一种解析复合视频广播信号的方法及装置与流程

本发明涉及视频信号处理，尤其涉及一种解析复合视频广播信号的方法及装置。

背景技术：

1、随着无人机应用场景的广泛扩展，特别是diy类无人机的普及，对于视频图像的获取和处理提出了新的挑战和需求。传统的diy无人机多采用复合视频广播信号(compositevideo broadcast signal，cvbs)传输视频图像，这种信号格式虽然简单，但限制了图像的分辨率和质量。在无人机反制领域，获取并解析清晰的视频图像显得尤为关键，因为这不仅有助于准确识别目标，还能支持更精确的反制操作。因此，开发能够快速解析和处理cvbs信号的技术成为当前研究和应用的重要方向之一。

2、解析和处理cvbs信号主要涉及同步信号检测、亮度与色度信号分离、色度信号解调三个技术难点。目前在进行同步信号检测时未能考虑到信号在实际传输过程中存在频偏，因此存在检测性能较差的问题。传统的亮度与色度分离技术是先用带通滤波器提取出色度信号，再用陷波器提取出亮度信号。但是这种分离技术恢复出的视频信号质量较差。常用的色度信号解调技术是根据cvbs信号中与色度信号载波同频同相的色同步信号得到色度信号的载波信号的频率和相位，再进行相干解调。但是cvbs信号中，色同步信号的相位变化由于无线通信的多径效应和噪声等因素，会导致解调过程中出现色彩偏差的问题。

3、因此，如何准确地解析和处理cvbs信号得到清晰的视频图像是目前亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例提供一种解析复合视频广播信号的方法及装置，以解决难以准确地解析和处理cvbs信号得到清晰的视频图像的问题。

2、为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

3、本发明第一方面公开一种解析复合视频广播信号的方法，所述方法包括：

4、获取复合视频广播信号，对所述复合视频广播信号进行预处理得到目标复合视频广播信号；

5、检测所述目标复合视频广播信号中矩形脉冲的边沿，并基于预设提取阈值从所述目标复合视频广播信号中提取行同步信号、场同步信号和色同步信号；

6、根据所述行同步信号、所述场同步信号和所述色同步信号，利用亮色分离梳状滤波器对所述目标复合视频广播信号进行频谱分离，得到亮度信号和待解调的色度信号，其中，所述亮色分离梳状滤波器预先根据复合视频广播信号中亮度与色度信号的频谱间置原理和梳状滤波器的梳齿状频率特性构建得到；

7、依据预设色同步信号的频率和相位对所述色同步信号的频率与相位进行调整，得到目标色同步信号；

8、利用所述目标色同步信号对所述待解调的色度信号进行相干解调，得到色度信号；

9、基于所述行同步信号、所述场同步信号、所述亮度信号和所述色度信号构建所述复合视频广播信号相应的视频图像。

10、优选的，所述获取复合视频广播信号，对所述复合视频广播信号进行预处理得到目标复合视频广播信号，包括：

11、获取复合视频广播信号，对所述复合视频广播信号进行低通滤波处理，得到第一复合视频广播信号；

12、对所述第一复合视频广播信号进行均值滤波处理，得到第二复合视频广播信号；

13、获取所述第二复合视频广播信号中的最大电压值和最小电压值；

14、根据所述最大电压值和所述最小电压值对所述第二复合视频广播信号进行量化处理，得到目标复合视频广播信号。

15、优选的，所述检测所述目标复合视频广播信号中矩形脉冲的边沿，并基于预设提取阈值从所述目标复合视频广播信号中提取行同步信号、场同步信号和色同步信号，包括：

16、检测目标复合视频广播信号中所有矩形脉冲的上升沿，计算每两个相邻所述上升沿之间的时间间隔，得到每一所述矩形脉冲的持续时间；

17、分别计算所有持续时间和预设提取阈值中每个提取阈值之间的相关度，所述预设提取阈值中包括所述场同步信号的提取阈值、所述行同步信号的提取阈值和所述色同步信号的提取阈值；

18、根据所有相关度提取所述目标复合视频广播信号中的场同步信号、行同步信号和色同步信号。

19、优选的，所述根据所述行同步信号、所述场同步信号和所述色同步信号，利用亮色分离梳状滤波器对所述目标复合视频广播信号进行频谱分离，得到亮度信号和待解调的色度信号，包括：

