用于視頻跟蹤的字符疊加器及疊加方法技術

用于視頻跟蹤的字符疊加器及疊加方法，涉及一種字符疊加器及疊加方法，解決現有字符疊加裝置采用屏幕存儲映像方式，顯示存儲器地址對應于監視器的固定位置，存在靈活性差的問題，且外圍電路復雜，分立元件較多降低了系統的穩定性等問題，包括ARM處理器模組和字符疊加模組；所述字符疊加模組采用十片字符疊加芯片串行連接；所述ARM處理器模組包括字符變量初始化模塊、串口通信模塊、鼠標監視模塊、通信協議解析模塊、寫入數組更新模塊和字庫控制疊加模塊；本發明專利技術所述字符疊加器的可擴展性強，采用多片字符疊加芯片串聯，輸出四路視頻，具備完善的可擴展性；本發明專利技術使用方便，有效實現視頻跟蹤系統中跟蹤信息實時疊加的字符疊加裝置和方法。

【技術實現步驟摘要】
用于視頻跟蹤的字符疊加器及疊加方法
本專利技術涉及一種字符疊加裝置及方法，具體涉及視頻跟蹤器中的字符信息疊加以及圖形疊加的視頻疊加顯示裝置。
技術介紹
視頻跟蹤器是一個圖像信息處理單元，對來自電視攝像機的視頻信號進行實時處理，在背景圖像中提取目標，并結算目標中心點相對于視頻跟蹤器電軸的坐標偏差，將偏差量實時送給伺服系統實現對目標的閉環實時跟蹤。字符疊加器是在視頻電子信號中混入字符信息，使得在電視圖像的指定位置顯示指定的圖形、字符的裝置。字符疊加裝置廣泛的應用于電視跟蹤系統。在電視跟蹤系統中，為了方便相關人員及時了解當前的跟蹤狀態，在監視屏幕上除了需要輸出原始的視頻信息以外，通常還要在監視器上輸出一些跟蹤相關的信息，例如顯示當前的日期，脫靶量，以及地點標號等，同時針對跟蹤目標，需要使用矩形跟蹤窗口實時的標定。此外，一種用于視頻跟蹤的字符疊加器需具備人機交互功能，操作人員可通過鼠標的點選對主控設備進行相應操作。字符疊加裝置的一種實現方案是采用FPGA或者CPLD實現。視頻信號經解碼芯片進入FPGA，FPGA讀取預先存儲于外部ROM中的字符內容，對疊加字符和視頻信號進行相應的邏輯運算以實現字符疊加效果。該方法的缺點在于硬件邏輯復雜，時序要求嚴格，字庫更新困難。字符疊加裝置的另一種實現方案是采用專用字符疊加芯片實現。例如NEC公司的UPD6453方案、FUJITSH的MB90092方案，上述兩種方案的實現需要行、場同步分立電路模塊、字庫電路模塊、鎖存模塊等。上述芯片采用屏幕存儲映像方式，顯示存儲器地址對應于監視器的固定位置。上述該方法的缺點在于外圍電路復雜，分立元件較多降低了系統的穩定性且字符疊加位置靈活性較差。
技術實現思路
本專利技術為解決現有字符疊加裝置采用屏幕存儲映像方式，顯示存儲器地址對應于監視器的固定位置，存在靈活性差的問題，且外圍電路復雜，分立元件較多降低了系統的穩定性等問題，提供一種用于視頻跟蹤的字符疊加器及疊加方法。用于視頻跟蹤的字符疊加器，包括ARM處理器模組和字符疊加模組；所述字符疊加模組采用十片字符疊加芯片串行連接；所述ARM處理器模組包括字符變量初始化模塊、串口通信模塊、鼠標監視模塊、通信協議解析模塊、寫入數組更新模塊和字庫控制疊加模塊；字符變量初始化模塊，用于對視頻跟蹤器輸出的視頻流中的每一個字符進行初始化；并對初始化后的字符作為結構體變量操作；串口通信模塊，通過調用ARM處理器模組與字符疊加模組的SPI接口驅動實現字符疊加器與視頻跟蹤器的數據交換；經串口通信模塊輸出的串口數據由通信協議解析模塊解析；鼠標監視模塊，通過調用鼠標驅動，以阻塞的方式讀取鼠標移動或點擊信息，并對讀取的信息作為變量結構體進行解析，判斷對菜單的操作，所述解析后的變量結構體寫入數組更新模塊；通信協議解析模塊，根據通信協議對接收的串口數據進行解析，所述解析后的串口數據寫入數組更新模塊；數組更新模塊，將串口通信模塊和鼠標監視模塊寫入的用于顯示的結構體變量對應寫入數組，用于實現字庫控制疊加模塊的寫入；字庫控制疊加模塊，該模塊調用字符疊加模組的SPI接口驅動，并按字符疊加芯片的數據格式將疊加的變量結構體傳輸至字符疊加芯片，實現字符疊加。