一種差分?jǐn)?shù)字視頻轉(zhuǎn)pal制式視頻的視頻轉(zhuǎn)換電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種差分?jǐn)?shù)字視頻轉(zhuǎn)PAL制式視頻的視頻轉(zhuǎn)換電路，包括與電源模塊連接的差分轉(zhuǎn)單端模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、隔離模塊、FPGA和視頻輸出模塊，所述差分轉(zhuǎn)單端模塊的輸出端與驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端連接，驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端與隔離模塊的輸入端相連，隔離模塊的輸出端與FPGA的輸入端連接，F(xiàn)PGA的輸出端與視頻輸出模塊的輸入端連接；本電路用于線陣紅外熱像儀成像顯示，采用差分轉(zhuǎn)單端芯片與FPGA軟硬件技術(shù)，將紅外熱像儀輸出的差分?jǐn)?shù)字視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)PAL制的模擬視頻信號(hào)，以便于視頻顯示，應(yīng)用本電路可使熱像儀的圖像在遠(yuǎn)距離傳輸后在普通顯示器上顯示，無需專用的采集顯示系統(tǒng)。
【專利說明】
一種差分?jǐn)?shù)字視頻轉(zhuǎn)PAL制式視頻的視頻轉(zhuǎn)換電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及紅外熱像儀成像技術(shù)，具體涉及一種將線陣紅外熱像儀輸出的差分?jǐn)?shù)字視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為PAL制信號(hào)的視頻轉(zhuǎn)換電路。
【背景技術(shù)】
[0002]線陣紅外熱像儀是一種是用光電設(shè)備來檢測和測量輻射的儀器，是利用紅外探測器和光學(xué)成像物鏡接受到被測目標(biāo)的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測器的光敏元件上，從而獲得紅外光譜圖像。通過查看紅外圖像，可以觀察到被測物體的不同溫度。隨著光電技術(shù)的發(fā)展，線陣紅外熱像儀越來越廣泛用于公安、消防、軍事、醫(yī)學(xué)、電力工業(yè)等領(lǐng)域。
[0003]由于模擬信號(hào)無法進(jìn)行遠(yuǎn)距離的傳輸，線陣紅外熱像儀采用數(shù)字信號(hào)的圖像輸出方式，通過RS-422差分信號(hào)的方式進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸，以確保傳輸?shù)姆€(wěn)定性、可靠性。紅外探測器可探測的動(dòng)態(tài)范圍與探測靈敏度較高，線陣紅外熱像儀的成像系統(tǒng)在數(shù)字化時(shí)使用12位數(shù)據(jù)來量化一個(gè)像素，較普通8位圖像相比，它具有更高的動(dòng)態(tài)范圍和豐富的場景信息。普通的顯示設(shè)備由于無法直接使用差分視頻信號(hào)，且只支持顯示VGA、PAL等視頻格式，只能顯示8位圖像數(shù)據(jù)，12位紅外圖像無法直接顯示在普通顯示器上。因此，為了顯示線陣紅外熱像儀視頻圖像，往往需要搭建專門的圖像采集顯示系統(tǒng)，給紅外熱像儀的使用帶來了不便。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為了克服現(xiàn)有線陣紅外熱像儀的圖像信號(hào)需要遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)，其信號(hào)格式無法在普通顯示器顯示的局限性，本實(shí)用新型的目的是提供一種低功耗、低成本、高穩(wěn)定、易實(shí)現(xiàn)的差分?jǐn)?shù)字視頻轉(zhuǎn)換為PAL格式視頻的電路。