CN110753195A - 一种高稳定性的视频触发方法及数字示波器 - Google Patents

Abstract

一种高稳定性的视频触发方法及数字示波器，其中视频触发方法包括：获取并对视频信号进行低通滤波以滤除视频信号中的高频分量，得到滤波信号；检测滤波信号中各个负脉冲的最小谷值，结合预设的迟滞窗口大小计算得到比较电平；根据比较电平对滤波信号进行数字比较，生成同步信号；根据同步信号进行视频触发处理，得到触发信号；依据触发信号控制存储且显示视频信号上触发位置附近的信号波形。由于结合负脉冲的最小谷值和迟滞窗口大小来计算得到比较电平，那么可以在每个更新周期内对滤波信号进行数字比较，实现比较电平自适应跟随的应用效果，有效避免以往比较电平固定不变的应用局限性，同时可以最大程度上降低滤波信号上叠加噪声的干扰作用。

Description

一种高稳定性的视频触发方法及数字示波器

技术领域

本发明涉及示波器触发技术领域，具体涉及一种高稳定性的视频触发方法及数字示波器。

背景技术

模拟视频信号是指载有连续视频画面的模拟电信号，以前电台所播放的电影、电视节目都是使用模拟视频信号在设备间传输视频画面内容。由于传输的是连续的视频画面，因此模拟视频信号在时间上有行、场、帧频的概念，同时在电信号幅值变化上包含有视频内容的色度、亮度信息，一些模拟视频信号传输类型甚至在信号中包含了音频信息。目前主流的模拟视频信号主要有三种格式：NTSC、PAL和SECAM。这里以NTSC为例简单地对模拟视频信号进行说明。

NTSC（National Television System Committee，简称N制）制式是由美国国家电视标准委员会制定的彩色电视广播标准，这种制式的色度信号调制包括了平衡调制和正交调制两种，解决了彩色黑白电视广播的兼容问题，但存在相位容易失真、色彩不太稳定的缺点。可以将NTSC制式的模拟视频信号当做类似于周期性的信号，每个“周期”可以看做是一帧视频画面中的一行内容，每行中的电压信号变化表示着该行的亮度和色度信息，并且该模拟视频信号中的每个“周期”内包含有同步信号(Sync Tip)，分离出同步信号就可以清晰地将视频信号中行、场识别出来。同步信号是识别模拟视频信号中的行、场的一个重要标志，示波器中的视频触发功能就是基于Sync Tip来实现的，那么基于NTSC制式模拟视频信号的信号特性，可以设置触发条件让示波器在模拟视频信号的任意行、场处发生触发，从而捕获该处信号的波形。

目前，从模拟视频信号中分离出同步信号的方案是采用专门的视频信号解码芯片，如LMH1981，若将此类视频信号解码芯片应用在示波器中来实现视频触发功能时，会额外增加示波器的硬件成本，并且比较适宜处理较为理想的模拟视频信号，面对非理想的模拟视频信号往往会发生视频触发错误的情形。在专利文献（CN201210378445.4）提供的技术方案中虽然省去了视频信号解码芯片，但其简单地基于数字比较器来分离同步信号的做法还存在一些缺陷，判断正负脉宽的方式无法正确地识别同步信号，并且用固定的比较电平也无法准确地分离同步信号；因为，在实际应用中模拟视频信号会叠加一些低频扰动信号，在存在低频扰动的情况下分离出来的信号是不能稳定触发的。由此可知，现有示波器针对NTSC制式信号进行视频触发的过程中，需要用户设置触发比较电平，无法自动识别比较电平，固定形式的比较电平会引起抗干扰能力弱的问题；并且触发电压一旦被设置后，如果模拟视频信号上存在低频绕动，则设置的触发比较电平将无法适应当前的扰动，最后导致视频触发不稳定的现象，甚至操作示波器视频触发失败的严重问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是如何克服现有示波器中视频触发不稳定的问题。为解决上述技术问题，本申请提供一种示波器的视频触发方法及数字示波器。