用于視頻跟蹤的字符疊加方法，該方法采用多線程工作方式；該方法由以下步驟實現：步驟一、字符疊加器上電，所述ARM處理器模組內部的字符變量初始化模塊初始化每一個字符，并對初始化后的字符作為一個結構體變量操作；所述串口通信模塊內部的串口線程工作在阻塞模式，用于等待視頻跟蹤器發送信息；鼠標監視模塊內部的鼠標線程工作在阻塞模式，用于等待鼠標的移動或點擊操作；調用數組更新模塊，將初始化后的結構體變量的數據更新至寫入數組更新模塊，初始化字符疊加模組；步驟二、主線程等待接收消隱中斷信號，場消隱中斷函數調用SPI驅動分別向字符疊加模組內寫入數組，用以完成字符疊加顯示，并調用寫入數組更新模塊，更新結構體變量的數據，將鼠標的當前信息反饋回視頻跟蹤器；主線程循環運行，等待下一次的消隱中斷信號；串口線程等待視頻跟蹤器發送串口數據，當有數據發送時，串口線程搶占CPU，將接收的數據送入通信協議解析模塊解析，解析后的數據寫入數組更新模塊更新結構體變量，串口線程循環運行，繼續等待接收串口數據；鼠標線程用于監控鼠標的移動與點擊信息，當鼠標發生移動或者點擊時，該線程將鼠標的當前信息送入鼠標解析模塊進行解析，解析后的數據寫入數組更新模塊更新結構體變量；鼠標線程循環運行，等待下一次的鼠標的移動或者點擊。本專利技術的有益效果：本專利技術所述的字符疊加器電路設計簡單。字符疊加芯片內部自帶EEPROM、行場分離電路，摒棄復雜外圍電路，本專利技術定義完備程序接口，開發者僅需具備軟件編程能力即可完成修改使用，所述的字符疊加器具備人機交互功能。ARM處理器模組運行Linux操作系統，可外接鼠標實現交互；本專利技術所述字符疊加器的可擴展性強，采用多片字符疊加芯片串聯，輸出四路視頻，具備完善的可擴展性；本專利技術使用方便，可以有效實現視頻跟蹤系統中跟蹤信息實時疊加的字符疊加裝置和方法。附圖說明圖1為本專利技術所述的用于視頻跟蹤的字符疊加器的總體結構框圖；圖2為本專利技術所述的用于視頻跟蹤的字符疊加器中字符疊加模組的結構框圖；圖3本專利技術所述的用于視頻跟蹤的字符疊加器中ARM處理器模組的原理圖；圖4為本專利技術所述的用于視頻跟蹤的字符疊加器中ARM處理器模組采用MAX7456字符疊加芯片的屏顯格式示意圖；圖5為本專利技術所述的用于視頻跟蹤的字符疊加器中ARM處理器模組采用MAX7456字符疊加芯片的參考偏移框圖；圖6為本專利技術所述的用于視頻跟蹤的字符疊加器中ARM處理器模組采用MAX7456字符疊加芯片的字庫排列格式示意圖；圖7為本專利技術所述的用于視頻跟蹤的字符疊加方法的流程圖；圖8為采用本專利技術所述的用于視頻跟蹤的字符疊加器的效果圖。具體實施方式具體實施方式一、結合圖1至圖6說明本實施方式，用于視頻跟蹤的字符疊加器，包括ARM處理器模組和字符疊加模組；所述字符疊加模組采用十片字符疊加芯片串聯組成，所述ARM處理器模組包括字符變量初始化模塊、串口通信模塊、鼠標監視模塊、通信協議解析模塊、寫入數組更新模塊和字庫控制疊加模塊；所述ARM處理器模組為字符疊加器的核心硬件單元，該模組用于提供字符疊加程序運行的硬件平臺，同時提供SPI、USB、網口、串口等接口。SPI接口用于連接字符疊加模組，實現疊加信息傳輸；USB接口用于連接USB鼠標，實現人機交互；網口接口用于連接PC機，實現程序的調試；串口接口用于連接視頻跟蹤器，實現跟蹤信息傳輸及反饋。字符疊加模組是本字符疊加器的硬件單元。為疊加較多字符、提供完備的可擴展性，該模組采用十片字符疊加芯片串行連接。該模組提供的接口包括SPI接口、一個視頻輸入、四個視頻輸出。SPI接口用于連接ARM處理器模組，實現疊加信息傳輸；視頻輸入接口用于輸入原始視頻，視頻輸出接口分別連接至四個字符疊加芯片輸出管腳，實現四路不同疊加內容的輸出。所述的字符變量初始化模塊：該模塊初始化視頻流用到的每一個字符為結構體變量，對疊加字符的所有操作轉變為對結構體變量成員的操作。串口通信模塊：該模塊通過調用串口驅動完成跟蹤相關信息的接收與發送。該模塊實現字符疊加裝置與視頻跟蹤器的數據交換本文檔來自技高網...