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種差分?jǐn)?shù)字視頻轉(zhuǎn)PAL制式視頻的視頻轉(zhuǎn)換電路，包括電源模塊，用于將外接電源轉(zhuǎn)換為各個(gè)模塊電路工作所需電源；差分轉(zhuǎn)單端模塊，用于將傳輸?shù)腞S-422視頻差分信號(hào)轉(zhuǎn)換為單端信號(hào)，便于后續(xù)電路處理；驅(qū)動(dòng)模塊，對輸入信號(hào)進(jìn)行放大，以滿足電路要求;隔離模塊，防止電路間的連接而引起干擾;FPGA，對輸入的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理，并產(chǎn)生PAL視頻格式的同步信號(hào)，與處理后的圖像數(shù)據(jù)同步輸出；視頻輸出模塊，在PAL制對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)下，輸出相應(yīng)的PAL制的模擬視頻;所述的差分轉(zhuǎn)單端模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、隔離模塊、FPGA和視頻輸出模塊均與電源模塊連接，所述差分轉(zhuǎn)單端模塊的輸出端與驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端連接，驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端與隔離模塊的輸入端相連，隔離模塊的輸出端與FPGA的輸入端連接，F(xiàn)PGA的輸出端與視頻輸出模塊的輸入端連接。
[0006]所述的一種差分?jǐn)?shù)字視頻轉(zhuǎn)PAL制式視頻的視頻轉(zhuǎn)換電路，其電源模塊將外接電壓轉(zhuǎn)換為1.2V、3.3V和5V。
[0007]所述的一種差分?jǐn)?shù)字視頻轉(zhuǎn)PAL制式視頻的視頻轉(zhuǎn)換電路，其差分轉(zhuǎn)單端模塊使用具有12路信號(hào)通道的高速CMOS芯片。
[0008]所述的一種差分?jǐn)?shù)字視頻轉(zhuǎn)PAL制式視頻的視頻轉(zhuǎn)換電路，其驅(qū)動(dòng)模塊使用CMOS驅(qū)動(dòng)芯片。
[0009]所述的一種差分?jǐn)?shù)字視頻轉(zhuǎn)PAL制式視頻的視頻轉(zhuǎn)換電路，其隔離模塊使用光耦隔咼芯片。
[0010]所述的一種差分?jǐn)?shù)字視頻轉(zhuǎn)PAL制式視頻的視頻轉(zhuǎn)換電路，其FPGA將進(jìn)入的12位數(shù)字視頻圖像壓縮為8位數(shù)并以固定時(shí)鐘頻率輸出。
[0011]所述的一種差分?jǐn)?shù)字視頻轉(zhuǎn)PAL制式視頻的視頻轉(zhuǎn)換電路，其視頻輸出模塊使用三通道8位視頻D/A轉(zhuǎn)換芯片。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0013]1.使用FPGA做圖像處理，采用并行處理與流水線操作的方式，圖像處理速度快，不會(huì)對視頻顯示造成明顯延時(shí)。
[0014]2.電路各個(gè)模塊使用的都是低功耗的元器件，因此電路整體也具有功耗低的特點(diǎn)。
[0015]3.各模塊電路構(gòu)造簡單，易于實(shí)現(xiàn)，相比于專用的視頻采集顯示系統(tǒng)，開發(fā)成本大大減少。
[0016]4.電路加入了光耦隔離技術(shù)，能避免電路上的連接而產(chǎn)生的干擾，增強(qiáng)了電路的穩(wěn)定性。
[0017]5.電路輸出的視頻格式為PAL制，符合國家電視廣播技術(shù)規(guī)范，在一般顯示設(shè)備上都能進(jìn)行視頻顯示。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型原理框圖；
[0019]圖2為本實(shí)用新型1.2V電源模塊的電路原理圖；
[0020]圖3為本實(shí)用新型3.3V電源模塊的電路原理圖；
[0021 ]圖4為本實(shí)用新型5V電源模塊的電路原理圖；
[0022]圖5為本實(shí)用新型差分轉(zhuǎn)單端模塊的電路原理圖；
[0023]圖6為本實(shí)用新型驅(qū)動(dòng)模塊的電路原理圖；
[0024]圖7為本實(shí)用新型隔離模塊電路的原理圖；
[0025]圖8為本實(shí)用新型視頻輸出模塊的電路原理圖。
[0026]各附圖標(biāo)記為:I一電源模塊，2—差分轉(zhuǎn)單端模塊，3—驅(qū)動(dòng)模塊，4一隔尚模塊，5—FPGA，6—視頻輸出模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0028]參照圖1所示，本實(shí)用新型公開了一種差分?jǐn)?shù)字視頻轉(zhuǎn)PAL制式視頻的視頻轉(zhuǎn)換電路，包括差分轉(zhuǎn)單端模塊2、驅(qū)動(dòng)模塊3、隔離模塊4、FPGA 5和視頻輸出模塊6，所述的差分轉(zhuǎn)單端模塊2、驅(qū)動(dòng)模塊3、隔離模塊4、FPGA 5和視頻輸出模塊6均與電源模塊I連接，所述差分轉(zhuǎn)單端模塊2的輸出端與驅(qū)動(dòng)模塊3的輸入端連接，驅(qū)動(dòng)模塊3的輸出端與隔離模塊4的輸入端相連，隔離模塊4的輸出端與FPGA 5的輸入端連接，F(xiàn)PGA 5的輸出端與視頻輸出模塊6的輸入端連接。
