機(jī)載三線制XGA視頻抽引記錄方法研究

柳琦　韓濤

摘 要 針對(duì)某型機(jī)載視頻抽引記錄需求以及三線制XGA視頻信號(hào)的特點(diǎn)，分析視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換方法，研究了視頻采集壓縮編碼記錄方案，實(shí)現(xiàn)機(jī)載三線制XGA視頻的抽引記錄，并對(duì)應(yīng)用效果作出評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞 三線制XGA；視頻采集壓縮編碼記錄；H.264

中圖分類號(hào)：V271.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）16-0037-01

隨著視頻顯示技術(shù)的發(fā)展，機(jī)載視頻具有高分辨率、大容量、多路抽引的新特點(diǎn)[1]，三線制XGA高清視頻是某型機(jī)機(jī)載視頻的信號(hào)格式，現(xiàn)有的機(jī)載視頻抽引記錄系統(tǒng)已難以滿足這種視頻信號(hào)的抽引記錄，本文根據(jù)試飛測(cè)試需求，研究了這種類型視頻信號(hào)的抽引記錄方法。

圖中視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊從三線制XGA視頻信號(hào)解調(diào)出行、場(chǎng)同步信號(hào)，并把差分信號(hào)轉(zhuǎn)換為單端信號(hào)輸出至視頻信號(hào)采集壓縮編碼模塊，信號(hào)經(jīng)采集壓縮編碼后輸出至記錄模塊。

2.1 信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊

信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊用±5 V供電時(shí)，MID_Supply=0 V；行、場(chǎng)同步輸入為高電平時(shí)，VS、HS為1，行、場(chǎng)同步輸入為低電平時(shí)，VS、HS等于-1；K為SYNC LEVEL管腳輸入的參考電壓，系統(tǒng)采用0.5 V。

2.2 采集壓縮編碼模塊

視頻信號(hào)采集壓縮模塊組成部分包括電源模塊、采集模塊（輸入電路、A/D轉(zhuǎn)換器）、壓縮編碼模塊（緩沖器、壓縮模塊、接口模塊）、控制電路等組成[2]，電源模塊給系統(tǒng)各模塊提供所需額定電壓，采集壓縮編碼模塊系統(tǒng)總體構(gòu)成框圖如圖2所示。

電源模塊需將機(jī)載28VDC轉(zhuǎn)換成各模塊額定電壓。電源模塊提供±5 V及3.3 V等主要電壓，各子模塊電需要的1.4 V、1.8 V等特殊小功耗電壓由各模塊自行轉(zhuǎn)換。電源應(yīng)承受機(jī)載供電的尖峰和浪涌，保持電壓穩(wěn)定不受干擾，同時(shí)滿足30ms瞬間掉電保持及上下5 V的拉偏功能。

視頻采集選用AD8145芯片。采用DSP+FPGA的硬件壓縮方法實(shí)現(xiàn)壓縮編碼過程，可以達(dá)到壓縮速率高、占用系統(tǒng)資源少、實(shí)時(shí)性好的應(yīng)用目的[4]。

系統(tǒng)使用H.264壓縮算法。H.264是由JVT提出的數(shù)字視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。基于MPEG-4技術(shù)的基礎(chǔ)之上建立起來的[5]。H.264特點(diǎn)為：視頻幀的編碼處理的過程可以達(dá)到塊的級(jí)別；采用空間冗余的方法，對(duì)視頻幀的一些原始?jí)K進(jìn)行空間預(yù)測(cè)、轉(zhuǎn)換、優(yōu)化和熵編碼；采用運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償來完成；采用剩余空間冗余技術(shù)，對(duì)視頻幀里的殘留塊進(jìn)行編碼[6]；H.264標(biāo)準(zhǔn)中有統(tǒng)一的VLC符號(hào)編碼，高精度、多模式的位移估計(jì)，基于4×4塊的整數(shù)變換、分層的編碼語法等，加強(qiáng)了對(duì)各種信道的適應(yīng)能力，有利于對(duì)誤碼和丟包的處理，適應(yīng)高清晰度應(yīng)用；H.264算法在同等圖象質(zhì)量下的壓縮效率比以前的標(biāo)準(zhǔn)提高了2倍以上。

