CN107770472B - 一种secam制式模拟电视信号数字化解调方法及数字信号图像恢复方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种SECAM制式模拟电视信号数字化解调方法及数字信号图像恢复方法，基于通用超外差体制或零中频接收机体制的无线电监测平台实现；通过无线电监测的方式获取SECAM模拟电视信号的载波频段，设置6.0MHz的滤波器带宽，对6.0MHz带宽内的信号进行带通滤波，然后对滤波后的信号进行AD采样，完成SECAM制式模拟电视信号数字化；然后实现SECAM制式模拟电视信号数字信号图像恢复；再对恢复后的图像进行图像重组。能够应用于目前大多数无线电监测平台，无需增加额外的硬件成本，即可恢复出SECAM电视信号，能够用于确认场所内是否存在窃视设备，保障保密场所安全。

Description

一种SECAM制式模拟电视信号数字化解调方法及数字信号图 像恢复方法

技术领域

本发明涉及无线电监测领域，特别是涉及一种SECAM制式模拟电视信号数字化解调方法及数字信号图像恢复方法。

背景技术

SECAM(Séquential Couleur Avec Mémoire)制式，意为“按顺序传送彩色与存储”，又称塞康制，是全球三大主要电视广播制式之一。

SECAM制式模拟电视信号在信号传输的过程中，两度信号每行传送，而两个色差信号则逐行依次传送，即用行错开传输时间的办法来避免同时传输时所产生的串色以及由其造成的彩色失真。

SECAM制解码器组成包括有亮度延时线、副载波陷波器、钟形特性带通滤波器、电子开关、限幅器、变频器、视频去加重、鉴频器、触发器及识别电路等，其解调电路原理框图如图1所示。

在无线电监测领域，存在大量窃视设备，其采用的制式多为SECAM模拟制式，而现有的无线电监测平台大多不包含模拟电视信号解码电路，若能利用现有平台完成SECAM制式模拟电视信号发现与确认，将大幅提升对窃视设备的发现效率，提升无线电监测设备使用效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种SECAM制式模拟电视信号数字化解调方法及数字信号图像恢复方法，能够采用通用的软件无线电平台完成SECAM制式的模拟电视信号的解调。

本发明采用的技术方案如下：

一种SECAM制式模拟电视信号数字化解调方法，基于通用超外差体制或零中频接收机体制的无线电监测平台实现；具体方法步骤为：

一、通过无线电监测的方式获取SECAM模拟电视信号的载波频段，设置6.0MHz的滤波器带宽，对6.0MHz带宽内的信号进行带通滤波，然后对滤波后的信号进行AD采样，完成SECAM制式模拟电视信号数字化；

二、实现SECAM制式模拟电视信号数字信号图像恢复；

三、对恢复后的图像进行图像重组；

其中，步骤二的具体方法为：

计算单次采样数据中的最大、最小以及平均值：

最大值为：v_max＝max(V)

最小值为：v_min＝min(V)

平均值为：

计算图像分辨率：图像的高为视频线长L；图像宽为：w＝T/L，向下取整；计算原始数据与图像之间的对应关系：pixel(i,j)＝v_i*w+j

其中，图像像素量化用p(i,j)表示，计算公式为：

其中，V为单次采样数据V＝(v₁ v₂ … v_T)；T为单次采样数据长度；v_i为T长度中每个采样点的值，i＝1,2,…,T；(i,j)为图像像素坐标；

步骤三的具体方法步骤为：

1、对图像进行二值化处理；

2、得到二值化处理后图像的水平方向投影和垂直方向投影；

3、分别找出水平方向投影的最小点坐标x和垂直方向投影的最小点坐标y；

4、根据找出的最小点坐标x和最小点坐标y获取分割点坐标(x，y)。

步骤一中，完成数字化的具体方法为：

计算，

SECAM制式的场频率：f_v＝2*f

单次采样时长：T_D＝1/f

单次采样数据长度：T＝f_s*T_D

单次采样数据：V＝(v₁ v₂ … v_T)

则得到单次采样多余点数：N＝rem(T,L)

每隔k个点丢弃一个点，则：k＝T/N

其中，f为SECAM制式的帧率；f_s为采样率。

一种SECAM制式模拟电视信号数字信号图像恢复方法，具体方法为：

计算单次采样数据中的最大、最小以及平均值：

最大值为：v_max＝max(V)

最小值为：v_min＝min(V)