根据第一方面，一种实施例中提供一种高稳定性的视频触发方法，包括：获取并对视频信号进行低通滤波以滤除所述视频信号中的高频分量，得到滤波信号；其中所述高频分量用于携带所述视频信号对应的每一帧视频画面中各个显示行的亮度信息和色度信息；检测所述滤波信号中各个负脉冲的最小谷值，结合预设的迟滞窗口大小计算得到比较电平；根据所述比较电平对所述滤波信号进行数字比较，生成同步信号；其中所述同步信号包括多个场分量和多个行分量，所述场分量、所述行分量分别用于识别每一帧视频画面中各个显示场和各个显示行，且多个连续的显示行构成一个显示场，至少两个连续的显示场构成一帧视频画面；根据所述同步信号进行视频触发处理，得到触发信号；依据所述触发信号控制存储且显示所述视频信号上触发位置附近的信号波形。

所述获取并对视频信号进行低通滤波以滤除所述视频信号中的高频分量，得到滤波信号，包括：根据所述视频信号的制式自适应确定低通滤波的截止频率，对所述视频信号中超过所述截止频率的高频分量进行滤除，由低通滤波后的所述视频信号形成滤波信号；所述视频信号的制式包括信号类型、有效显示格式、显示比例和帧频率。

所述检测所述滤波信号中各个负脉冲的最小谷值，结合预设的迟滞窗口大小计算得到比较电平，包括：根据所述视频信号的制式确定每一帧视频画面中所述显示行的周期，且将所述显示行的周期整数倍设为更新周期，在所述更新周期内检测各个所述滤波信号上各个负脉冲的最小谷值；将所述最小谷值加上一个或多个预设的迟滞窗口大小，计算得到所述滤波信号上针对所述更新周期内信号的比较电平；在下一个所述更新周期内，重新计算且更新所述比较电平；所述迟滞窗口大小由设于所述滤波信号的通道上的迟滞比较器生成，用于降低所述迟滞比较器相对于所述滤波信号上叠加噪声的敏感性。

所述根据所述比较电平对所述滤波信号进行数字比较，生成同步信号，包括：在每一个所述更新周期内，利用所述滤波信号上和所述更新周期对应的信号与针对所述更新周期内信号的比较电平进行数字比较，将小于或等于所述比较电平的信号设为第一值，大于所述比较电平的信号设为第二值，且第一值小于第二值；根据比较结果中所设的第一值和第二值生成同步信号，所述同步信号为矩形波且矩形波的每个波谷对应于所述场分量或所述行分量。

所述根据所述同步信号进行视频触发处理，得到触发信号，依据所述触发信号控制存储且显示所述视频信号上触发位置附近的信号波形，包括：检测所述同步信号中各个波谷的脉宽，在连续多个波谷的脉宽等于预设的第一值时确定该连续多个波谷为所述场分量，在一波谷的脉宽等于预设的第二值时确定该波谷为所述行分量；对确定的各个所述场分量和各个所述行分量进行顺序标记，将标记结果与预设的视频触发条件进行比较，利用比较结果产生触发信号；根据所述触发信号对应的所述场分量和所述行分量确定所述视频信号上的触发位置，将所述视频信号上的触发位置附近的信号波形进行数字存储和波形显示。

根据第二方面，一种实施例中提供一种数字示波器，包括：信号输入通道，用于将外部输入的模拟视频信号转换为数字化的视频信号；处理电路，与所述信号输入通道连接，用于根据上述第一方面中所述视频触发方法来控制存储且显示所述视频信号上触发位置附近的信号波形；存储器，与所述处理电路连接，用于数字存储所述处理电路控制存储的信号波形；显示器，与所述处理电路连接，用于显示所述处理电路控制显示的信号波形。

所述处理电路包括：滤波电路，与所述信号输入通道连接，用于对所述视频信号进行低通滤波以滤除所述视频信号中的高频分量，输出滤波信号；检测电路，与所述滤波电路连接，用于检测所述滤波信号中各个负脉冲的最小谷值，结合预设的迟滞窗口大小计算得到比较电平；比较电路，与所述滤波电路和所述检测电路连接，用于根据所述比较电平对所述滤波信号进行数字比较，生成同步信号；视频触发电路，与所述比较电路连接，用于根据所述同步信号进行视频触发处理且产生触发信号；控制电路，与所述信号输入通道、所述视频触发电路、所述存储器和所述显示器连接，用于依据所述触发信号控制存储且显示触发位置附近的信号波形。