【技術保護點】
用于視頻跟蹤的字符疊加器，包括ARM處理器模組和字符疊加模組；其特征是，所述字符疊加模組采用十片字符疊加芯片串行連接；所述ARM處理器模組包括字符變量初始化模塊、串口通信模塊、鼠標監視模塊、通信協議解析模塊、寫入數組更新模塊和字庫控制疊加模塊；字符變量初始化模塊，用于對視頻跟蹤器輸出的視頻流中的每一個字符進行初始化；并對初始化后的字符作為結構體變量操作；串口通信模塊，通過調用ARM處理器模組與字符疊加模組的SPI接口驅動實現字符疊加器與視頻跟蹤器的數據交換；經串口通信模塊輸出的串口數據由通信協議解析模塊解析；鼠標監視模塊，通過調用鼠標驅動，以阻塞的方式讀取鼠標移動或點擊信息，并對讀取的信息作為變量結構體進行解析，判斷對菜單的操作，所述解析后的變量結構體寫入數組更新模塊；通信協議解析模塊，根據通信協議對接收的串口數據進行解析，所述解析后的串口數據寫入數組更新模塊；數組更新模塊，將串口通信模塊和鼠標監視模塊寫入的用于顯示的結構體變量對應寫入數組，用于實現字庫控制疊加模塊的寫入；字庫控制疊加模塊，該模塊調用字符疊加模組的SPI接口驅動，并按字符疊加芯片的數據格式將疊加的變量結構體傳輸至字符疊加芯片，實現字符疊加。...

【技術特征摘要】
1.用于視頻跟蹤的字符疊加器，包括ARM處理器模組和字符疊加模組；其特征是，所述字符疊加模組采用十片字符疊加芯片串行連接；所述ARM處理器模組包括字符變量初始化模塊、串口通信模塊、鼠標監視模塊、通信協議解析模塊、寫入數組更新模塊和字庫控制疊加模塊；字符變量初始化模塊，用于對視頻跟蹤器輸出的視頻流中的每一個字符進行初始化；并對初始化后的字符作為結構體變量操作；串口通信模塊，通過調用ARM處理器模組與字符疊加模組的SPI接口驅動實現字符疊加器與視頻跟蹤器的數據交換；經串口通信模塊輸出的串口數據由通信協議解析模塊解析；鼠標監視模塊，通過調用鼠標驅動，以阻塞的方式讀取鼠標移動或點擊信息，并對讀取的信息作為變量結構體進行解析，判斷對菜單的操作，所述解析后的變量結構體寫入數組更新模塊；通信協議解析模塊，根據通信協議對接收的串口數據進行解析，所述解析后的串口數據寫入數組更新模塊；數組更新模塊，將串口通信模塊和鼠標監視模塊寫入的用于顯示的結構體變量對應寫入數組，用于實現字庫控制疊加模塊的寫入；字庫控制疊加模塊，該模塊調用字符疊加模組的SPI接口驅動，并按字符疊加芯片的數據格式將疊加的變量結構體傳輸至字符疊加芯片，實現字符疊加；所述字符疊加的方法采用多線程工作方式；由以下步驟實現：步驟一、字符疊加器上電，所述ARM處理器模組內部的字符變量初始化模塊初始化每一個字符，并對初始化后的字符作為一個結構體變量操作；所述串口通信模塊內部的串口線程工作在阻塞模式，用于等待視頻跟蹤器發送信息；鼠標監視模塊內部的鼠標線程工作在阻塞模式，用于等待鼠標的移動或點擊操作；調用數組更新模塊，將初始化后的結構體變量的數據更新至寫入數組更新模塊，初始化字符疊加模組；步驟二、主線程等待接收消隱中斷信號，場消隱中斷函數調用SPI驅動分別向字符疊加模組內寫入數組，用以完成字符疊加顯示，并調用寫入數組更新模塊，更新結構體變量的數據，將鼠標的當前信息反饋回視頻跟蹤器；主線程循環運行，等待下一次的消隱中斷信號；串口線程等待視頻跟蹤器發送串口數據，當有數據發送時，串口線程搶占CPU，將接收的數據送入通信協議解析模塊解析，解析后的數據寫入數組更新模塊更新結構體變量，串口線程循環運行，繼續等待接收串...

【專利技術屬性】
技術研發人員：顧海軍，王永，楊鳳攀，梁輝，趙曉暉，
申請(專利權)人：吉林大學，
類型：發明
國別省市：吉林;22