基于fpga的低成本多級灰度視頻字符疊加系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于FPGA的低成本多級灰度視頻字符疊加系統(tǒng)，包括利用電阻搭建的分壓電路，與FPGA控制器連接的采集視頻同步信號的視頻采集模塊，由FPGA控制器控制的串口DA芯片和高速開關(guān)，采用串口DA芯片和高速開關(guān)通過FPGA控制器實(shí)現(xiàn)多級灰度電平的產(chǎn)生電路，采用I2C的外部ROM保存灰度值。本發(fā)明的低成本多級灰度視頻字符疊加系統(tǒng)，采用串行DA芯片和高速開關(guān)實(shí)現(xiàn)了一種低成本，可以對視頻疊加的字符進(jìn)行多級調(diào)節(jié)的字符疊加方案，最多可達(dá)255級灰度；采用FPGA為核心控制器件，添加了網(wǎng)絡(luò)接口模塊，通過網(wǎng)絡(luò)來修改需要疊加的字符模式，大大降低了灰度字符疊加的成本，提高了可操作性。
【專利說明】基于FPGA的低成本多級灰度視頻字符疊加系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及矩陣視頻字符疊加【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種基于FPGA的低成本多級灰度視頻子符置加系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]視頻字符疊加(0SD是英文On Screen Display的縮寫)，也稱為字符發(fā)生器。功能為:在顯示器的熒幕上產(chǎn)生一些特殊的字形或圖形，讓使用者得到一些訊息提示。字符疊加是指在復(fù)合視頻信號上疊加人類容易辨識的各類字幕信息，并將這些字符信息與原有復(fù)合視頻信號中的內(nèi)容一起顯示在視頻顯示設(shè)備(比如監(jiān)視器、硬盤錄像機(jī)等)上的電子處理裝置，如:顯示日期時(shí)間、位置、有關(guān)數(shù)據(jù)。目前視頻顯示中疊加字符越來越普遍，從起初疊加的單純黑字或白字到現(xiàn)在的彩色字體。而矩陣中疊加的彩色字符還是比較少，大多依然是黑白字體，且多采用專用的字符疊加芯片，成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明就是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供了一種基于FPGA的低成本多級灰度視頻字符疊加系統(tǒng)。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
本發(fā)明的基于FPGA的低成本多級灰度視頻字符疊加系統(tǒng)，包括利用電阻搭建的分壓電路，與FPGA控制器連接的采集視頻同步信號的視頻采集模塊，由FPGA控制器控制的串口DA芯片和高速開關(guān)，采用串口 DA芯片和高速開關(guān)通過FPGA控制器實(shí)現(xiàn)多級灰度電平的產(chǎn)生電路，采用I2C的外部ROM保存灰度值。
[0005]系統(tǒng)設(shè)置有網(wǎng)絡(luò)接口，采用嵌入的TCP/IP或UDP協(xié)議實(shí)現(xiàn)在IE瀏覽器中進(jìn)行修改每一路或全局疊加字符的灰度。
[0006]視頻字符疊加原理為:首先是通過視頻采集模塊獲取視頻的同步信號，由控制器根據(jù)視頻的同步信號，同時(shí)對疊加信息進(jìn)行計(jì)算，在輸出端輸出視頻或疊加信息點(diǎn)，從而將字符置加到視頻上。
[0007]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
本發(fā)明的基于FPGA的低成本多級灰度視頻字符疊加系統(tǒng)，采用串行DA芯片和高速開關(guān)實(shí)現(xiàn)了一種低成本，可以對視頻疊加的字符進(jìn)行多級調(diào)節(jié)的字符疊加方案，最多可達(dá)255級灰度；采用FPGA為核心控制器件，添加了網(wǎng)絡(luò)接口模塊，在FPGA中嵌入TCP/IP和UDP協(xié)議，通過網(wǎng)絡(luò)來修改需要疊加的字符模式；無須專用的字符疊加芯片，大大降低了灰度字符疊加的成本，提高了可操作性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明的低成本多級灰度視頻字符疊加系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明的基于FPGA的低成本多級灰度視頻字符疊加系統(tǒng)做進(jìn)一步說明。下述各實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而并非對本發(fā)明的限制。
[0010]圖1是本發(fā)明的低成本多級灰度視頻字符疊加系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，本發(fā)明的基于FPGA的低成本多級灰度視頻字符疊加系統(tǒng)，包括利用電阻搭建的分壓電路，與FPGA控制器連接的采集視頻同步信號的視頻采集模塊，由FPGA控制器控制的串口 DA芯片和高速開關(guān)，采用串口 DA芯片和高速開關(guān)通過FPGA控制器實(shí)現(xiàn)多級灰度電平的產(chǎn)生電路，采用I2C的外部ROM保存灰度值。