所述信号输入通道包括多个子通道，所述处理电路还包括设于所述信号输入通道和所述滤波电路之间的信号源选择电路；各个所述子通道分别用于接收一路模拟视频信号，且将接收的模拟视频信号转化为数字化的视频信号；所述信号源选择电路用于选择各个所述子通道中输出的一路所述视频信号，且将该路视频信号传输至所述滤波电路。

所述子通道包括调理电路和模数转换电路，所述调理电路用于对接收的模拟视频信号进行降噪处理，所述模数转换电路用于将降噪的模拟视频信号转化为数字化的视频信号。

根据第三方面，一种实施例中提供一种计算机可读存储介质，包括程序，所述程序能够被处理器执行以实现上述第一方面中所述的视频触发方法。

本申请的有益效果是：

依据上述实施例的一种高稳定性的视频触发方法及数字示波器，其中视频触发方法包括：获取并对视频信号进行低通滤波以滤除视频信号中的高频分量，得到滤波信号；检测滤波信号中各个负脉冲的最小谷值，结合预设的迟滞窗口大小计算得到比较电平；根据比较电平对所述滤波信号进行数字比较，生成同步信号；根据同步信号进行视频触发处理，得到触发信号；依据触发信号控制存储且显示视频信号上触发位置附近的信号波形。第一方面，由于对视频信号进行低通滤波来滤除视频信号中的高频分量，如此可以将高频分量衰减到不会对负脉冲产生任何影响的程度，利于提高后续进行视频触发处理的精确度和稳定性；第二方面，由于结合负脉冲的最小谷值和迟滞窗口大小来计算得到比较电平，那么可以在比较电平的更新周期内对滤波信号进行数字比较，实现比较电平自适应跟随的应用效果，有效避免以往比较电平固定不变的应用局限性，同时可以最大程度上降低滤波信号上叠加噪声的干扰作用； 第三方面，由于在得到比较电平时，为最小谷值加上了一个或多个迟滞窗口大小，使得针对同步信号的幅值范围可以实现同步信号的自适应，在进行视频触发处理时无需人为调整同步信号，从而生成稳定精度更高、抗干扰能力更强的同步信号；第四方面，本申请是在诸如FPGA的处理电路中将同步信号从视频信号中分离出来，并实现视频触发处理，使得数字示波器的整体电路结构更加简化，节省硬件成本，具有较高的实用价值；第五方面，由于输入比较电路的比较电平是通过检测电路获取的，那么在实际应用中当被测的视频信号上叠加有低频扰动或者是直流偏置时，检测电路依然能够通过电平的动态跟踪输出可以供比较电路分离出同步信号的比较电平，利于增强视频触发电路的工作稳定性。

附图说明

图1为本申请中高稳定性的视频触发方法的流程图；

图2为计算得到比较电平的流程图；

图3为数字比较生成同步信号的流程图；

图4为视频触发处理得到触发信号以及对信号波形进行数字存储和波形显示的流程图；

图5为由亮度通道和色度通道合成视频信号的原理示意图；

图6为对视频信号中每一个显示行进行分解的示意图；

图7为对视频信号进行低通滤波的原理示意图；

图8为根据比较电平进行数字比较生成同步信号的示意图；

图9为同步信号的波形结构示意图；

图10为本申请中数字示波器的整体结构示意图；

图11为数字示波器的详细结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。

实施例一、

请参考图1，本申请公开一种高稳定性的视频触发方法，包括步骤S100-S500，下面分别说明。

步骤S100，获取并对视频信号进行低通滤波以滤除视频信号中的高频分量，得到滤波信号；其中的高频分量用于携带视频信号对应的每一帧视频画面中各个显示行的亮度信息和色度信息。

需要说明的是，这里的视频信号是指电视信号、静止图象信号和可视电视图象信号，应该是任意一种制式（NTSC、PAL和SECAM）模拟视频信号的数字化形式，其可以通过模数采样得到，如此可以以数字处理的方式对视频信号进行低通滤波。

