CN202059520U - 一种使用fpga实现sdi视频内容分析和监测的设备 - Google Patents

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惠新标
顾樑
曹毅
陈立德
孙维东
吕家瑜
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Shanghai Baibei Software Co., Ltd.
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SHANGHAI FENGGE SOFTWARE CO Ltd
WUXI FENGGE SOFTWARE CO Ltd
SHANGHAI FENGGE INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种使用FPGA实现SDI视频内容分析和监测的设备，包括信号输入端，信号输出端，其特征在于该设备包括与信号输入端连接的均衡器，与均衡器连接的解串器，解串器与设在ＦＰＧＡ内的图像监测报警单元连接，图像监测报警单元还与串化器、缓存器和背板接口连接。本实用新型能够针对SDI信号进行实时监测，提高监测的自动化程度和准确性，减轻监测人员的操作复杂度。

Description

一种使用FPGA实现SDI视频内容分析和监测的设备
技术领域
本实用新型属于广电领域，涉及一种视频内容分析和监测方法，具体涉及一种使用FPGA实现SDI视频内容分析和监测的设备。
背景技术
近年来，随着网络带宽、计算机处理能力和存储容量的迅速提高，以及各种视频信息处理技术的出现，全程数字化、网络化的视频内容分析与监测系统的优势愈实用新型显，其高度的开放性、灵活性为视频内容分析与监测系统和设备的整体性能提升创造了必要的条件，同时也为整个广电产业的发展提供了更加广阔的发展空间，崭新的应用模式和市场机遇不断涌现，而智能视频内容分析与监测则是网络化视频监测领域最前沿的应用模式之一。
SDI数字视频信号目前已被广泛应用于数字电视的传输系统，由于SDI视频信号具有复杂的信号格式，对视频内容的分析与监测变得越来越重要。
视频分析技术近几年一直得到业界的广泛关注，其通过对视频内容的分析和监测，将客户所关注的分析内容和监测指标从监测对象中分离出来，按照分析的目标和纬度进行视频内容的分析和监测结果的展现，从而达到提高广播电视节目播出质量的目的。
传统的视频监测系统功能往往比较单一，常常要求监控人员持续监视屏幕，通过解读获得视频信息，然后做出相应的决策。但这种以人力为主、机器为辅的监控模式存在着较大的弊端，也反映了传统视频监测的局限性：运维人员长时间注视监控屏幕，造成人员疲劳和引发思想松懈，从而导致漏报警；依靠人工监控造成人力资源浪费，即使发生异常情况也可能未被发现，或发生后不能及时处理。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种使用FPGA实现SDI视频内容分析和监测的设备。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种使用FPGA实现SDI视频内容分析和监测的设备，包括信号输入端，信号输出端，ＦＰＧＡ，其特征在于该设备包括与信号输入端连接的均衡器，与均衡器连接的解串器，解串器与设在ＦＰＧＡ内的图像监测报警单元连接，图像监测报警单元还与串化器、缓存器和背板接口连接。信号输入端、信号输出端、解串器和串化器之间还设有切换电路。切换电路采用继电器，继电器第一开关的公共端与信号输入端连接，继电器第一开关的常开端与均衡器连接，继电器第一开关的常闭端与第二继电器的常闭端连接，继电器第二开关的常开端与串化器连接，继电器第二开关的公共端与信号输出端连接，继电器的控制端与FPGA连接。
本实用新型能针对SDI信号进行实时监测，有效地监测出图像层报警信息，提高监测的自动化程度和准确性，减轻监测人员的操作复杂度。本实用新型的优点在于实时监测在嵌入式系统实现，脱离服务器，因此设备外形尺寸小，稳定性增强，性价比高。
附图说明
图1为本实用新型的系统框图。
具体实施方式
下面对本实用新型进行进一步描述。
如图1所示，一种使用FPGA实现SDI视频内容分析和监测的设备，包括信号输入端SDI IN，信号输出端SDI OUT，其特征在于该设备包括与信号输入端连接的均衡器2，与均衡器2连接的解串器3，解串器3 与FPGA4内的图像监测报警单元连接，图像监测报警单元与串化器7、缓存器6和背板接口5连接。信号输入端、信号输出端、解串器和串化器之间还设有切换电路1，切换电路采用继电器，继电器第一开关的公共端与信号输入端连接，继电器第一开关的常开端与均衡器连接，继电器第一开关的常闭端与第二继电器的常闭端连接，继电器第二开关的常开端与串化器连接，继电器第二开关的公共端与信号输出端连接，继电器的控制端与图像监测报警单元连接。
如图所示，在本实用新型的一个实施例中，均衡器采用LMH0034，解串器采用LMH0041，串化器采用LMH0040，缓存器DDR2采用标准器件（可根据单板性能选择相应容量512MB，1GB，4GB）；FPGA采用EP3C40；信号输入端、信号输出端采用BNC插头；背板接口采用HMF-AB25239-C01硬件接口。
均衡器LMH0034：3.3V供电，均衡器LMH0034中的CD非 Pin用于判断有无SDI信号存在，当CD非为高时，表示没有SDI信号；当CD非为低时，表示有SDI信号。该均衡器的CD非信号端直接接FPGA，当FPGA检测到无SDI信号时，将发出无信号告警给CPU。
解串器LMH0041：均衡器输出的SDO输入到解串器LMH0041，用LMH0041中的RX_MUX_SEL脚选择其中一路SDO作为输入。当RX_MUX_SEL脚为高电平时，选择RXIN1作为输入；当RX_MUX_SEL脚为低电平时，选择RXIN0作为输入。
串化器LMH0040：串化器LMH0040中的TX[4:0]从FPGA输入，并转换成SDI输出。
存储器：用于存储图像数据。本实施例中采用双倍速率同步动态随机存储器DDR2，可选用的DDR2的型号为HY5PS1G1631CFP，其内存容量为1Gb，1.8V供电，位宽为16，若2块型号为HY5PS1G1631CFP并联使用，位宽为32。用于存储视频数据。也可DDR2的型号为HMP451S6MMP8C- Y5，其内存容量为4G，1.8V供电，用于存储大量视频数据，达到延时目的。
图像监测报警单元：采用FPGA，可选择altera ep3c40 -c6 fg484 8bank芯片，315个IO端口。其中4个Bank用于DDR2，电压为1.8V；2个Bank的电压为2.5V，用于National芯片的LVDS信号输入；最后2个Bank的电压为3.3V，用于其他，如YUV、IIS输入输出，National芯片中其他控制脚等。对DDR2 SDRAM控制，进行图像层大容量缓存。
如图所示，图像监测报警单元包含与解串器和串化器连接的图像数据提取模块，该图像数据模块的输出端与黑场白场检测模块的输入端以及静帧检测模块的一个输入端连接，静帧检测模块的另一输入端与缓存器连接，黑场白场检测模块和静帧检测模块的输出端均与背板接口连接，通过背板接口连接至CPU处理板。
切换电路采用继电器G6Z-1F；继电器第一开关的公共端与信号输入端连接，继电器第一开关的常开端与均衡器连接，继电器第一开关的常闭端与第二继电器的常闭端连接，继电器第二开关的常开端与串化器连接，继电器第二开关的公共端与信号输出端连接，继电器的控制端与图像监测报警单元连接。当该设备断电时，SDI信号从信号输入端经第一开关和第二开关后，直接从信号输出端输出；当该设备得电时，图像监测报警单元送出控制信号，继电器吸合，SDI信号从信号输入端经第一开关送至均衡器，而处理后的SDI信号从串化器经第二开关送至信号输出端。
硬件的主要工作原理是：由均衡器LMH0034检测SDI信号。SDI经解串器解串后输入到图像监测报警单元，图像监测报警单元在CPU的控制下完成对SDI图像和码流进行监测。与CPU通讯的方式为波特率115200的RS232串口（TTL电平）。利用该串口对图像特征和阈值进行设定。设定完成后FPGA首先分离音频流，并通过IIS协议传输，然后将图像流中的亮度信号送入缓存器DDR2中进行缓存。同时检测整块图像中的数据，做黑场、白场检测和静帧检测。将所有的判定情况与阈值进行告警。完成监测后，将数据输出并通过LMH0040进行编码输出SDI信号。

