CN108174139A - 一种不同的视频格式转换方法 - Google Patents

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姚彬
封安
万隆
吴志川
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Abstract

本发明属于视频处理、图形图像技术领域，涉及一种不同的视频格式转换方法。本发明通过建立一个多种视频协议数据库来对输入的视频信号进行对比分析和匹配，将视频信号进行归类；其次在对视频信号进行采集的过程中，采用乒乓操作的方式，通过设计双个FIFO缓冲区，对缓冲区中视频数据帧进行逐行扫描及线性插值算法处理，以便将不同的视频数据帧转化为符合IIDC协议格式的分辨率为1920X1080，帧频为60Hz的视频格式，然后将IIDC视频格式的数据按照乒乓操作的方式存入两个新的FIFO缓冲区中；最后从缓冲区中把图像数据按照IIDC视频格式输出，从而实现了到IIDC视频格式1920X1080分辨率，帧频为60Hz的转换。

Description

一种不同的视频格式转换方法
技术领域
本发明属于视频处理、图形图像技术领域，涉及一种不同的视频格式转换方法。
背景技术
基于IEEE1394(以下简称1394)的IIDC是为了实现视频实时传输而定义的一种数据格式。由于1394具有传输速率高，支持热插拔及点到点传输的特点，且IIDC能够支持多种分辨率以及帧率，因此，该视频格式在一些车载、机载系统和民用领域作为光电一体化系统高清视频的通用输出接口使用。由于现有的视觉传感器输出视频协议及分辨率各异，且传输不能组网，不支持热插拔等，在许多场景下都需将不同的视频格式转化为IIDC格式的1920X1080分辨率、60Hz帧频的数据格式。
随着电子技术，大规模集成电路的发展，现场可编程逻辑门阵列(FPGA)正处于革命性的数字信号处理的前沿，因此，研究基于FPGA的多种视频格式向符合IIDC视频格式的转算法具有非常广阔的应用前景，因此，我们在之前研究的基础上提出了更高分辨率1920X1080，帧频为60Hz的多视频格式向IIDC协议格式转换方法。
发明内容
本发明的目的：针对机载、车载等军用领域，及民用领域，设计出一种基于FPGA的多视频格式向符合IIDC视频格式1920X1080，帧频为60Hz的自动转换控制方法。
本发明的技术方案:一种不同的视频格式转换方法，其特征在于，首先，建立一个多种视频协议数据库来对输入的视频信号进行对比分析和匹配，将视频信号进行归类；其次在对视频信号进行采集的过程中，采用乒乓操作的方式，通过设计双个FIFO缓冲区，对缓冲区中视频数据帧进行逐行扫描及线性插值算法处理，以便将不同的视频数据帧转化为符合IIDC协议格式的分辨率为1920X1080，帧频为60Hz的视频格式，然后将IIDC视频格式的数据按照乒乓操作的方式存入两个新的FIFO缓冲区中；最后从缓冲区中把图像数据按照IIDC视频格式输出，从而实现了到IIDC视频格式1920X1080分辨率，帧频为60Hz的转换。
所述视频协议数据库是设计针对各种常用视频协议(包括RawRGB、BT.656、BT.709及SMPTE273)的检测模块，检测模块通过分析一个完整帧图像内行场同步信号的时间间隔及消隐区视频数据的变化规律，判定输入视频是否属于该种协议；
所述视频协议包括RawRGB、BT.656、BT.709及SMPTE273。
所述两个FIFO缓冲区，缓存连续到来的相邻两帧图像的有效像素，对两个FIFO进行乒乓操作，将当前帧图像填充到第一个FIFO中时，对第二个缓冲区的上一帧图像采用逐行扫描及线性插值算法处理转化为1920X1080分辨率大小，并填充到发送缓冲FIFO中；在下一时间周期，将下一帧图像缓存入缓冲FIFO而对第一个缓冲FIFO中的图像帧进行逐行扫描及线性插值算法处理并存入第二个发送缓冲FIFO中；
所述两个新的发送缓冲FIFO中的的视频数据按照IIDC 1920X1080分辨率60Hz帧率视频格式输出，从而实现输入视频到IIDC视频格式的1920X1080分辨率60Hz的转换。
本发明的的有益效果：
附图说明
图1本发明视频格式转换原理图
具体实施方式
如图1所示，本发明所述自动转换控制方法已经在某型模块中成功实施，能够实时动态检测RawRGB、BT.656、BT.709及SMPTE273等协议的视频信号，自动完成视频处理并统一转换为符合符合IIDC的1920X1080，帧频为60H符合IIDC视频格式1920X1080，帧频为60Hz视频格式，视频转换流畅，输出清晰稳定。
本发明采用FPGA实现多种视频格式向符合IIDC的1920X1080分辨率，60Hz帧频格式的自动转换方法。首先，建立一个多种视频协议数据库来对输入的视频信号进行对比分析和匹配；其次在对视频信号进行采集的过程中，采用乒乓操作的方式，通过设计双个FIFO缓冲区，对缓冲区中视频数据帧进行逐行扫描及线性插值算法处理，以便将不同的视频数据帧转化为符合IIDC协议格式的分辨率为1920X1080，帧频为60Hz的视频格式；然后将IIDC视频格式的数据按照乒乓操作的方式存入两个新的FIFO缓冲区中；最后从缓冲区中把图像数据按照IIDC视频格式输出，从而实现了到IIDC视频格式1920X1080分辨率，帧频为60Hz的转换。实现细节具体如下：
1、设计针对各种常用视频协议(包括RawRGB、BT.656、BT.709及SMPTE273)的检测模块，检测模块通过分析一个完整帧图像内行场同步信号的时间间隔及消隐区视频数据的变化规律，判定输入视频是否属于该种协议；
2、将输入视频的数据及控制信号线(HS、VS和DE)分别送入各视频协议检测模块，若某种协议匹配输入视频，则该种协议的检测模块产生高电平使能信号CE，驱动其对应的采集模块，同时其他协议检测模块产生低电平使其后端处对应的视频采集模块处于复位状态；
设计一个多路选择开关控制器，以各视频协议检测模块输出的CE为控制信号量，各视频协议采集模块采集的视频数据流为输入，选通CE为高电平对应的采集视频数据流进行后续的缓存及缩放处理操作；
3、设计两个FIFO缓冲区，缓存连续到来的相邻两帧图像的有效像素，对两个FIFO进行乒乓操作，将当前帧图像填充到第一个FIFO中时，对第二个缓冲区的上一帧图像采用逐行扫描及线性插值算法处理转化为1920X1080分辨率大小，并填充到发送缓冲FIFO中；在下一时间周期，将下一帧图像缓存入缓冲FIFO而对第一个缓冲FIFO中的图像帧进行逐行扫描及线性插值算法处理并存入第二个发送缓冲FIFO中；
4、最后两个发送缓冲FIFO中的的视频数据按照IIDC 1920X1080分辨率60Hz帧率视频格式输出，从而实现输入视频到IIDC视频格式的1920X1080分辨率60Hz的转换。