例如图5和图6中示意的NTSC制式的视频信号，其信号类型为复合视频信号，有效显示格式为525个显示行（逐行扫描，每帧形成两个显示场），显示比例为4:3（或者为1080p/60），帧频率为30fps；那么，可以根据视频信号的IRE划分标准（视频安全黑色到视频安全白色之间平分成100份的电平，定义为100个IRE单位，即0～100IRE）来划分理想状态下NTSC制式视频信号的行消影部分和有效视频内容部分，在一个显示行对应的视频信号内，行消影部分存在低于0IRE的同步脉冲以用来标记显示行，并且同步脉冲的理想脉宽、理想谷值分别为4.7us和-40IRE，有效视频内容部分包括介于0~100IRE之间的亮度信息和色度信息。此外，NTSC制式视频信号中的每一帧视频画面分为两个显示场，第一个显示场包括1~263的显示行，第二个显示场包括264~525的显示行，每个显示场的前9个显示行不具有画面显示作用且包含有3个特殊行以用来标记显示场。

在一个具体实施例中，获取视频信号之后，可以根据视频信号的制式自适应确定低通滤波的截止频率，对视频信号中超过截止频率的高频分量进行滤除，由低通滤波后的视频信号形成滤波信号。这里的视频信号的制式包括信号类型、有效显示格式、显示比例和帧频率。

参见图7中示意的低通滤波的原理，由于视频信号要图像的要求，行消影部分中存在着少量的高频分量，而有效视频内容部分则存在着诸如大量的亮度信息、色度信息的高频分量，有噪声干扰情况下高频分量还会超过0~100IRE的要求，此时便会对同步脉冲造成检测上的干扰。因此，可以根据视频信号的制式设置合适的截止频率，来滤除掉截止频率以上的高频分量，甚至全部滤除高频分量，从而使得高频分量在IRE表示上不对同步脉冲造成干扰。

步骤S200，检测滤波信号中各个负脉冲的最小谷值，结合预设的迟滞窗口大小计算得到比较电平。在一个具体实施例中，参见图2，该步骤S200可以包括步骤S210-S220，分别说明如下。

步骤S210，根据视频信号的制式确定每一帧视频画面中显示行的周期，且将显示行的周期整数倍设为更新周期，在更新周期内检测各个滤波信号上各个负脉冲的最小谷值。

例如，对于NTSC制式的视频信号，根据其帧频率为30fps、每帧视频画面显示行为525，所以可以将该视频信号看作是一个类似于周期性的信号，每个“周期”看作是一帧视频画面中的一行内容，每行中的电压信号表示着该行的亮度信息和色度信息，如此可以得到每个显示行的周期为1/30/525s，也就是图6中一个显示行对应的视频信号的周期。那么可以设置该周期的5倍作为更新周期，在每一次的更新周期内，检测该更新周期内包含的5个负脉冲（即小于0IRE的同步脉冲）的最小谷值，如果5个负脉冲的谷值在-45~-35IRE之间，则最小谷值为-45IRE。

步骤S220，将最小谷值加上一个或多个预设的迟滞窗口大小，计算得到滤波信号上针对更新周期内信号的比较电平；在下一个更新周期内，重新计算且更新比较电平。

需要说明的是，迟滞窗口大小由设于滤波信号的通道上的迟滞比较器生成，迟滞窗口大小用于降低迟滞比较器相对于滤波信号上叠加噪声的敏感性。迟滞比较其的功能是将输入的电压信号V _in 与阈值电平V _h 、V _l 进行比较，当V _in >V _h 时，输出为1；V _in <V _l 时，输出为0；V _in 介于V _h 与V _l 之间时，则输出保持原信号。迟滞窗大小就是V _h -V _l ，迟滞窗的存在可以降低迟滞比较器对V _in 上的噪声的敏感性，使得V _in 上的噪声不会导致迟滞比较器的输出结果频繁变化。但是也应该设置合适的迟滞窗大小，迟滞窗过小会导致迟滞比较器对V _in 的灵敏度提高，迟滞窗过大会导致迟滞比较器无法捕捉到介于V _l 和V _h 之间的电压变化。

通常情况下迟滞窗大小根据V _in 的信噪比而定义，比如10IRE的迟滞窗大小，那么若一个更新周期内的最小谷值为-45IRE时，可以加上两倍的迟滞窗大小，从而计算得到针对该更新周期内信号的比较电平，且为-25IRE；若下一个更新周期内的最小谷值为-40IRE时，可以加上两倍的迟滞窗大小，从而计算得到针对下一个更新周期内信号的比较电平，且为-20IRE。

