CN116489289B - 一种同轴视频信号数字预钳位方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及同轴视频信号处理技术领域，解决了模拟信号上会有电平漂移，导致同轴视频信号无法正确解码的问题，公开了一种同轴视频信号数字预钳位方法及装置，包括对ADC输出的数字同轴视频信号的进行去坏点处理，去除独立的噪点，降低外部条件对信号的影响；将坏点处理的信号通过一个长度为N的均值滤波器，滤除噪声干扰；将均值滤波信号以L个点作为一个周期，取每个周期的最小值；将坏点处理的信号通过延时处理模块，与其计算的最小值在时间上对齐，两者再相减，所得计算值即为预钳位的输出信号，通过该方法能够去除输入的数字同轴视频信号中的DC偏移电平，并且能够解决ADC输出的数字同轴视频信号的电平幅值漂移问题。
Description
技术领域
本申请涉及同轴视频信号处理技术领域，尤其是一种同轴视频信号数字预钳位方法及装置。
背景技术
目前，同轴视频信号大多采用模拟钳位方式，通过有源钳位电路将模拟同轴视频信号电压保持在ADC的正常采样范围内，从而保证得到的数字同轴视频信号不被削顶或削底。
有源钳位电路只能将模拟同轴视频信号电压保持在一个大的范围，精确度低，同时，模拟信号上会有电平漂移，导致ADC输出的信号电平幅值朝一个方向偏移，导致同轴视频信号无法正确解码，具体如图2所示。
发明内容
本申请的目的在于解决模拟信号上会有电平漂移，导致同轴视频信号无法正确解码的问题，提供一种同轴视频信号数字预钳位方法及装置。
第一方面，提供了一种同轴视频信号数字预钳位方法，包括：
对数字同轴视频信号进行去坏点处理；
对去坏点处理后的输出信号进行长度为N的均值滤波处理；
将均值滤波处理后的输出信号以L个样点作为一个周期，并比较得出每个周期中的最小值；
通过延时处理将去坏点处理后的输出信号延时L个样点周期后与当前信号点所在周期的最小值相减，以得到预钳位输出结果。
进一步的，所述对数字同轴视频信号进行去坏点处理，包括：
计算信号点与左相邻点的第一差值绝对值，以及信号点与右相邻点的第二差值绝对值；
判断所述第一差值绝对值、第二差值绝对值与双边阈值、单边阈值的关系；
响应于所述第一差值绝对值、第二差值绝对值均大于双边阈值，或所述第一差值绝对值、第二差值绝对值中的至少一个大于单边阈值，则选取当前信号点的左相邻点和右相邻点的幅值进行加权计算，并将加权计算结果作为当前信号点的幅值；否则，保持当前信号点的幅值不变。
进一步的，所述加权计算公式为：
其中，Si为当前信号点的幅值，Si-1为当前信号点左边第一个信号点的幅值，Si-2为当前信号点左边第二个信号点的幅值，Si+1为当前信号点右边第一个信号点的幅值，Si+2为当前信号点右边第二个信号点的幅值。
进一步的，对去坏点处理后的输出信号进行长度为N的均值滤波处理的输出结果记为Sai，则：
其中，N为均值滤波的长度。
进一步的，比较得周期中的最小值，包括：
取j=1,tmp=Sai，其中，i为周期开始的信号点的位置坐标，Sai为当前信号点经过长度为N的均值滤波处理后的输出结果,j为周期内的样点位置坐标;
判断tmp是否小于Sai+j，其中，Sai+j为周期开始的信号点右边的第一个信号点经过长度为N的均值滤波处理后的输出结果，响应于判断结果为是，则tmp=tmp，否则，tmp=Sai+j；
判断j是否小于L-1，其中，L为一个周期内样点的总数量，响应于判断结果为是，则j=j+1，否则，输出周期中的最小值min＿val=tmp。
第二方面，提供了一种同轴视频信号数字预钳位装置，包括：
去坏点处理模块，用于对数字同轴视频信号进行去坏点处理；
均值滤波模块，用于对去坏点处理后的输出信号进行长度为N的均值滤波处理；
最小值计算模块，用于将均值滤波处理后的输出信号以L个样点作为一个周期，并比较得出每个周期中的最小值；
延时处理及输出模块，用于通过延时处理将去坏点处理后的输出信号延时L个样点周期后与当前信号点所在周期的最小值相减，以得到预钳位输出结果。