2.3 記錄模塊

針對(duì)以上數(shù)據(jù)采集壓縮編碼系統(tǒng)，記錄模塊接收的原始視頻數(shù)據(jù)量傳輸大約為120 M/S，數(shù)據(jù)壓縮比為100：1，如果同時(shí)輸入2路XGA信號(hào)，記錄模塊需要滿足數(shù)據(jù)量存儲(chǔ)能力為2.4 M/S。本記錄模塊記錄文件格式為H.264，存儲(chǔ)盤為：IDE通用接口，100GB電子盤。

3.2 應(yīng)用效果

本系統(tǒng)已成功應(yīng)用于某型號(hào)任務(wù)，記錄畫面的清晰穩(wěn)定，能滿足任務(wù)需求，為該型號(hào)的性能測(cè)試和數(shù)據(jù)分析提供了直觀可靠的視頻依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]張廣通.機(jī)載數(shù)字視頻記錄儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].上海：上海交通大學(xué)，2007.

[2]黃戰(zhàn)華，劉世旺.嵌入式高分辨率VGA顯示系統(tǒng)的研究和實(shí)現(xiàn)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2007，23（27）.

[3]李廣軍，王厚軍.實(shí)用接口技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，1997.

[4]趙保軍，史彩成.基于FPGA和DSP實(shí)現(xiàn)的實(shí)時(shí)圖像壓縮[J].電子學(xué)報(bào)，2003，9（9）.

[5]黎洪松，數(shù)字圖像壓縮編碼技術(shù)及其C語言程序范例[M].北京：學(xué)苑出版社，1994：49-65.

[6]畢厚杰.新一代視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)-H.264.AVC[M].北京：人民郵電出版社，2005.endprint

摘 要 針對(duì)某型機(jī)載視頻抽引記錄需求以及三線制XGA視頻信號(hào)的特點(diǎn)，分析視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換方法，研究了視頻采集壓縮編碼記錄方案，實(shí)現(xiàn)機(jī)載三線制XGA視頻的抽引記錄，并對(duì)應(yīng)用效果作出評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞 三線制XGA；視頻采集壓縮編碼記錄；H.264

中圖分類號(hào)：V271.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）16-0037-01

隨著視頻顯示技術(shù)的發(fā)展，機(jī)載視頻具有高分辨率、大容量、多路抽引的新特點(diǎn)[1]，三線制XGA高清視頻是某型機(jī)機(jī)載視頻的信號(hào)格式，現(xiàn)有的機(jī)載視頻抽引記錄系統(tǒng)已難以滿足這種視頻信號(hào)的抽引記錄，本文根據(jù)試飛測(cè)試需求，研究了這種類型視頻信號(hào)的抽引記錄方法。

圖中視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊從三線制XGA視頻信號(hào)解調(diào)出行、場(chǎng)同步信號(hào)，并把差分信號(hào)轉(zhuǎn)換為單端信號(hào)輸出至視頻信號(hào)采集壓縮編碼模塊，信號(hào)經(jīng)采集壓縮編碼后輸出至記錄模塊。

2.1 信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊

信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊用±5 V供電時(shí)，MID_Supply=0 V；行、場(chǎng)同步輸入為高電平時(shí)，VS、HS為1，行、場(chǎng)同步輸入為低電平時(shí)，VS、HS等于-1；K為SYNC LEVEL管腳輸入的參考電壓，系統(tǒng)采用0.5 V。

2.2 采集壓縮編碼模塊

視頻信號(hào)采集壓縮模塊組成部分包括電源模塊、采集模塊（輸入電路、A/D轉(zhuǎn)換器）、壓縮編碼模塊（緩沖器、壓縮模塊、接口模塊）、控制電路等組成[2]，電源模塊給系統(tǒng)各模塊提供所需額定電壓，采集壓縮編碼模塊系統(tǒng)總體構(gòu)成框圖如圖2所示。

電源模塊需將機(jī)載28VDC轉(zhuǎn)換成各模塊額定電壓。電源模塊提供±5 V及3.3 V等主要電壓，各子模塊電需要的1.4 V、1.8 V等特殊小功耗電壓由各模塊自行轉(zhuǎn)換。電源應(yīng)承受機(jī)載供電的尖峰和浪涌，保持電壓穩(wěn)定不受干擾，同時(shí)滿足30ms瞬間掉電保持及上下5 V的拉偏功能。

視頻采集選用AD8145芯片。采用DSP+FPGA的硬件壓縮方法實(shí)現(xiàn)壓縮編碼過程，可以達(dá)到壓縮速率高、占用系統(tǒng)資源少、實(shí)時(shí)性好的應(yīng)用目的[4]。