步骤S300，根据比较电平对滤波信号进行数字比较，生成同步信号。这里的同步信号包括多个场分量和多个行分量，其中场分量、行分量分别用于识别每一帧视频画面中各个显示场和各个显示行，且多个连续的显示行构成一个显示场，至少两个连续的显示场构成一帧视频画面。

在一个具体实施例中，参见图3，该步骤S300可以包括步骤S310-S350，分别说明如下。

步骤S310，在每一个更新周期内，利用滤波信号上和更新周期对应的信号与针对更新周期内信号的比较电平进行数字比较。参见图8，对于NTSC制式的视频信号在经过低通滤波后得到的滤波信号，在处理一个更新周期内的每一显示行对应的滤波信号时，可以将滤波信号与比较电平进行数字比较，比较判断在步骤S320中进行。

步骤S320，判断滤波信号上和更新周期对应的信号是否小于或等于针对更新周期内信号的比较电平，若是则进入步骤S330，反之进入步骤S340。

例如图8，若行消影部分内同步脉冲的谷值为-40IRE左右，比较电平为-20IRE，那么将只有同步脉冲处的电平值小于比较电平，而其它部分的电平值将军高于比较电平。

步骤S330，将小于或等于比较电平的信号设为第一值（比如0），具体可以是图8中在同步信号上设置的第一值。

步骤S340，大于比较电平的信号设为第二值，且第一值小于第二值（比如1），具体可以是图8中在同步信号上设置的第二值。

步骤S350，根据比较结果中所设的第一值和第二值生成同步信号。参见图9中示意的同步信号，显示了NTSC制式下一帧视频画面中两个显示场和525个显示行所对应的同步信号波形，可以发现，该同步信号为矩形波且矩形波的每个波谷对应于场分量或行分量。

需要说明的是，在图9中，显示场1包括1~263的显示行，其中1~9行不携带有效视频内容，仅10~263行携带有效视频内容，并且通过4~6的特殊行来标记显示场1；显示场2包括264~525的显示行，其中264~272行不携带有效视频内容，仅273~525行携带有效视频内容，并且通过267~269的特殊行来标记显示场2。由于不携带有效视频内容对应的显示行的波谷脉宽，与携带有效视频内容对应显示行的波谷脉宽之间存在差异，所以可以根据波谷脉宽来形成场分量和行分量，以此通过场分量区分显示场1和显示场2，通过行分量区分显示行1至显示行525。

步骤S400，根据同步信号进行视频触发处理，得到触发信号。在一个具体实施例中，参见图4，该步骤S400可以包括步骤S410-S420，分别说明如下。

步骤S410，检测同步信号中各个波谷的脉宽，在连续多个波谷的脉宽等于预设的第一值时确定该连续多个波谷为场分量（比如图9中示意的场分量），在一波谷的脉宽等于预设的第二值（4.7us）时确定该波谷为行分量（比如图9中示意的行分量）。

步骤S420，对确定的各个场分量和各个行分量进行顺序标记，将标记结果与预设的视频触发条件进行比较，利用比较结果产生触发信号。

例如图9，对于显示场1中的场分量1，以及行分量10至行分量263，如果视频触发条件为显示场1的第20个显示行触发，则将会分别比较场分量和行分量的值，直至确定场分量1和行分量20满足条件为止，此时产生触发信号。

步骤S500，依据触发信号控制存储且显示述视频信号上触发位置附近的信号波形。在一个具体实施例中，参见图4，该步骤S500可以包括步骤S510-S520，分别说明如下。

步骤S510，根据触发信号对应的场分量和行分量确定视频信号上的触发位置。例如，若在场分量1和行分量20时产生了触发信号，那么可以方便地利用场分量1和行分量20确定显示场1的第20个显示行所对应的视频信号，以及确定该处视频信号上行消影部分内的同步脉冲，从而将该同步脉冲作为视频信号上的触发位置。