[0029]電源模塊I用于將外接電源轉(zhuǎn)換為各個(gè)模塊電路工作所需電源，1.2V電源模塊的電路原理圖如圖2所示，3.3V電源模塊的電路原理圖如圖3所示，5V電源模塊的電路原理圖如圖4所示。電源模塊I給差分轉(zhuǎn)單端模塊2提供5V電壓，給驅(qū)動(dòng)模塊3提供5V電壓，給隔離模塊4提供3.3V、5V電壓，給FPGA 5提供1.2V，3.3V電壓，給視頻輸出模塊6提供3.3V、5V電壓。
[0030]差分轉(zhuǎn)單端模塊2用于將傳輸?shù)腞S-422視頻差分信號(hào)轉(zhuǎn)換為單端信號(hào)，便于后續(xù)電路處理，電路原理圖如圖5所示。使用低功耗(240mff)的高速CMOS差分轉(zhuǎn)單端功能的芯片，該芯片擁有12路信號(hào)通道，能同時(shí)處理12路信號(hào)，輸出端能同時(shí)兼容TTL、CM0S電平，將經(jīng)過本模塊的RS-422差分信號(hào)還原為單路CMOS信號(hào)，輸出進(jìn)入驅(qū)動(dòng)模塊3，差分?jǐn)?shù)字視頻信號(hào)來自紅外熱像儀的圖像輸出，其中包含3位的同步信號(hào)、時(shí)鐘和12位的圖像數(shù)據(jù)，經(jīng)差分輸出后共30位信號(hào)輸入至本實(shí)用新型電路。本實(shí)用新型電路采用多個(gè)多路差分信號(hào)轉(zhuǎn)單端信號(hào)芯片對輸入的差分信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將差分信號(hào)還原為15位單路信號(hào)輸出至驅(qū)動(dòng)模塊。
[0031]驅(qū)動(dòng)模塊3對輸入信號(hào)進(jìn)行放大，以滿足電路要求，電路原理圖如圖6所示，使用5V電壓供電的CMOS驅(qū)動(dòng)芯片，能兼容CMOS與TTL電平，將輸入的單端信號(hào)放大至5V的CMOS信號(hào)，輸出至隔離模塊，驅(qū)動(dòng)模塊3采用多個(gè)兩路驅(qū)動(dòng)芯片，將輸入信號(hào)幅值提升至5V后輸出，以滿足后續(xù)電路對輸入信號(hào)幅值的要求。
[0032]隔離模塊4防止電路間的連接而引起干擾，電路原理圖如圖7所示，使用光耦隔離芯片，將輸入的5V信號(hào)與輸出的3.3V信號(hào)間相互隔離，信號(hào)輸出至FPGA。隔離模塊4采用多個(gè)4路光親隔離芯片，輸入端與驅(qū)動(dòng)芯片直連，輸出端與FPGA的信號(hào)輸入管腳直連。
[0033]FPGA 5對輸入的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理，并產(chǎn)生PAL視頻格式的同步信號(hào)，與處理后的圖像數(shù)據(jù)同步輸出，F(xiàn)PGA 5使用1.2V和3.3V電壓兩種電壓，將進(jìn)入FPGA的12位數(shù)字視頻圖像經(jīng)過圖像處理，壓縮為8位數(shù)據(jù)信號(hào)，F(xiàn)PGA內(nèi)部根據(jù)“PAL-D制電視廣播技術(shù)規(guī)范”(GB3174-1995)產(chǎn)生滿足PAL制格式的同步信號(hào)、消隱信號(hào)，F(xiàn)PGA內(nèi)部將同步信號(hào)、消隱信號(hào)、8位數(shù)據(jù)信號(hào)嚴(yán)格按照GB3174-1995規(guī)范中時(shí)序，以固定時(shí)鐘頻率輸出。時(shí)鐘信號(hào)、同步信號(hào)、12位圖像數(shù)據(jù)輸入FPGA，在其內(nèi)部進(jìn)行圖像壓縮，將12位圖像壓縮為8位圖像，F(xiàn)PGA內(nèi)部產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，其中包含時(shí)鐘、同步信號(hào)、消隱信號(hào)，3種信號(hào)時(shí)序按照PAL制視頻信號(hào)格式輸出。FPGA輸出的時(shí)鐘信號(hào)、同步信號(hào)、消隱信號(hào)、8位圖像數(shù)據(jù)管腳直接與視頻D/A芯片相應(yīng)管腳連接。
[0034]視頻輸出模塊6完成數(shù)字視頻到模擬視頻的轉(zhuǎn)換，在PAL制對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)下，輸出相應(yīng)的PAL制的模擬視頻，圖8為視頻輸出模塊6的D/A芯片電路原理圖，所述的視頻輸出模塊6使用3.3V和5V電壓，采用三通道8位80Msps高速視頻D/A轉(zhuǎn)換芯片，在輸入的同步信號(hào)驅(qū)動(dòng)下，輸出端連接75 Ω同軸電纜，該芯片驅(qū)動(dòng)將輸出PAL制標(biāo)準(zhǔn)視頻電壓，視頻輸出模塊核心為視頻D/A芯片，該芯片接收FPGA輸出的PAL格式的同步信號(hào)、消隱信號(hào)與圖像數(shù)據(jù)，在時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)下將產(chǎn)生PAL格式的模擬視頻圖像，視頻D/A芯片的輸出管腳可直接經(jīng)過同軸電纜，連接至顯示器的PAL圖像端口。