Claims (4)

1.一种使用FPGA实现SDI视频内容分析和监测的设备，包括信号输入端，信号输出端，ＦＰＧＡ，其特征在于该设备包括与信号输入端连接的均衡器，与均衡器连接的解串器，解串器与设在ＦＰＧＡ内的图像监测报警单元连接，图像监测报警单元还与串化器、缓存器和背板接口连接。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于信号输入端、信号输出端、解串器和串化器之间还设有切换电路。
3.如权利要求2所述的设备，其特征在于切换电路采用继电器，继电器第一开关的公共端与信号输入端连接，继电器第一开关的常开端与均衡器连接，继电器第一开关的常闭端与第二继电器的常闭端连接，继电器第二开关的常开端与串化器连接，继电器第二开关的公共端与信号输出端连接，继电器的控制端与图像监测报警单元连接。
4.如权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于图像监测报警单元包含与解串器和串化器连接的图像数据提取模块，该图像数据模块的输出端与黑场白场检测模块的输入端以及静帧检测模块的一个输入端连接，静帧检测模块的另一输入端与缓存器连接，黑场白场检测模块和静帧检测模块的输出端均与背板接口连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104301626A (zh) * 2013-07-18 2015-01-21 北大方正集团有限公司 视频源切换的监控方法、装置及系统

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