步骤S520，控制将视频信号上的触发位置附近的信号波形进行数字存储和波形显示。例如，若确定显示场1的第20个显示行所对应的视频信号内存在作为触发位置的同步脉冲，那么可以将该同步脉冲所在的行消影部分和其后的有效视频内容部分的信号波形进行数字存储和波形显示。

本领域的技术人员可以理解，在应用本实施例提供的高稳定性的视频触发方法时，可以达到以下技术优势：（1）对视频信号进行低通滤波来滤除视频信号中的高频分量，如此可以将高频分量衰减到不会对负脉冲产生任何影响的程度，利于提高后续进行视频触发处理的精确度和稳定性；（2）结合负脉冲的最小谷值和迟滞窗口大小来计算得到比较电平，那么可以在比较电平的更新周期内对滤波信号进行数字比较，实现比较电平自适应跟随的应用效果，有效避免以往比较电平固定不变的应用局限性，同时可以最大程度上降低滤波信号上叠加噪声的干扰作用；（3）在得到比较电平时，为最小谷值加上了一个或多个迟滞窗口大小，使得针对同步信号的幅值范围可以实现同步信号的自适应，在进行视频触发处理时无需人为调整同步信号，从而生成稳定精度更高、抗干扰能力更强的同步信号。

实施例二、

请参考图10，在实施例一中公开的视频触发方法的基础上，本申请还公开一种数字示波器，包括信号输入通道11、处理电路12、存储器13和显示器14。

信号输入通道11在数字示波器的接口面板上形成有输入接口，该输入接口可以连接外部的模拟视频信号线，而信号输入通道11主要用于将外部输入的模拟视频信号转换为数字化的视频信号，并将数字化的视频信号传送至处理电路12以进行视频触发处理。

处理电路12与信号输入通道11连接，用于根据实施例一中公开的视频触发方法来控制存储且显示视频信号上触发位置附近的信号波形。具体地，处理电路12对视频信号进行低通滤波以滤除视频信号中的高频分量，得到滤波信号；处理电路12检测滤波信号中各个负脉冲的最小谷值，结合预设的迟滞窗口大小计算得到比较电平；处理电路12根据比较电平对滤波信号进行数字比较，生成同步信号；处理电路根据同步信号进行视频触发处理，得到触发信号，以及依据触发信号控制存储且显示视频信号上触发位置附近的信号波形。

存储器13与处理电路12连接，用于数字存储处理电路12控制存储的信号波形。存储器13可以是随机存取存储器、缓存器等类型，具有随时存入、取出数据的性能。

显示器14与处理电路12连接，用于显示处理电路12控制显示的信号波形。具体地，处理电路12可以先将控制存储的信号波形存入至存储器13中，在需要显示时，处理电路12再从存储器13中读取相关的信号波形，然后发送至显示器14进行显示。当然在另一个具体实施例中，为满足实时存储和实时显示的要求，处理电路12还可以在获得视频信号上触发位置附近的信号波形之后，直接控制发送至存储器13且在存储器13内进行实时存储，同时直接控制发送至显示器14且在显示器14上进行实时显示。

在本实施例中，参见图11，处理电路12可以采用可编程逻辑器件（FPGA），且包括滤波电路121、检测电路122、比较电路123、视频触发电路124和控制电路125，分别说明如下。

滤波电路121与信号输入通道11连接，用于对视频信号进行低通滤波以滤除视频信号中的高频分量，输出滤波信号；其中的高频分量用于携带视频信号对应的每一帧视频画面中各个显示行的亮度信息和色度信息。关于滤波电路121的功能可以具体参考实施例一中的步骤S100，这里不再进行赘述。

检测电路122与滤波电路121连接，用于检测滤波信号中各个负脉冲的最小谷值，结合预设的迟滞窗口大小计算得到比较电平；其中，迟滞窗口大小由设于滤波信号的通道上的迟滞比较器生成，迟滞窗口大小用于降低迟滞比较器相对于滤波信号上叠加噪声的敏感性。关于检测电路122的功能可以具体参考实施例一中的步骤S200，这里不再进行赘述。

比较电路123与滤波电路121和检测电路122连接，用于根据比较电平对滤波信号进行数字比较，生成同步信号；这里的同步信号包括多个场分量和多个行分量，其中场分量、行分量分别用于识别每一帧视频画面中各个显示场和各个显示行，且多个连续的显示行构成一个显示场，至少两个连续的显示场构成一帧视频画面。关于比较电路123的功能可以具体参考实施例一中的步骤S300，这里不再进行赘述。