系統(tǒng)使用H.264壓縮算法。H.264是由JVT提出的數(shù)字視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)?；贛PEG-4技術(shù)的基礎(chǔ)之上建立起來的[5]。H.264特點(diǎn)為：視頻幀的編碼處理的過程可以達(dá)到塊的級(jí)別；采用空間冗余的方法，對(duì)視頻幀的一些原始?jí)K進(jìn)行空間預(yù)測(cè)、轉(zhuǎn)換、優(yōu)化和熵編碼；采用運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償來完成；采用剩余空間冗余技術(shù)，對(duì)視頻幀里的殘留塊進(jìn)行編碼[6]；H.264標(biāo)準(zhǔn)中有統(tǒng)一的VLC符號(hào)編碼，高精度、多模式的位移估計(jì)，基于4×4塊的整數(shù)變換、分層的編碼語法等，加強(qiáng)了對(duì)各種信道的適應(yīng)能力，有利于對(duì)誤碼和丟包的處理，適應(yīng)高清晰度應(yīng)用；H.264算法在同等圖象質(zhì)量下的壓縮效率比以前的標(biāo)準(zhǔn)提高了2倍以上。

2.3 記錄模塊

針對(duì)以上數(shù)據(jù)采集壓縮編碼系統(tǒng)，記錄模塊接收的原始視頻數(shù)據(jù)量傳輸大約為120 M/S，數(shù)據(jù)壓縮比為100：1，如果同時(shí)輸入2路XGA信號(hào)，記錄模塊需要滿足數(shù)據(jù)量存儲(chǔ)能力為2.4 M/S。本記錄模塊記錄文件格式為H.264，存儲(chǔ)盤為：IDE通用接口，100GB電子盤。

3.2 應(yīng)用效果

本系統(tǒng)已成功應(yīng)用于某型號(hào)任務(wù)，記錄畫面的清晰穩(wěn)定，能滿足任務(wù)需求，為該型號(hào)的性能測(cè)試和數(shù)據(jù)分析提供了直觀可靠的視頻依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]張廣通.機(jī)載數(shù)字視頻記錄儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].上海：上海交通大學(xué)，2007.

[2]黃戰(zhàn)華，劉世旺.嵌入式高分辨率VGA顯示系統(tǒng)的研究和實(shí)現(xiàn)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2007，23（27）.

[3]李廣軍，王厚軍.實(shí)用接口技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，1997.

[4]趙保軍，史彩成.基于FPGA和DSP實(shí)現(xiàn)的實(shí)時(shí)圖像壓縮[J].電子學(xué)報(bào)，2003，9（9）.

[5]黎洪松，數(shù)字圖像壓縮編碼技術(shù)及其C語言程序范例[M].北京：學(xué)苑出版社，1994：49-65.

[6]畢厚杰.新一代視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)-H.264.AVC[M].北京：人民郵電出版社，2005.endprint

摘 要 針對(duì)某型機(jī)載視頻抽引記錄需求以及三線制XGA視頻信號(hào)的特點(diǎn)，分析視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換方法，研究了視頻采集壓縮編碼記錄方案，實(shí)現(xiàn)機(jī)載三線制XGA視頻的抽引記錄，并對(duì)應(yīng)用效果作出評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞 三線制XGA；視頻采集壓縮編碼記錄；H.264

中圖分類號(hào)：V271.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）16-0037-01

隨著視頻顯示技術(shù)的發(fā)展，機(jī)載視頻具有高分辨率、大容量、多路抽引的新特點(diǎn)[1]，三線制XGA高清視頻是某型機(jī)機(jī)載視頻的信號(hào)格式，現(xiàn)有的機(jī)載視頻抽引記錄系統(tǒng)已難以滿足這種視頻信號(hào)的抽引記錄，本文根據(jù)試飛測(cè)試需求，研究了這種類型視頻信號(hào)的抽引記錄方法。

圖中視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊從三線制XGA視頻信號(hào)解調(diào)出行、場(chǎng)同步信號(hào)，并把差分信號(hào)轉(zhuǎn)換為單端信號(hào)輸出至視頻信號(hào)采集壓縮編碼模塊，信號(hào)經(jīng)采集壓縮編碼后輸出至記錄模塊。