[0035]上述實(shí)施例僅例示性說明本實(shí)用新型的原理及其功效，以及部分運(yùn)用的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種差分?jǐn)?shù)字視頻轉(zhuǎn)PAL制式視頻的視頻轉(zhuǎn)換電路，其特征在于:包括 電源模塊(I )，用于將外接電源轉(zhuǎn)換為各個(gè)模塊電路工作所需電源； 差分轉(zhuǎn)單端模塊(2)，用于將傳輸?shù)腞S-422視頻差分信號(hào)轉(zhuǎn)換為單端信號(hào)，便于后續(xù)電路處理； 驅(qū)動(dòng)模塊(3)，對輸入信號(hào)進(jìn)行放大，以滿足電路要求； 隔離模塊(4)，防止電路間的連接而引起干擾； FPGA(5)，對輸入的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理，并產(chǎn)生PAL視頻格式的同步信號(hào)，與處理后的圖像數(shù)據(jù)同步輸出； 視頻輸出模塊(6)，輸出相應(yīng)的PAL制的模擬視頻； 所述的差分轉(zhuǎn)單端模塊(2 )、驅(qū)動(dòng)模塊(3 )、隔離模塊(4 ) ,FPGAC 5 )和視頻輸出模塊(6 )均與電源模塊(I)連接，所述差分轉(zhuǎn)單端模塊(2)的輸出端與驅(qū)動(dòng)模塊(3)的輸入端連接，驅(qū)動(dòng)模塊(3)的輸出端與隔離模塊(4)的輸入端相連，隔離模塊(4)的輸出端與FPGA(5)的輸入端連接，F(xiàn)PGAC 5 )的輸出端與視頻輸出模塊(6 )的輸入端連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種差分?jǐn)?shù)字視頻轉(zhuǎn)PAL制式視頻的視頻轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述的電源模塊(I)將外接電壓轉(zhuǎn)換為1.2V、3.3V和5V。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種差分?jǐn)?shù)字視頻轉(zhuǎn)PAL制式視頻的視頻轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述的差分轉(zhuǎn)單端模塊(2)使用具有12路信號(hào)通道的高速CMOS芯片。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種差分?jǐn)?shù)字視頻轉(zhuǎn)PAL制式視頻的視頻轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述的驅(qū)動(dòng)模塊(3)使用CMOS驅(qū)動(dòng)芯片。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種差分?jǐn)?shù)字視頻轉(zhuǎn)PAL制式視頻的視頻轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述的隔離模塊(4)使用光耦隔離芯片。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種差分?jǐn)?shù)字視頻轉(zhuǎn)PAL制式視頻的視頻轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述的FPGA(5)將進(jìn)入的12位數(shù)字視頻圖像壓縮為8位數(shù)并以固定時(shí)鐘頻率輸出。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種差分?jǐn)?shù)字視頻轉(zhuǎn)PAL制式視頻的視頻轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述的視頻輸出模塊(6)使用三通道8位視頻D/A轉(zhuǎn)換芯片。
【文檔編號(hào)】H04N7/18GK205510281SQ201620174888
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月8日
【發(fā)明人】朱祥路, 丁捷, 郭良賢, 黃瑜侃, 唐培
【申請人】湖北久之洋紅外系統(tǒng)股份有限公司