视频触发电路124与比较电路123连接，用于根据同步信号进行视频触发处理且产生触发信号。关于视频触发电路124的功能可以具体参考实施例一中的步骤S400，这里不再进行赘述。

控制电路125与信号输入通道11、视频触发电路124、存储器13和显示器14连接，用于依据触发信号控制存储且显示触发位置附近的信号波形。关于控制电路125的功能可以具体参考实施例一中的步骤S500，这里不再进行赘述。

进一步地，参见图11，信号输入通道11包括多个子通道，例如子通道1和子通道2，处理电路12还包括设于信号输入通道11和滤波电路121之间的信号源选择电路126。

其中，各个子通道分别用于接收一路模拟视频信号，且将接收的模拟视频信号转化为数字化的视频信号。例如子通道1接收NTSC制式的模拟视频信号1，子通道2接收PAL制式的模拟视频信号2，从而分别处理得到视频信号1、视频信号2且传送至信号源选择电路126。

其中，信号源选择电路126用于选择各个子通道中输出的一路视频信号（比如视频信号1），且将该路视频信号（比如视频信号1）传输至滤波电路121。

进一步地，参见图11，信号输入通道11内的每个子通道包括调理电路和模数转换电路，例如子通道1包括调理电路1和模数转换电路1，子通道2包括调理电路2和模数转换电路2。其中，调理电路用于对接收的模拟视频信号进行降噪处理，模数转换电路用于将降噪的模拟视频信号转化为数字化的视频信号。由于调理电路和模数转换电路（ADC）均为常见的电路，属于现有技术，所以这里不再对其进行详细说明。

本申请的技术人员可以理解，在使用本实施例中公开的数字示波器时，可以达到以下技术优势：（1）在诸如FPGA的处理电路中将同步信号从视频信号中分离出来，并实现视频触发处理，使得数字示波器的整体电路结构更加简化，节省硬件成本，具有较高的实用价值；（2）输入比较电路的比较电平是通过检测电路获取的，那么在实际应用中当被测的视频信号上叠加有低频扰动或者是直流偏置时，检测电路依然能够通过电平的动态跟踪输出可以供比较电路分离出同步信号的比较电平，利于增强视频触发电路的工作稳定性。

本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现，也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等，通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如，将程序存储在设备的存储器中，当通过处理器执行存储器中程序，即可实现上述全部或部分功能。另外，当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中，通过下载或复制保存到本地设备的存储器中，或对本地设备的系统进行版本更新，当通过处理器执行存储器中的程序时，即可实现上述实施方式中全部或部分功能。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种高稳定性的视频触发方法, 其特征在于，包括：

获取并对视频信号进行低通滤波以滤除所述视频信号中的高频分量，得到滤波信号；其中所述高频分量用于携带所述视频信号对应的每一帧视频画面中各个显示行的亮度信息和色度信息；

检测所述滤波信号中各个负脉冲的最小谷值，结合预设的迟滞窗口大小计算得到比较电平；

根据所述比较电平对所述滤波信号进行数字比较，生成同步信号；其中所述同步信号包括多个场分量和多个行分量，所述场分量、所述行分量分别用于识别每一帧视频画面中各个显示场和各个显示行，且多个连续的显示行构成一个显示场，至少两个连续的显示场构成一帧视频画面；

根据所述同步信号进行视频触发处理，得到触发信号；

依据所述触发信号控制存储且显示所述视频信号上触发位置附近的信号波形。

2.如权利要求1所述的视频触发方法，其特征在于，所述获取并对视频信号进行低通滤波以滤除所述视频信号中的高频分量，得到滤波信号，包括：

根据所述视频信号的制式自适应确定低通滤波的截止频率，对所述视频信号中超过所述截止频率的高频分量进行滤除，由低通滤波后的所述视频信号形成滤波信号；所述视频信号的制式包括信号类型、有效显示格式、显示比例和帧频率。

