一种基于FPGA的多路视频无缝切换系统和方法技术方案

为解决现有基于数字器件的视频切换技术存在视频输出时序稳定性不好、视频数据易丢失、操作不便的技术问题，本发明专利技术提供了一种基于FPGA的多路视频无缝切换系统和方法。1)发送同步脉冲信号；2)接收包含有视频时钟信号和视频图像数据的N路视频数据；3)分别对接收到的N路视频数据进行预处理，使后续缓冲隔离均是从第一帧的第一个像素数据开始进行；4)N路视频数据分别进行缓冲隔离；5)分别读取缓冲隔离的视频数据，重新生成视频使能，将重新生成的视频使能及所读取的视频图像数据输出至通道选择模块；6)接收视频通道切换指令；7)选通数据通道号对应的数据通道；8)被选通的数据通道输出视频图像数据。

A Multi-channel Video Seamless Switching System Based on FPGA

In order to solve the technical problems of poor stability of video output timing, easy loss of video data and inconvenient operation in the existing video switching technology based on digital devices, the present invention provides a multi-channel video seamless switching system based on FPGA. 1) sending synchronous pulse signal; 2) receiving N-channel video data including video clock signal and video image data; 3) preprocessing the received N-channel video data separately so that the subsequent buffer isolation starts from the first pixel data of the first frame; 4) buffering isolation of N-channel video data; 5) reading buffered isolated video data separately and regenerating video. Enabling, the regenerated video enablement and the read video image data are output to the channel selection module; 6) receiving video channel switching instructions; 7) selecting the data channel corresponding to the data channel number; 8) outputting video image data from the selected data channel.

【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA的多路视频无缝切换系统和方法
本专利技术属于视频处理
，涉及一种基于FPGA的多路视频切换系统和方法。
技术介绍
随着无人机技术不断发展，国内外越来越多的无人机在机身上安装有多种类型的监控摄像器。由于受到无人机遥测传输设备的限制，即遥测设备只能传输一路视频信号，而无人机飞行时需要对整个飞行系统中的多路视频信号实时监控和记录，因此，需要一种多路视频切换系统，在无人机空中飞行过程中，地面人员可在多个机载摄像器之间切换，实时监控外界情况，及时根据发现的问题采取解决措施。目前视频切换技术主要有两种方式：第一种是基于模拟器件实现视频切换，模拟开关实现方式不灵活；第二种是基于数字器件，采用组合逻辑进行切换，跨时钟域处理，易出现亚稳态现象，图像数据和分辨率不能保障，系统稳定性大大降低。例如公开号为CN103647907B的专利文献中公开了“一种无人机多路视频切换器”，采用拨轮开关或工控机控制主控单元驱动多路选择切换单元，主要采用数字电路硬件实现视频系统的切换，缺少系统控制，从一路视频切换到另外一路视频过程中存在视频输出时序稳定性不好，视频数据丢失问题；另外，该多路视频切换器电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于FPGA的多路视频无缝切换系统，其特征在于：包括硬件和软件；所述硬件包括FPGA、以及均与FPGA相连的同步脉冲输出接口单元、视频输出接口单元、切换指令接收接口单元以及N个视频输入接口单元；FPGA作为主控制器；同步脉冲输出接口单元用于输出FPGA产生的同步脉冲信号；视频输出接口单元用于输出被选通视频通道中的视频图像数据；切换指令接收接口单元用于接收来自切换系统外部的视频通道切换指令；N个视频输入接口单元用于采集机载的N路视频单元发出的N路视频信号；N为大于等于2的整数；所述软件为运行在所述FPGA上的程序，用于实现以下步骤：1)视频切换系统初始化复位上电；2)向机载的N路视频单元...

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的多路视频无缝切换系统，其特征在于：包括硬件和软件；所述硬件包括FPGA、以及均与FPGA相连的同步脉冲输出接口单元、视频输出接口单元、切换指令接收接口单元以及N个视频输入接口单元；FPGA作为主控制器；同步脉冲输出接口单元用于输出FPGA产生的同步脉冲信号；视频输出接口单元用于输出被选通视频通道中的视频图像数据；切换指令接收接口单元用于接收来自切换系统外部的视频通道切换指令；N个视频输入接口单元用于采集机载的N路视频单元发出的N路视频信号；N为大于等于2的整数；所述软件为运行在所述FPGA上的程序，用于实现以下步骤：1)视频切换系统初始化复位上电；2)向机载的N路视频单元发送同步脉冲信号；3)接收所述N路视频单元发出的包含有视频时钟信号和视频图像数据的N路视频数据；4)分别对接收到的N路视频数据中的视频图像数据进行预处理，使得后续缓冲隔离所述N路视频数据时，均是从第一帧第一个像素数据开始进行缓冲隔离；5)对N路视频数据分别进行缓冲隔离；6)基于FPGA的PLL倍频产生的主时钟信号，分别读取步骤5)缓冲隔离的视频数据，根据读取的视频数据生成N路视频数据中的视频使能，并将重新生成的视频使能以及所读取视频数据中的视频图像数据输出至通道选择模块，等待后续选通；7)接收外部主控单元发送的接收视频通道切换指令；8)根据接收到的视频通道切换指令，当检测到所述视频通道切换指令所对应数据通道的视频使能下降沿和数据通道号时，选通所述数据通道号对应的数据通道，进入步骤9)；否则，不选通所述数据通道号对应的数据通道，并继续检测所选通通道号对应数据通道的视频使能下降沿；9)被选通的数据通道输出视频图像数据。2.根据权利要求1所述的基于FPGA的多路视频无缝切换系统，其特征在于：在所述步骤6)-7)之间，还设有进行缓冲隔离数据清空的步骤，具体为：检测步骤6)生成的视频使能下降沿，若检测到，则利用视频使能下降沿对已缓冲隔离的数据进行清空，然后进入步骤7)；若未检测到，则直接进入步骤7)。3.基于FPGA的多路视频无缝切换方法，其特征在于，包括以下步骤：1)向机载的N路视频单元发送同步脉冲信号；2)接收所述N路视频单元发出的包含有视频时钟信号和视频图像数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：边河，杨磊，王华伟，王华，黄继江，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61