[發明專利]數字信號分解時的同步方法

有效

• 申請號: 201010206303.0
• 申請日: 2010-06-12
• 公開（公告）號: CN101883273A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發明（設計）人: 王冬;劉建東;張宏海;陳曦
• 申請（專利權）人: 北京國科環宇空間技術有限公司
• 主分類號: H04N7/24
• 分類號: H04N7/24;H04N7/52
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 牛崢;王麗琴

技術領域

本發明涉及數字信號處理技術，尤其涉及數字信號分解時的同步方法。

背景技術

參見圖1，為現有技術中數字信號復用分解的系統結構示意圖，這里以數字信號復用分解系統具體為車載系留氣球檢測系統進行舉例說明，該車載系留氣球檢測系統通過設置在空中的車載系留氣球和設置在地面的分解處理器實現對地面信息的監測。

具體地，通過設置在車載系留氣球上的紅外攝像機對地面信息進行紅外攝像，獲取紅外載荷，將紅外載荷以27MHz的頻率傳送給車載系留氣球中的復用處理器；同時，還通過車載系留氣球上的高光譜攝像機對地面信息進行高光譜攝像，獲取高光譜載荷，將高光譜載荷以27MHz的頻率傳送給復用處理器；然后，復用處理器再對獲取的紅外載荷和高光譜載荷進行復用；將復用視頻數據流經設置在車載系留氣球上的光端機透傳到地面上的分解處理器。復用處理器在進行復用時，為每個數據包設置包頭，將關于紅外載荷和高光譜載荷的有效數據置于包頭后構成數據包。

分解處理器接收車載系留氣球發送的復用視頻數據流，對數據包進行解析，解析出數據包的包頭，將包頭后續的有效數據以58.5MHz的復用頻率，寫入到對應的先進先出(FIFO，First?In?First?Out)緩存中，具體地，將關于紅外載荷的有效數據寫入到存儲紅外載荷的FIFO緩存中，將關于高光譜數據寫入到存儲高光譜數據的FIFO緩存中。然后，分解處理器將相應FIFO緩存中的數據以27MHz的頻率輸出，具體地，將紅外數據和高光譜數據分別輸出到各自對應的監視器。將FIFO緩存中的數據以27MHz的頻率輸出，是為了保持與車載系留氣球中復用數據器接收數據時的頻率同步。

本發明在數字信號復用分解時可采用時分復用方法。復用處理器在每行視頻數據(逐行倒相制式(PAL，Phase?Alternating?Linebyline)格式為1728字節)的頭部加上包頭，尾部加上循環冗余校驗(CRC，Cyclic?RedundancyCheck)16校驗；地面的分解處理器進行分解時在行上沿認為一個新的數據到來，進行解析并分發送出去。在車載系留氣球監測系統實現方案中，使用現場可編程門列陣(FPGA，Field-Programmable?Gate?Array)芯片實現復用和分解的邏輯控制，利用片內M4kbits隨機存取存儲器(RAM，Random?AccessMemory)組成的FIFO緩存實現對輸入輸出數據的緩沖。利用FPGA邏輯具有并發執行的特點，可同時捕獲兩路視頻數據，當捕獲到行同步信號的上升沿則記錄此時FIFO緩存內數據的長度，并置數據有效標志位；復用時順序判斷紅外FIFO緩存數據有效標志位、高光譜FIFO緩存數據有效標志位，如果標志位置位，則以58.5MHz的復用頻率讀出指定長度的數據，并添加包頭、包尾輸出。

需要說明的是，進行復用的視頻數據可以根據實際情況設定，不僅限于紅外載荷和高光譜載荷的組合；例如，還可以包括遙測數據。并且，車載系留氣球監測只是數字信號復用分解的一個實施例，本發明涉及的數字信號復用分解方案還包括其他類似進行視頻數據處理的情況。

在實際應用中發現，由于空中的復用處理器硬件本身等客觀環境原因，會導致復用處理器不以27MHz的頻率接收紅外載荷、高光譜載荷，而以高于或低于27MHz的頻率接收；并且，由于地面的分解處理器硬件本身等客觀環境原因，也會導致分解處理器不以27MHz的頻率輸出紅外載荷、高光譜載荷，而以高于或低于27MHz的頻率輸出；這樣，將出現復用處理器接收數據流的頻率與分解處理器輸出數據流的頻率有所偏差，使數據流不同步，導致視頻數據丟失或視頻數據空頻，具體地：若分解處理器輸出數據流的頻率低于復用處理器接收數據流的頻率，將導致視頻數據丟失，若分解處理器輸出數據流的頻率高于復用處理器接收數據流的頻率，將出現視頻數據空頻的現象。

根據視頻數據流的特點，要求車載系留氣球上復用前的視頻數據流，與地面分解后的視頻數據流具有同步性，不允許出現數據流中斷或阻塞的情況，以避免監視器中視頻圖像閃爍。由于球上的視頻流時鐘頻率并沒有透傳到地面，置于地面的分解處理器無法獲知球上的視頻流時鐘頻率，因此，需采用一種合理的同步方案，來協調球上時鐘和地面時鐘視頻間的誤差；然而，現有技術中沒有提供這樣的同步方案，不能實現數字信號分解時的同步。

發明內容

本發明提供一種數字信號分解時的同步方法，該方法能夠使分解處理器輸出視頻數據的頻率與復用處理器接收視頻數據的頻率趨于同步。