作系统，支持用户开发上层应用程序，因XPE操作系统具有非常强的自保护功能，支持显示器任意关电操作，操作系统不会损坏。
显示器以FPGA主控模块为核心，配合DDR3缓存模块、DSP视频压缩模块、存储阵列模块、IRIG-B时间码采集模块、视频解码模块、以太网通讯模块、显示驱动模块以及液晶屏等功能模块构成一个完整的视频信号测试系统。
FPGA主控模块是显示器的控制核心，负责将原始视频数据送显示驱动模块显示、送视频压缩模块压缩以及将压缩数据送存储模块进行记录。
DSP视频压缩模块负责对原始视频数据进行压缩，并将压缩数据传输给FPGA主控模块，压缩格式支持H.264和MJPEG，压缩比可设置，最大压缩比支持200：1。
存储阵列模块通过PCIe总线与FPGA主控模块进行交联，负责对压缩视频数据进行存储，设计容量不低于2TB，视频记录带宽不低于400MB/s，能够满足1080p@60Hz高清视频记录需求。
高性能显示驱动模块以及液晶屏用于实时显示视频画面，显示分辨率不低于1920×1080，刷新率不低于60Hz。
IRIG-B时间码采集模块可以接收并解析测试系统中授时设备给出的时间码信号，并将时间码信息提供给FPGA主控模块供视频数据记录对时使用，对时精度优于0.05ms。
视频解码模块主要实现视频信号的解码功能，支持PAL、RGB、DVI、SDI等多种格式，并将解码之后的原始视频数据送FPGA主控模块进行处理。
以太网通讯模块用于传输工作指令，上传工作状态，使显示器的工作方式可受控于主控设备，并支持多台显示器组网同时工作。组网工作模式下，多台显示器接收同一授时设备的IRIG-B交流时间码信号，通过显示器自身的IRIG-B交流时间码对时功能，多台显示器对各自记录的视频数据加注精准时标标记，为后期视频数据的同步分析提供极为便利和有效的途径。
当显示器上电工作之后，应用程序自动加载，启动FPGA主控模块及其他硬件模块初始化工作。初始化完成之后，通过以太网接口接收工作方式控制指令，若2s(支持由用户自由设定)时间内没有接收到控制指令，自动转入视频数据自动检测流程，在检测到视频数据之后，按照默认的参数配置将视频数据送显示器显示，同时对视频数据进行压缩和记录。

Claims (7)

1.一种具有视频记录及对时功能的显示器，其特征在于包括FPGA主控模块、DDR3缓存模块、DSP视频压缩模块、存储阵列模块、IRIG-B时间码采集模块、视频解码模块、以太网通讯模块、显示驱动模块以及液晶屏；FPGA主控模块分别与显示驱动模块、存储阵列模块、DSP视频压缩模块、DDR3缓存模块、IRIG-B时间码采集模块、视频解码模块和以太网通讯模块相连接，显示驱动模块连接液晶屏；所述FPGA主控模块将原始视频数据送显示驱动模块显示、送视频压缩模块压缩以及将压缩数据送存储模块进行记录；所述DSP视频压缩模块负责对原始视频数据进行压缩，并将压缩数据传输给FPGA主控模块；所述存储阵列模块通过PCIe总线与FPGA主控模块进行交联，负责对压缩视频数据进行存储；所述显示驱动模块接收FPGA主控模块的视频信息并驱动液晶屏实时显示视频画面；所述IRIG-B时间码采集模块接收并解析测试系统中授时设备给出的时间码信号，并将时间码信息提供给FPGA主控模块供视频数据记录对时使用；所述视频解码模块实现视频信号的解码，并将解码之后的原始视频数据送FPGA主控模块进行处理；所述以太网通讯模块用于传输工作指令，上传工作状态，使显示器的工作方式可受控于主控设备。
2.根据权利要求1所述具有视频记录及对时功能的显示器，其特征在于：当在组网工作模式下，以太网通讯模块支持多台显示器组网同时工作，多台显示器接收同一授时设备的IRIG-B交流时间码信号，通过显示器自身的IRIG-B交流时间码对时功能，多台显示器对各自记录的视频数据加注精准时标标记，为后期视频数据的同步分析提供极为便利和有效的途径。
3.根据权利要求1所述具有视频记录及对时功能的显示器，其特征在于：所述存储阵列模块设计容量不低于2TB，视频记录带宽不低于400MB/s，能够满足1080p@60Hz高清视频记录需求。
4.根据权利要求1所述具有视频记录及对时功能的显示器，其特征在于：所述显示驱动模块以及液晶屏的显示分辨率不低于1920×1080，刷新率不低于60Hz。
5.根据权利要求1所述具有视频记录及对时功能的显示器，其特征在于：所述IRIG-B时间码采集模块的对时精度优于0.05ms。
6.根据权利要求1所述具有视频记录及对时功能的显示器，其特征在于：所述视频解码模块需要支持PAL、RGB、DVI和SDI格式。
7.根据权利要求1所述具有视频记录及对时功能的显示器，其特征在于：所述DSP视频压缩模块压缩格式支持H.264和MJPEG，压缩比可设置，最大压缩比支持200：1。
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