[发明专利]一种使用FPGA实现SDI视频内容分析和监测的设备及方法

说明书

技术领域

本发明属于广电领域，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及方法。 

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发明显，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。 

发明内容

本发明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，本发明采用如下技术方案：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，用于SDI信号输入；信号输出端，用于SDI信号输出；其特征在于该设备包括均衡器，用于对SDI视频信号进行均衡；解串器，用于对均衡后的SDI视频信号进行解串；FPGA，从上述解串后的SDI数据中分离掉音频流，将图像数据送入存储器，并对SDI图像数据进行分析和监测；串化器，用于对解串后的SDI视频信号进行串化；存储器，用于存储先前帧的图像数据，供FPGA使用；背板接口，与FPGA连接，用于输出数字视频信号和控制信号。该设备还包括切换电路，在断电情况下，信号输入端直接连接至信号输出端，在受电情况下，信号输入端连接至均衡器，信号输出端连接至串化器。 

本发明的另一目的在于提供一种使用FPGA实现SDI视频内容分析和监测的方法。 

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种使用FPGA实现SDI视频内容分析和监测的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：A、解串器对信号输入端输入的SDI视频信号进行解串，并送入FPGA；B、FPGA将当前帧数据送入存储器内，同时对当前帧SDI数据的内容进行分析和监测；C、FPGA将当前帧SDI数据送至串化器，由串化器串化后送至输出端。其中步骤B又包括静帧检测和黑场白场检测两个模块。 

其中静帧检测模块包括：a、解析当前帧SDI数据；b、获取存储器中的SDI数据；c、将两组数据进行逐点亮度计算；d、逐点进行区域抽样亮度比对；e、判断当前帧是否静帧，如是则转f，如否则转h；f、静帧计数器加1，并重置正常帧计数器为0；g、判断静帧是否达到报警门限，如是则返回静帧报警，如否则返回正常；h、正常帧计数器加1；i、判断静帧计数器是否达到阈值，是则重置静帧计数器为0，并返回正常，如否则j；j、判断静帧是否达到报警门限，如是则返回静帧报警，如否则返回正常。 

其中黑场白场检测模块包括：a、解析当前帧SDI数据；b、选择特定比对矩形区域；c、计算区域内灰度；d、判断计算灰度是否大于设定图像黑场白场阈值，如否则黑场白场告警计数器清零，并返回正常，如是则e；e、判断黑场白场计数器是否大于设定阈值，如是则返回黑场白场告警，如否则返回正常。 

本发明能针对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。本发明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为本发明的系统框图。 

图2为黑场白场检测模块的框图。 

图3为黑场、白场检测模块的图像缓存方式。 

图4为黑场和白场数据抽样比较结构图。 

图5为静帧检测模块的框图。 

具体实施方式

下面对本发明进行进一步描述。