Claims (5)

1.一种不同的视频格式转换方法，其特征在于，首先，建立一个多种视频协议数据库来对输入的视频信号进行对比分析和匹配，将视频信号进行归类；其次在对视频信号进行采集的过程中，采用乒乓操作的方式，通过设计双个FIFO缓冲区，对缓冲区中视频数据帧进行逐行扫描及线性插值算法处理，以便将不同的视频数据帧转化为符合IIDC协议格式的分辨率为1920X1080，帧频为60Hz的视频格式，然后将IIDC视频格式的数据按照乒乓操作的方式存入两个新的FIFO缓冲区中；最后从缓冲区中把图像数据按照IIDC视频格式输出，从而实现了到IIDC视频格式1920X1080分辨率，帧频为60Hz的转换。
2.如权利要求1所述的不同的视频格式转换方法，其特征在于，所述视频协议数据库是设计针对各种常用视频协议(包括RawRGB、BT.656、BT.709及SMPTE273)的检测模块，检测模块通过分析一个完整帧图像内行场同步信号的时间间隔及消隐区视频数据的变化规律，判定输入视频是否属于该种协议。
3.如权利要求2所述的不同的视频格式转换方法，其特征在于，所述视频协议包括RawRGB、BT.656、BT.709及SMPTE273。
4.如权利要求1-3任意一项所述的不同的视频格式转换方法，其特征在于，所述两个FIFO缓冲区，缓存连续到来的相邻两帧图像的有效像素，对两个FIFO进行乒乓操作，将当前帧图像填充到第一个FIFO中时，对第二个缓冲区的上一帧图像采用逐行扫描及线性插值算法处理转化为1920X1080分辨率大小，并填充到发送缓冲FIFO中；在下一时间周期，将下一帧图像缓存入缓冲FIFO而对第一个缓冲FIFO中的图像帧进行逐行扫描及线性插值算法处理并存入第二个发送缓冲FIFO中。
5.如权利要求4所述的不同的视频格式转换方法，其特征在于，所述两个新的发送缓冲FIFO中的的视频数据按照IIDC 1920X1080分辨率60Hz帧率视频格式输出，从而实现输入视频到IIDC视频格式的1920X1080分辨率60Hz的转换。
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