进一步的，所述去坏点处理模块包括：
计算子模块，用于计算信号点与左相邻点的第一差值绝对值，以及信号点与右相邻点的第二差值绝对值；
第一判断子模块，用于判断所述第一差值绝对值、第二差值绝对值与双边阈值、单边阈值的关系；
处理子模块，用于响应于所述第一差值绝对值、第二差值绝对值均大于双边阈值，或所述第一差值绝对值、第二差值绝对值中的至少一个大于单边阈值，则选取当前信号点的左相邻点和右相邻点的幅值进行加权计算，并将加权计算结果作为当前信号点的幅值；否则，保持当前信号点的幅值不变。
进一步的，最小值计算模块包括：
开始子模块，用于取j=1,tmp=Sai，其中，i为周期开始的信号点的位置坐标，Sai为当前信号点经过长度为N的均值滤波处理后的输出结果,j为周期内的样点位置坐标;
第二判断子模块，用于判断tmp是否小于Sai+j，其中，Sai+j为周期开始的信号点右边的第一个信号点经过长度为N的均值滤波处理后的输出结果，响应于判断结果为是，则tmp=tmp，否则，tmp=Sai+j；
第三判断及输出子模块，用于判断j是否小于L-1，其中，L为一个周期内样点的总数量，响应于判断结果为是，则j=j+1，否则，输出周期中的最小值min＿val=tmp。
第三方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读介质存储用于设备执行的程序代码，该程序代码包括用于执行如第一方面中的任意一种实现方式中方法的步骤。
第四方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第一方面中的任意一种实现方式中的方法。
本申请具有如下有益效果：通过该方法能够去除输入的数字同轴视频信号中的DC偏移电平，并且能够解决ADC输出的数字同轴视频信号的电平幅值漂移问题，使信号的同步和消隐电平保持稳定，能够保证同轴视频信号正确解码恢复出图像，不会因电平漂移而解码失锁。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用于来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例1的同轴视频信号数字预钳位方法的流程图；
图2是现有技术中电平漂移的同轴视频信号图；
图3是本申请实施例1的同轴视频信号数字预钳位方法中去坏点处理的流程图；
图4是本申请实施例1的同轴视频信号数字预钳位方法中周期中最小值的流程图；
图5是本申请实施例1的同轴视频信号数字预钳位装置的预钳位输出信号图；
图6是本申请实施例2的同轴视频信号数字预钳位装置的结构框图；
图7是本申请实施例4的电子设备的内部示意图。
附图标记：
100、去坏点处理模块；200、均值滤波模块；300、最小值计算模块；400、延时处理及输出模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本申请实施例一所涉及的一种同轴视频信号数字预钳位方法，包括：对数字同轴视频信号进行去坏点处理；对去坏点处理后的输出信号进行长度为N的均值滤波处理；将均值滤波处理后的输出信号以L个样点作为一个周期，并比较得出每个周期中的最小值；通过延时处理将去坏点处理后的输出信号延时L个样点周期后与当前信号点所在周期的最小值相减，以得到预钳位输出结果，通过该方法能够去除输入的数字同轴视频信号中的DC偏移电平，并且能够解决ADC输出的数字同轴视频信号的电平幅值漂移问题，使信号的同步和消隐电平保持稳定，能够保证同轴视频信号正确解码恢复出图像，不会因电平漂移而解码失锁。
具体的，图1示出了申请实施例一中的同轴视频信号数字预钳位方法的流程图，包括：
S100、对数字同轴视频信号进行去坏点处理，其中，数字同轴视频信号为ADC输出的数字同轴视频信号；
具体的，如图3所示，将输入的数字同轴视频信号记为S，则去坏点处理的实现过程如下：
首先，计算信号点与左、右相邻点的差值绝对值；