20、根据所述行同步信号、所述场同步信号和所述色同步信号确定视频信号在所述目标复合视频广播信号中的位置；

21、利用亮色分离梳状滤波器根据所述位置对所述目标复合视频广播信号进行频谱分离，得到亮度信号和待解调的色度信号。

22、优选的，所述依据预设色同步信号的频率和相位对所述色同步信号的频率与相位进行调整，得到目标色同步信号，包括：

23、根据希尔伯特变换将所有色同步信号转换为复数形式，并计算每个复数形式的所述色同步信号与预设色同步信号之间的相位差；

24、利用环路滤波器和压控振荡器，根据所述相位差对所述色同步信号进行相位补偿，以使所述色同步信号与所述预设色同步信号同步；其中，所述压控振荡器的初始输入值为所有色同步信号中首位所述色同步信号的相位；

25、根据所述预设色同步信号的频率和相位调整所述色同步信号的频率和相位，得到目标色同步信号。

26、优选的，所述利用所述目标色同步信号对所述待解调的色度信号进行相干解调，得到色度信号，包括：

27、利用所述目标色同步信号生成正弦载波，标记为本地载波；

28、利用所述本地载波对所述待解调的色度信号进行相干解调和低通滤波处理，得到解调后的色度信号。

29、优选的，所述基于所述行同步信号、所述场同步信号、所述亮度信号和所述色度信号构建所述复合视频广播信号相应的视频图像，包括：

30、根据所述行同步信号和所述场同步信号确定每一行图像的起止位置和每一幅图像的起止位置；

31、根据所述起止位置顺序排布相应的所述亮度信号和所述色度信号以构建所述复合视频广播信号相应的视频图像。

32、本发明第二方面公开一种解析复合视频广播信号的装置，所述装置包括：

33、预处理单元，用于获取复合视频广播信号，对所述复合视频广播信号进行预处理得到目标复合视频广播信号；

34、提取单元，用于检测所述目标复合视频广播信号中矩形脉冲的边沿，并基于预设提取阈值从所述目标复合视频广播信号中提取行同步信号、场同步信号和色同步信号；

35、频谱分离单元，用于根据所述行同步信号、所述场同步信号和所述色同步信号，利用亮色分离梳状滤波器对所述目标复合视频广播信号进行频谱分离，得到亮度信号和待解调的色度信号，其中，所述亮色分离梳状滤波器预先根据复合视频广播信号中亮度与色度信号的频谱间置原理和梳状滤波器的梳齿状频率特性构建得到；

36、调整单元，依据预设色同步信号的频率和相位对所述色同步信号的频率与相位进行调整，得到目标色同步信号；

37、相干解调单元，用于利用所述目标色同步信号对所述待解调的色度信号进行相干解调，得到色度信号；

38、构建单元，用于基于所述行同步信号、所述场同步信号、所述亮度信号和所述色度信号构建所述复合视频广播信号相应的视频图像。

39、优选的，所述预处理单元，包括：

40、低通滤波处理模块，用于获取复合视频广播信号，对所述复合视频广播信号进行低通滤波处理，得到第一复合视频广播信号；

41、均值滤波处理模块，用于对所述第一复合视频广播信号进行均值滤波处理，得到第二复合视频广播信号；

42、获取模块，用于获取所述第二复合视频广播信号中的最大电压值和最小电压值；

43、量化处理模块，用于根据所述最大电压值和所述最小电压值对所述第二复合视频广播信号进行量化处理，得到目标复合视频广播信号。

44、优选的，所述提取单元，包括：

45、第一计算模块，用于检测目标复合视频广播信号中所有矩形脉冲的上升沿，计算每两个相邻所述上升沿之间的时间间隔，得到每一所述矩形脉冲的持续时间；

46、第二计算模块，用于分别计算所有持续时间和预设提取阈值中每个提取阈值之间的相关度，所述预设提取阈值中包括所述场同步信号的提取阈值、所述行同步信号的提取阈值和所述色同步信号的提取阈值；

47、提取模块，用于根据所有相关度提取所述目标复合视频广播信号中的场同步信号、行同步信号和色同步信号。

48、基于上述本发明实施例提供的一种解析复合视频广播信号的方法及装置。获取复合视频广播信号进行预处理得到目标复合视频广播信号；根据预设提取阈值和目标复合视频广播信号中矩形脉冲的边沿提取各类同步信号，以对目标复合视频广播信号进行频谱分离得到亮度信号和待解调的色度信号；对色同步信号进行相位补偿，进一步对待解调的色度信号进行相干解调得到色度信号；最后构建复合视频广播信号相应的视频图像。首先对复合视频广播信号进行预处理减弱了频偏问题；根据各类同步信号对目标复合视频广播信号进行频谱分离，克服了亮度串扰的问题，有助于提高清晰度；对色同步信号进行相位补偿，解决了色度信号的色彩失真问题。实现了准确且快速得到清晰的视频图像的目的。