2.1 信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊

信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊用±5 V供電時(shí)，MID_Supply=0 V；行、場(chǎng)同步輸入為高電平時(shí)，VS、HS為1，行、場(chǎng)同步輸入為低電平時(shí)，VS、HS等于-1；K為SYNC LEVEL管腳輸入的參考電壓，系統(tǒng)采用0.5 V。

2.2 采集壓縮編碼模塊

視頻信號(hào)采集壓縮模塊組成部分包括電源模塊、采集模塊（輸入電路、A/D轉(zhuǎn)換器）、壓縮編碼模塊（緩沖器、壓縮模塊、接口模塊）、控制電路等組成[2]，電源模塊給系統(tǒng)各模塊提供所需額定電壓，采集壓縮編碼模塊系統(tǒng)總體構(gòu)成框圖如圖2所示。

電源模塊需將機(jī)載28VDC轉(zhuǎn)換成各模塊額定電壓。電源模塊提供±5 V及3.3 V等主要電壓，各子模塊電需要的1.4 V、1.8 V等特殊小功耗電壓由各模塊自行轉(zhuǎn)換。電源應(yīng)承受機(jī)載供電的尖峰和浪涌，保持電壓穩(wěn)定不受干擾，同時(shí)滿足30ms瞬間掉電保持及上下5 V的拉偏功能。

視頻采集選用AD8145芯片。采用DSP+FPGA的硬件壓縮方法實(shí)現(xiàn)壓縮編碼過程，可以達(dá)到壓縮速率高、占用系統(tǒng)資源少、實(shí)時(shí)性好的應(yīng)用目的[4]。

系統(tǒng)使用H.264壓縮算法。H.264是由JVT提出的數(shù)字視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。基于MPEG-4技術(shù)的基礎(chǔ)之上建立起來的[5]。H.264特點(diǎn)為：視頻幀的編碼處理的過程可以達(dá)到塊的級(jí)別；采用空間冗余的方法，對(duì)視頻幀的一些原始?jí)K進(jìn)行空間預(yù)測(cè)、轉(zhuǎn)換、優(yōu)化和熵編碼；采用運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償來完成；采用剩余空間冗余技術(shù)，對(duì)視頻幀里的殘留塊進(jìn)行編碼[6]；H.264標(biāo)準(zhǔn)中有統(tǒng)一的VLC符號(hào)編碼，高精度、多模式的位移估計(jì)，基于4×4塊的整數(shù)變換、分層的編碼語法等，加強(qiáng)了對(duì)各種信道的適應(yīng)能力，有利于對(duì)誤碼和丟包的處理，適應(yīng)高清晰度應(yīng)用；H.264算法在同等圖象質(zhì)量下的壓縮效率比以前的標(biāo)準(zhǔn)提高了2倍以上。

2.3 記錄模塊

針對(duì)以上數(shù)據(jù)采集壓縮編碼系統(tǒng)，記錄模塊接收的原始視頻數(shù)據(jù)量傳輸大約為120 M/S，數(shù)據(jù)壓縮比為100：1，如果同時(shí)輸入2路XGA信號(hào)，記錄模塊需要滿足數(shù)據(jù)量存儲(chǔ)能力為2.4 M/S。本記錄模塊記錄文件格式為H.264，存儲(chǔ)盤為：IDE通用接口，100GB電子盤。

3.2 應(yīng)用效果

本系統(tǒng)已成功應(yīng)用于某型號(hào)任務(wù)，記錄畫面的清晰穩(wěn)定，能滿足任務(wù)需求，為該型號(hào)的性能測(cè)試和數(shù)據(jù)分析提供了直觀可靠的視頻依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]張廣通.機(jī)載數(shù)字視頻記錄儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].上海：上海交通大學(xué)，2007.

[2]黃戰(zhàn)華，劉世旺.嵌入式高分辨率VGA顯示系統(tǒng)的研究和實(shí)現(xiàn)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2007，23（27）.

[3]李廣軍，王厚軍.實(shí)用接口技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，1997.

[4]趙保軍，史彩成.基于FPGA和DSP實(shí)現(xiàn)的實(shí)時(shí)圖像壓縮[J].電子學(xué)報(bào)，2003，9（9）.

[5]黎洪松，數(shù)字圖像壓縮編碼技術(shù)及其C語言程序范例[M].北京：學(xué)苑出版社，1994：49-65.

[6]畢厚杰.新一代視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)-H.264.AVC[M].北京：人民郵電出版社，2005.endprint