[发明专利]一种高速信号采集方法

权利要求书

1.一种高速信号采集方法，其特征在于，包括：

由CPLD采集数字化后的视频图像数据，通过编码芯片将采集的数据进行编码压缩，然后再将编码压缩后的数据通过AGP总线传输给上位机，最后通过上位机对图像进行解压缩并显示；

所述视频以帧为单位传输，采用隔行扫描，CPLD完成图像数据的接收后，经过格式变换及滤波将图像数据传输给编码芯片进行压缩；压缩打包完成后，将数据回传给CPLD，通过CPLD控制AGP总线接口时序，将数据最终上传给上位机；在编码芯片与CPLD之间设计两个队列缓冲；

在CPLD内部IP核中创建内部队列，数据宽度为32位，采用了独立的读时钟和写时钟，数据达到半满时，半满标志位half_flag置1；数据达到满时，满标志full_flag置1；视频数据采集、处理完成之后，CPLD通过队列的满标志查看队列是否已满，如果未满，则将32位图像数据在写时钟的逻辑控制下写入到所述队列；将半满信号连接到编码芯片的中断引脚，半满信号置高，触发编码芯片的DMA进程，将队列中的图像数据读出；

编码芯片先将源图像经过正向预处理后进行离散小波变换，然后对变换的小波系数进行量化处理和熵编码，最后将熵编码后获得的图像数据打包成压缩数据包输出；在解码过程中则按照压缩码流中提供的参数将编码过程进行逆向操作，最终将源图像重构还原出来；

编码芯片通过外设接口将CPLD作为其外部存储空间，压缩后的数据通过DMA写到CPLD内部的另一个队列，半满信号触发CPLD内部读数进程，将数据读出，通过AGP总线上传到控制上位机；

在采集与编码电路之间设计一组帧缓存电路；输入的视频数据流以帧为单位交替地写入两个不同的SDRAM存储单元，在写入其中一块SDRAM的同时，将另一块SDRAM中的数据读出，并送到数据编码单元进行运算；编码芯片接收到CPLD传输的图像数据后，以帧为单位交替写入两块SDRAM存储器；同时，数据被交替读出，输出给数据压缩单元进行编码。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述编码芯片在压缩之前，还包括：

对初始图像进行预处理，将彩色图像转换成灰度图像，再把图像分割成8*8的像素块，然后进行如下变换，其变换公式为：

F(u,v)=14c(u)c(v)Σx=07Σy=07f(x,y)cos(2x+116uπ)cos(2y+116vπ)]]>

式中x，y，u，v＝0，1，…，7；而c(u)＝c(v)并且当u＝0，v＝0时取其他情况取1，x，y代表图像数据矩阵内某个数值的坐标位置；f(x，y)代表图像数据矩阵内的数值；u，v代表变换后矩阵内数值的坐标位置；F(u，v)代表变换后矩阵内的某个数值；经过上述变换后的矩阵数据自然数为频率系数；

然后进行Z形扫描，使相同或相邻频率系数在一堆序列中保持相邻的位置，最后转换成一维排列方式；通过Z形扫描后，非零的变换系数就集中在一维数组的前面，而后面就是一串量化为零的变换系数，以进行熵编码；

在熵编码中对非零系数编码，非零系数由两部分组成：其中前一部分是非零系数前连续零系数的数量即游程；而后一部分是非零系数的符号和幅值。