其中，Si表示输入信号中的当前点幅值，Si-1和Si+1分别表示当前信号点左边和右边相邻点的幅值。
其次，根据绝对差值，判断当前点是否为坏点，若两边的绝对差值均大于双边阈值th0（此值可配，默认值为256），或其中的一个绝对差值大于单边阈值th1（此值可配，默认值为384），则判断当前点为坏点，点状态F值为1；否则，当前点正常，点状态F值为0。
最后，若当前点为坏点，则选取其左边相邻两点和右边相邻的两点进行系数为[-0.25,0.75,0.75,-0.25]的加权计算，计算结果作为当前点的幅值；否则，当前点幅值不变。
其中，Si-2和Si-1为当前点左边相邻两点，Si+1和Si+2为当前点右边相邻两点。
S200、对去坏点处理后的输出信号进行长度为N的均值滤波处理；
具体的，对去坏点处理后的输出信号进行长度为N的均值滤波处理的输出结果记为Sai，则：
其中，N为均值滤波的长度，N的值可配，N的默认值为64。
S300、将均值滤波处理后的输出信号以L个样点作为一个周期，并比较得出每个周期中的最小值；
将均值滤波输出的信号，以L个样点作为一个周期（L值可配置，默认值为Th*Fs,其中，Th为同轴视频信号一行时间，Fs为ADC采样频率），比较得出周期内样点的最小值，记为min_val，其处理流程图如下所示，其中，i为周期开始的信号样点的位置坐标，j为周期内的样点位置坐标：
如图4所示，比较得周期中的最小值，包括：
取j=1,tmp=Sai，其中，i为周期开始的信号点的位置坐标，Sai为当前信号点经过长度为N的均值滤波处理后的输出结果,j为周期内的样点位置坐标;
判断tmp是否小于Sai+j，其中，Sai+j为周期开始的信号点右边的第一个信号点经过长度为N的均值滤波处理后的输出结果，响应于判断结果为是，则tmp=tmp，否则，tmp=Sai+j；
判断j是否小于L-1，其中，L为一个周期内样点的总数量，响应于判断结果为是，则j=j+1，否则，输出周期中的最小值min＿val=tmp。
S400、通过延时处理将去坏点处理后的输出信号延时L个样点周期后与当前信号点所在周期的最小值相减，以得到预钳位输出结果；
具体的，通过延时处理单元，将坏点输出信号Sd延时L个样点周期，与比较得到的最小值相减，得到预钳位输出结果，如图5所示；
其中，Si-L为当前点左边第L个点，是经过延迟模块延时L样点周期与当前点的最小值相减。
实施例2
如图6所示，本申请实施例二所涉及的一种同轴视频信号数字预钳位装置，包括：
去坏点处理模块100，用于对数字同轴视频信号进行去坏点处理；
具体的，所述去坏点处理模块包括：
计算子模块，用于计算信号点与左相邻点的第一差值绝对值，以及信号点与右相邻点的第二差值绝对值；
第一判断子模块，用于判断所述第一差值绝对值、第二差值绝对值与双边阈值、单边阈值的关系；
处理子模块，用于响应于所述第一差值绝对值、第二差值绝对值均大于双边阈值，或所述第一差值绝对值、第二差值绝对值中的至少一个大于单边阈值，则选取当前信号点的左相邻点和右相邻点的幅值进行加权计算，并将加权计算结果作为当前信号点的幅值；否则，保持当前信号点的幅值不变。
均值滤波模块200，用于对去坏点处理后的输出信号进行长度为N的均值滤波处理；
最小值计算模块300，用于将均值滤波处理后的输出信号以L个样点作为一个周期，并比较得出每个周期中的最小值；
具体的，最小值计算模块包括：
开始子模块，用于取j=1,tmp=Sai，其中，i为周期开始的信号点的位置坐标，Sai为当前信号点经过长度为N的均值滤波处理后的输出结果,j为周期内的样点位置坐标;
第二判断子模块，用于判断tmp是否小于Sai+j，其中，Sai+j为周期开始的信号点右边的第一个信号点经过长度为N的均值滤波处理后的输出结果，响应于判断结果为是，则tmp=tmp，否则，tmp=Sai+j；
第三判断及输出子模块，用于判断j是否小于L-1，其中，L为一个周期内样点的总数量，响应于判断结果为是，则j=j+1，否则，输出周期中的最小值min＿val=tmp。