平均值为：

计算图像分辨率：图像的高为视频线长L；图像宽为：w＝T/L，向下取整；计算原始数据与图像之间的对应关系：pixel(i,j)＝v_i*w+j

其中，图像像素量化用p(i,j)表示，计算公式为：

其中，V为单次采样数据V＝(v₁ v₂ … v_T)；T为单次采样数据长度；v_i为T长度中每个采样点的值，i＝1,2,…,T；(i,j)为图像像素坐标；

对恢复后的图像进行图像重组，具体方法步骤为：

1、对图像进行二值化处理；

2、得到二值化处理后图像的水平方向投影和垂直方向投影；

3、分别找出水平方向投影的最小点坐标x和垂直方向投影的最小点坐标y；

4、根据找出的最小点坐标x和最小点坐标y获取分割点坐标(x，y)。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：无需专用模拟电路或者视频芯片，不会增加硬件成本；无需提取模拟视频信号的场同步信号，从图像处理层面上完成图像重组，算法复杂度低且效果良好。本发明能够应用于目前大多数无线电监测平台，无需增加额外的硬件成本，即可恢复出SECAM电视信号，能够用于确认场所内是否存在窃视设备，保障保密场所安全。

附图说明

图1为现有技术SECAM制式专用解码电路框图。

图2为零中频接收机基本架构。

图3为超外差接收机架构。

图4为本发明数字化解调流程图。

图5为SECAM信号数字化流程。

图6为图像重组流程图。

图7为重组示意图。

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，对本发明进行进一步详细说明。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。

本说明书(包括摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

常规的SECAM制式模拟电视信号解调需要专用的模拟电路或者专用解码芯片，而通用的软件无线电平台不具备相关硬件。

本发明提供了一种SECAM制式模拟电视信号数字化解调方法，基于通用超外差体制(如图3所示)或零中频接收机体制(如图2所示)的无线电监测平台实现；如图4所示，具体方法步骤为：

一、通过无线电监测的方式获取SECAM模拟电视信号的载波频段，设置6.0MHz的滤波器带宽，对6.0MHz带宽内的信号进行带通滤波，然后对滤波后的信号进行AD采样，完成SECAM制式模拟电视信号数字化；

二、实现SECAM制式模拟电视信号数字信号图像恢复；

三、对恢复后的图像进行图像重组。

本发明申请方案不依赖于专用模拟电路或者视频解码芯片，采用通用的轻量级软件无线电平台即可实现针对SECAM制式的模拟电视信号数字化解码，不会增加硬件成本。

在本发明的一个具体实施例中，步骤二的具体方法为：

计算单次采样数据中的最大、最小以及平均值：

最大值为：v_max＝max(V)

最小值为：v_min＝min(V)

平均值为：

计算图像分辨率：图像的高为视频线长L；图像宽为：w＝T/L，向下取整；由于数字化后的原始数据对应于将图像按行拉直之后的数据，首先需要计算原始数据与图像之间的对应关系：pixel(i,j)＝v_i*w+j

其中，图像像素量化用p(i,j)表示，计算公式为：

其中，V为单次采样数据V＝(v₁ v₂ … v_T)；T为单次采样数据长度；v_i为T长度中每个采样点的值，i＝1,2,…,T；(i,j)为图像像素坐标。

由于在图像数字化的过程中没有进行场同步信号提取，会导致图像在恢复的过程中乱序，因此，需要对图像进行重组。在本发明的一个具体实施例中，如图6所示，采用图像处理的方式进行图像重组解决这一问题，步骤三的具体方法步骤为：

1、对图像进行二值化处理；

2、得到二值化处理后图像的水平方向投影和垂直方向投影；

3、分别找出水平方向投影的最小点坐标x和垂直方向投影的最小点坐标y；

4、根据找出的最小点坐标x和最小点坐标y获取分割点坐标(x，y)。

如图7所示为图像重组前后的一个示意图。在本技术方案中，无需提取模拟视频信号的场同步信号，从图像处理层面上完成图像重组，算法复杂度低且效果良好。

如图5所示，SECAM信号的数字化流程中，将单次采样T个点后传至上位机。完成数字化的具体方法为：

计算，

SECAM制式的场频率：f_v＝2*f

单次采样时长：T_D＝1/f

单次采样数据长度：T＝f_s*T_D

单次采样数据：V＝(v₁ v₂ … v_T)

由于发射端与接收端时钟存在一定偏差，需要计算多余点数N，则得到单次采样多余点数：N＝rem(T,L)