3.如权利要求2所述的视频触发方法，其特征在于，所述检测所述滤波信号中各个负脉冲的最小谷值，结合预设的迟滞窗口大小计算得到比较电平，包括：

根据所述视频信号的制式确定每一帧视频画面中所述显示行的周期，且将所述显示行的周期整数倍设为更新周期，在所述更新周期内检测各个所述滤波信号上各个负脉冲的最小谷值；

将所述最小谷值加上一个或多个预设的迟滞窗口大小，计算得到所述滤波信号上针对所述更新周期内信号的比较电平；在下一个所述更新周期内，重新计算且更新所述比较电平；

所述迟滞窗口大小由设于所述滤波信号的通道上的迟滞比较器生成，用于降低所述迟滞比较器相对于所述滤波信号上叠加噪声的敏感性。

4.如权利要求3所述的视频触发方法，其特征在于，所述根据所述比较电平对所述滤波信号进行数字比较，生成同步信号，包括：

在每一个所述更新周期内，利用所述滤波信号上和所述更新周期对应的信号与针对所述更新周期内信号的比较电平进行数字比较，将小于或等于所述比较电平的信号设为第一值，大于所述比较电平的信号设为第二值，且第一值小于第二值；

根据比较结果中所设的第一值和第二值生成同步信号，所述同步信号为矩形波且矩形波的每个波谷对应于所述场分量或所述行分量。

5.如权利要求4所述的视频触发方法，其特征在于，所述根据所述同步信号进行视频触发处理，得到触发信号，以及所述依据所述触发信号控制存储且显示所述视频信号上触发位置附近的信号波形，包括：

检测所述同步信号中各个波谷的脉宽，在连续多个波谷的脉宽等于预设的第一值时确定该连续多个波谷为所述场分量，在一波谷的脉宽等于预设的第二值时确定该波谷为所述行分量；

对确定的各个所述场分量和各个所述行分量进行顺序标记，将标记结果与预设的视频触发条件进行比较，利用比较结果产生触发信号；

根据所述触发信号对应的所述场分量和所述行分量确定所述视频信号上的触发位置，将所述视频信号上的触发位置附近的信号波形进行数字存储和波形显示。

6.一种数字示波器，其特征在于，包括：

信号输入通道，用于将外部输入的模拟视频信号转换为数字化的视频信号；

处理电路，与所述信号输入通道连接，用于根据权利要求1-5中任一项所述视频触发方法来控制存储且显示所述视频信号上触发位置附近的信号波形；

存储器，与所述处理电路连接，用于数字存储所述处理电路控制存储的信号波形；

显示器，与所述处理电路连接，用于显示所述处理电路控制显示的信号波形。

7.如权利要求6所述的数字示波器，其特征在于，所述处理电路包括：

滤波电路，与所述信号输入通道连接，用于对所述视频信号进行低通滤波以滤除所述视频信号中的高频分量，输出滤波信号；

检测电路，与所述滤波电路连接，用于检测所述滤波信号中各个负脉冲的最小谷值，结合预设的迟滞窗口大小计算得到比较电平；

比较电路，与所述滤波电路和所述检测电路连接，用于根据所述比较电平对所述滤波信号进行数字比较，生成同步信号；

视频触发电路，与所述比较电路连接，用于根据所述同步信号进行视频触发处理且产生触发信号；

控制电路，与所述信号输入通道、所述视频触发电路、所述存储器和所述显示器连接，用于依据所述触发信号控制存储且显示触发位置附近的信号波形。

8.如权利要求7所述的数字示波器，其特征在于，所述信号输入通道包括多个子通道，所述处理电路还包括设于所述信号输入通道和所述滤波电路之间的信号源选择电路；

各个所述子通道分别用于接收一路模拟视频信号，且将接收的模拟视频信号转化为数字化的视频信号；

所述信号源选择电路用于选择各个所述子通道中输出的一路所述视频信号，且将该路视频信号传输至所述滤波电路。

9.如权利要求8所述的数字示波器，其特征在于，所述子通道包括调理电路和模数转换电路，所述调理电路用于对接收的模拟视频信号进行降噪处理，所述模数转换电路用于将降噪的模拟视频信号转化为数字化的视频信号。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括程序，所述程序能够被处理器执行以实现如权利要求1-5中任一项所述的视频触发方法。

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