延时处理及输出模块400，用于通过延时处理将去坏点处理后的输出信号延时L个样点周期后与当前信号点所在周期的最小值相减，以得到预钳位输出结果。
本实施例中的同轴视频信号数字预钳位装置能够对ADC输出的数字同轴视频信号的进行去坏点处理，去除独立的噪点，降低外部条件对信号的影响；然后，将坏点处理的信号通过一个长度为N的均值滤波器（N值可调，调整滤波特性），滤除噪声干扰；第三，将均值滤波信号以L个点作为一个周期，取每个周期的最小值；最后，将坏点处理的信号通过延时处理模块，与其计算的最小值在时间上对齐，两者再相减，所得计算值即为预钳位的输出信号，从而能够去除输入的数字同轴视频信号中的DC偏移电平，并且能够解决ADC输出的数字同轴视频信号的电平幅值漂移问题，使信号的同步和消隐电平保持稳定，能够保证同轴视频信号正确解码恢复出图像，不会因电平漂移而解码失锁。
实施例3
本申请实施例三所涉及的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读介质存储用于设备执行的程序代码，该程序代码包括用于执行如本申请实施例一中的任意一种实现方式中方法的步骤；
其中，计算机可读存储介质可以是只读存储器(read only memory，ROM)，静态存储设备，动态存储设备或者随机存取存储器(random access memory，RAM)；计算机可读存储介质可以存储程序代码，当计算机可读存储介质中存储的程序被处理器执行时，处理器用于执行如本申请实施例一中的任意一种实现方式中方法的步骤。
实施例4
如图7所示，本申请实施例四所涉及的一种电子设备，所述电子设备包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如本申请实施例一中的任意一种实现方式中的方法；
其中，处理器可以采用通用的中央处理器(central processing unit，CPU)，微处理器，应用专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)，图形处理器(graphics processing unit，GPU)或者一个或多个集成电路，用于执行相关程序，以实现本申请实施例一中的任意一种实现方式中的方法。
处理器还可以是一种集成电路电子设备，具有信号的处理能力。在实现过程中，本申请实施例一中的任意一种实现方式中方法的各个步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
上述处理器还可以是通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(field programmable gatearray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成本申请实施例的数据处理的装置中包括的单元所需执行的功能，或者执行本申请实施例一中的任意一种实现方式中方法。
以上，仅为本申请较佳的具体实施方式；但本申请的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，根据本申请的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本申请的保护范围内。
Claims (10)
1.一种同轴视频信号数字预钳位方法，其特征在于，包括：
对数字同轴视频信号进行去坏点处理；
对去坏点处理后的输出信号进行长度为N的均值滤波处理；
将均值滤波处理后的输出信号以L个样点作为一个周期，并比较得出每个周期中的最小值；
通过延时处理将去坏点处理后的输出信号延时L个样点后与当前信号点所在周期的最小值相减，以得到预钳位输出结果。
2.根据权利要求1所述的同轴视频信号数字预钳位方法，其特征在于，所述对数字同轴视频信号进行去坏点处理，包括：
计算信号点与左相邻点的第一差值绝对值，以及信号点与右相邻点的第二差值绝对值；