N个丢弃的点需要均匀的分布在单次采样数据长度中，需要计算每隔k个点丢弃一个点，则：k＝T/N

其中，f为SECAM制式的帧率；f_s为采样率。

本发明还提供了一种SECAM制式模拟电视信号数字信号图像恢复方法，具体方法为：

计算单次采样数据中的最大、最小以及平均值：

最大值为：v_max＝max(V)

最小值为：v_min＝min(V)

平均值为：

计算图像分辨率：图像的高为视频线长L；图像宽为：w＝T/L，向下取整；由于数字化后的原始数据对应于将图像按行拉直之后的数据，首先需要计算原始数据与图像之间的对应关系：pixel(i,j)＝v_i*w+j

其中，图像像素量化用p(i,j)表示，计算公式为：

其中，V为单次采样数据V＝(v₁ v₂ … v_T)；T为单次采样数据长度；v_i为T长度中每个采样点的值，i＝1,2,…,T；(i,j)为图像像素坐标；

对恢复后的图像进行图像重组，具体方法步骤为：

1、对图像进行二值化处理；

2、得到二值化处理后图像的水平方向投影和垂直方向投影；

3、分别找出水平方向投影的最小点坐标x和垂直方向投影的最小点坐标y；

4、根据找出的最小点坐标x和最小点坐标y获取分割点坐标(x，y)。

Claims (3)

1.一种SECAM制式模拟电视信号数字化解调方法，其特征在于：基于通用超外差体制或零中频接收机体制的无线电监测平台实现；具体方法步骤为：

一、通过无线电监测的方式获取SECAM模拟电视信号的载波频段，设置6.0MHz的滤波器带宽，对6.0MHz带宽内的信号进行带通滤波，然后对滤波后的信号进行AD采样，完成SECAM制式模拟电视信号数字化；

二、实现SECAM制式模拟电视信号数字信号图像恢复；

三、对恢复后的图像进行图像重组；

其中，步骤二的具体方法为：

计算单次采样数据中的最大、最小以及平均值：

最大值为：v_max＝max(V)

最小值为：v_min＝min(V)

平均值为：

计算图像分辨率：图像的高为视频线长L；图像宽为：w＝T/L，向下取整；计算原始数据与图像之间的对应关系：pixel(i,j)＝v_i*w+j；

其中，图像像素量化用p(i,j)表示，计算公式为：

其中，V为单次采样数据V＝(v₁ v₂ v₃ ... v_T)；T为单次采样数据长度；v_m为T长度中每个采样点的值，m＝1,2,...,T,(i,j)为图像像素坐标；

步骤三的具体方法步骤为：

1、对图像进行二值化处理；

2、得到二值化处理后图像的水平方向投影和垂直方向投影；

3、分别找出水平方向投影的最小点坐标x和垂直方向投影的最小点坐标y；

4、根据找出的最小点坐标x和最小点坐标y获取分割点坐标(x，y)。

2.根据权利要求1所述的数字化解调方法，其特征在于：步骤一中，完成数字化的具体方法为：

计算SECAM制式的场频率：f_v＝2*f

单次采样时长：T_D＝1/f

单次采样数据长度：T＝f_s*T_D

单次采样数据：V＝(v₁ v₂ v₃ ... v_T)

则得到单次采样多余点数：N＝rem(T,L)

每隔k个点丢弃一个点，则：k＝T/N

其中，f为SECAM制式的帧率；f_s为采样率。

3.一种SECAM制式模拟电视信号数字信号图像恢复方法，具体方法为：

计算单次采样数据中的最大、最小以及平均值：

最大值为：v_max＝max(V)

最小值为：v_min＝min(V)

平均值为：

计算图像分辨率：图像的高为视频线长L；图像宽为：w＝T/L向下取整；计算原始数据与图像之间的对应关系：pixel(i,j)＝v_i*w+j；

其中，图像像素量化用p(i,j)表示，计算公式为：

其中，V为单次采样数据V＝(v₁ v₂ v₃ ... v_T)；T为单次采样数据长度；v_m为T长度中每个采样点的值，m＝1,2,...,T,(i,j)为图像像素坐标；

对恢复后的图像进行图像重组，具体方法步骤为：

1、对图像进行二值化处理；

2、得到二值化处理后图像的水平方向投影和垂直方向投影；

3、分别找出水平方向投影的最小点坐标x和垂直方向投影的最小点坐标y；

4、根据找出的最小点坐标x和最小点坐标y获取分割点坐标(x，y)。

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