[0011]串口 DA芯片可以產(chǎn)生255級電壓值，利用電阻搭建分壓電路，從而產(chǎn)生黑電平到白電平之間的多個(gè)電平，通過視頻采集模塊采集的視頻同步芯片，在由FPGA根據(jù)視頻同步信號來控制高速開關(guān)進(jìn)行輸出相應(yīng)電平和視頻實(shí)現(xiàn)灰度電平的疊加。每一路視頻可以單獨(dú)控制其疊加的字符灰度。
[0012]系統(tǒng)設(shè)置有網(wǎng)絡(luò)接口，采用嵌入的TCP/IP或UDP協(xié)議實(shí)現(xiàn)在IE瀏覽器中進(jìn)行修改每一路或全局疊加字符的灰度。疊加字符灰度的深淺可以在IE瀏覽器中打開相應(yīng)的網(wǎng)頁，進(jìn)行設(shè)置。其中DA芯片產(chǎn)生的相應(yīng)電壓的數(shù)據(jù)，保存在外部ROM中，這樣在掉電之后加載該電平值即可，實(shí)現(xiàn)了掉電后灰度值不丟失。
[0013]視頻字符疊加原理為:首先是通過視頻采集模塊獲取視頻的同步信號，由控制器根據(jù)視頻的同步信號，同時(shí)對疊加信息進(jìn)行計(jì)算，在輸出端輸出視頻或疊加信息點(diǎn)，從而將字符疊加到視頻上。本發(fā)明采用串行四路出的DA轉(zhuǎn)換芯片，實(shí)現(xiàn)每個(gè)DA芯片控制四路視頻的字符疊加灰度，然后由FPGA控制器通過視頻采集模塊采集出視頻的同步信號，通過計(jì)算來控制高速開關(guān)在視頻和疊加字符的灰度電平之間進(jìn)行高速切換，同時(shí)通過FPGA將此時(shí)的字符灰度值保存到外部的I2C芯片中，這樣可以在每次上電時(shí)FPGA通過I2C芯片來加載斷電前設(shè)置的疊加字符灰度。如果需要修改字符灰度電平，則打開網(wǎng)頁在相應(yīng)的OSD灰度選項(xiàng)中選擇所需要字符灰度級別，然后進(jìn)行提交或下載到FPGA中使其生效。也可以將DA電路設(shè)置為全局字符控制，這樣在每次修改了疊加字符的灰度級別后，矩陣所有輸出視頻的字符疊加灰度同時(shí)進(jìn)行改變。
[0014]所述的字符灰度電平產(chǎn)生的核心芯片是串行DA轉(zhuǎn)換器，采用高速開關(guān)控制視頻和疊加字符的輸出，采用I2C來保存灰度值，采用集成IE瀏覽器來更改所需的疊加字符灰度，采用FPGA做為主控制器，從而在很大程度上降低了使用成本，降低了技術(shù)難度，同時(shí)在某種意義上縮短了一定量的研發(fā)周期。
[0015]本發(fā)明通過DA轉(zhuǎn)換器和高速開關(guān)，理論上可以實(shí)現(xiàn)255級灰度的疊加，再加上嵌入的TCP/IP和UDP協(xié)議，可以很方便地通過IE對每一路或全局視頻疊加的字符灰度進(jìn)行設(shè)置，同時(shí)外加的外部ROM可以保存產(chǎn)生灰度值的數(shù)據(jù)，進(jìn)行斷電加載，保證了斷電后，設(shè)置字符灰度不丟失。該系統(tǒng)丟棄了昂貴的專用字符疊加芯片，實(shí)現(xiàn)了低成本和易操作性。
[0016]本發(fā)明的最重要的優(yōu)點(diǎn)了利用低成本實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜的視頻多級灰度字符疊加效果，同時(shí)采用網(wǎng)頁進(jìn)行修改疊加字符的灰度，使操作變得靈活方便。且添加了外部I2C芯片，使設(shè)置的灰度掉電后能夠很好的保存。而現(xiàn)在很多產(chǎn)品大多采用專用的字符疊加芯片，因此開發(fā)成本和產(chǎn)品成本較高也不易被客戶所接受，同時(shí)很多是采用自己開發(fā)的專用軟件進(jìn)行字符疊加的修改。本發(fā)明在很大程度上降低了使用成本，降低了開發(fā)成本，增強(qiáng)了易用性。
【權(quán)利要求】
1.一種基于FPGA的低成本多級灰度視頻字符疊加系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括利用電阻搭建的分壓電路，與FPGA控制器連接的采集視頻同步信號的視頻采集模塊，由FPGA控制器控制的串口 DA芯片和高速開關(guān)，采用串口 DA芯片和高速開關(guān)通過FPGA控制器實(shí)現(xiàn)多級灰度電平的產(chǎn)生電路，采用I2C的外部ROM保存灰度值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FPGA的低成本多級灰度視頻字符疊加系統(tǒng)，其特征在于:系統(tǒng)設(shè)置有網(wǎng)絡(luò)接口，采用嵌入的TCP/IP或UDP協(xié)議實(shí)現(xiàn)在IE瀏覽器中進(jìn)行修改每一路或全局疊加字符的灰度。
【文檔編號】H04N5/272GK103647905SQ201310568275
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】戴林, 邊偉, 喬高學(xué) 申請人:天津天地偉業(yè)數(shù)碼科技有限公司