判断所述第一差值绝对值、第二差值绝对值与双边阈值、单边阈值的关系；
响应于所述第一差值绝对值、第二差值绝对值均大于双边阈值，或所述第一差值绝对值、第二差值绝对值中的至少一个大于单边阈值，则选取当前信号点的左相邻点和右相邻点的幅值进行加权计算，并将加权计算结果作为当前信号点的幅值；否则，保持当前信号点的幅值不变。
3.根据权利要求2所述的同轴视频信号数字预钳位方法，其特征在于，所述加权计算公式为：
Si＝0.75*Si-1-0.25*Si-2+0.75*Si+1-0.25*Si+2
其中，Si为当前信号点的幅值，Si-1为当前信号点左边第一个信号点的幅值，Si-2为当前信号点左边第二个信号点的幅值，Si+1为当前信号点右边第一个信号点的幅值，Si+2为当前信号点右边第二个信号点的幅值。
4.根据权利要求3所述的同轴视频信号数字预钳位方法，其特征在于，对去坏点处理后的输出信号进行长度为N的均值滤波处理的输出结果记为Sai，则：
其中，N为均值滤波的长度。
5.根据权利要求4所述的同轴视频信号数字预钳位方法，其特征在于，比较得周期中的最小值，包括：
取j＝1,tmp＝Sai，其中，i为周期开始的信号点的位置坐标，Sai为当前信号点经过长度为N的均值滤波处理后的输出结果,j为周期内的样点位置坐标；
判断tmp是否小于Sai+j，其中，Sai+j为周期开始的信号点右边的第一个信号点经过长度为N的均值滤波处理后的输出结果，响应于判断结果为是，则tmp＝tmp，否则，tmp＝Sai+j；
判断j是否小于L-1，其中，L为一个周期内样点的总数量，响应于判断结果为是，则j＝j+1，否则，输出周期中的最小值min＿val＝tmp。
6.一种同轴视频信号数字预钳位装置，其特征在于，包括：
去坏点处理模块，用于对数字同轴视频信号进行去坏点处理；
均值滤波模块，用于对去坏点处理后的输出信号进行长度为N的均值滤波处理；
最小值计算模块，用于将均值滤波处理后的输出信号以L个样点作为一个周期，并比较得出每个周期中的最小值；
延时处理及输出模块，用于通过延时处理将去坏点处理后的输出信号延时L个样点后与当前信号点所在周期的最小值相减，以得到预钳位输出结果。
7.根据权利要求6所述的同轴视频信号数字预钳位装置，其特征在于，所述去坏点处理模块包括：
计算子模块，用于计算信号点与左相邻点的第一差值绝对值，以及信号点与右相邻点的第二差值绝对值；
第一判断子模块，用于判断所述第一差值绝对值、第二差值绝对值与双边阈值、单边阈值的关系；
处理子模块，用于响应于所述第一差值绝对值、第二差值绝对值均大于双边阈值，或所述第一差值绝对值、第二差值绝对值中的至少一个大于单边阈值，则选取当前信号点的左相邻点和右相邻点的幅值进行加权计算，并将加权计算结果作为当前信号点的幅值；否则，保持当前信号点的幅值不变。
8.根据权利要求6所述的同轴视频信号数字预钳位装置，其特征在于，最小值计算模块包括：
开始子模块，用于取j＝1,tmp＝Sai，其中，i为周期开始的信号点的位置坐标，Sai为当前信号点经过长度为N的均值滤波处理后的输出结果,j为周期内的样点位置坐标；
第二判断子模块，用于判断tmp是否小于Sai+j，其中，Sai+j为周期开始的信号点右边的第一个信号点经过长度为N的均值滤波处理后的输出结果，响应于判断结果为是，则tmp＝tmp，否则，tmp＝Sai+j；
第三判断及输出子模块，用于判断j是否小于L-1，其中，L为一个周期内样点的总数量，响应于判断结果为是，则j＝j+1，否则，输出周期中的最小值min＿val＝tmp。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读介质存储用于设备执行的程序代码，该程序代码包括用于执行如权利要求1-5中任一项所述方法的步骤。
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述的方法。
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