莱曼阿尔法太阳望远镜(Lyα Solar Telescope, LST)是先进天基太阳天文台(Advanced Space-based Solar Observatory, ASO-S,中文名为“夸父一号”)卫星上的有效载荷之一,它包括白光太阳望远镜(Whitelight Solar Telescope, WST)、莱曼...莱曼阿尔法太阳望远镜(Lyα Solar Telescope, LST)是先进天基太阳天文台(Advanced Space-based Solar Observatory, ASO-S,中文名为“夸父一号”)卫星上的有效载荷之一,它包括白光太阳望远镜(Whitelight Solar Telescope, WST)、莱曼阿尔法全日面成像仪(Solar Disk Imager, SDI)和日冕仪(Solar Corona Imager, SCI) 3台科学仪器.其中WST工作在(360±2) nm(近白光)波段, SDI工作在(121.6±4.5) nm(紫外莱曼阿尔法)波段,两者的观测视场均为1.2 R⊙(R⊙为太阳半径,整个视场相当于38.4′).通过WST和SDI的成像数据可以探索太阳爆发活动在低层大气(光球、色球及过渡区)中的触发和响应,比如研究太阳耀斑的触发机制、白光耀斑的物理性质以及爆发暗条/日珥的形态演化和运动学,并推导出太阳大气的物理参数等.若要获得WST和SDI观测的太阳大气不同特征的物理参数,如耀斑能量、日珥温度和密度等,则需要把它们观测的计数值(Digital Number, DN)转化为物理单位(如erg·cm-2·s-1·sr-1),这个过程即称为辐射定标.辐射定标是WST和SDI科学数据生产过程中的必要步骤之一.目前, WST和SDI在轨辐射定标均以太阳为参考源,其中前者使用美国材料与测试协会(American Society for Testing and Materials, ASTM)于2020年发布的太阳光谱数据,后者则使用地球同步环境系列卫星(Geostationary Operational Environmental Satellite R, GOESR)上搭载的极紫外传感器(Extreme Ultraviolet Sensors, EUVS)观测的数据.给出了WST和SDI在2023年8月到2024年2月正常观测期间的在轨辐射定标系数及其不确定度.通过拟合WST在轨辐射定标系数日平均值得到其经验公式.利用辐射定标后的数据,能够计算太阳耀斑在白光和莱曼阿尔法波段辐射出的能量以及获得日珥密度等,有利于实现WST和SDI的科学目标.展开更多
在广播电视行业,4K、8K超高清技术的快速发展,对于信号传输产生了更高的要求,需要更高的带宽和更低的延迟。在这种情况下,传统的串行数字接口(Serial Digital Interface,SDI)技术已经不能满足,需要向网际互连协议(Internet Protocol,IP...在广播电视行业,4K、8K超高清技术的快速发展,对于信号传输产生了更高的要求,需要更高的带宽和更低的延迟。在这种情况下,传统的串行数字接口(Serial Digital Interface,SDI)技术已经不能满足,需要向网际互连协议(Internet Protocol,IP)化转化。针对SDI技术的局限性以及IP技术的优势进行阐述,发现IP化不仅可以提升传输效率、降低传输成本,还可以促进广播电视行业的创新和发展。展开更多
文章设计了一种基于FPGA的多路SDI视频实时采集与处理系统,旨在满足高清视频信号实时采集和处理的需求。SDI(serial digital interface)作为一种被广泛应用于专业视频设备中的标准接口,具有稳定、高质量传输等特点,逐渐成为广播、电视...文章设计了一种基于FPGA的多路SDI视频实时采集与处理系统,旨在满足高清视频信号实时采集和处理的需求。SDI(serial digital interface)作为一种被广泛应用于专业视频设备中的标准接口,具有稳定、高质量传输等特点,逐渐成为广播、电视、影视制作等领域的主流选择。SDI视频通常需要专用的SDI视频采集卡才能观测到图像,主要表现为采集设备昂贵、灵活性较差。所设计的系统主要解决了多路SDI视频信号同时采集、时序控制、图像处理和输出的技术问题。首先,使用Xilinx FPGA作为核心处理器,通过高速串行收发器(GTX)实现多路SDI信号的接收和解码,接收到的视频数据经过时序和同步控制后,通过内部存储器进行缓存;其次,设计了高效的数据流管理和控制模块,实现了多路视频信号的并行处理,并通过设计的图像处理模块实现多种实时图像处理算法,如帧缓存、灰度值提取和图像拼接等,通过FPGA内部的并行计算和优化的缓存架构,系统能够实现低延迟的实时处理;最后,设计了使用PCIe总线与上位机进行数据交互的架构,实现了对整个系统数据的传输与控制。实验结果表明,所设计的系统在多路SDI视频信号的高清实时采集、处理和输出方面具有显著的性能优势和应用潜力。未来的研究方向包括进一步优化算法性能、增加对更高分辨率视频的支持,以及应用于更广泛的专业视频领域。展开更多
近年来,广播电视技术转型向网际互连协议(Internet Protocol,IP)化发展的进程逐渐加快,基于IP架构的电视技术系统必将取代传统串行数字接口(Serial Digital Interface,SDI)架构,成为未来电视技术的发展方向。对以互联网协议网关(Interne...近年来,广播电视技术转型向网际互连协议(Internet Protocol,IP)化发展的进程逐渐加快,基于IP架构的电视技术系统必将取代传统串行数字接口(Serial Digital Interface,SDI)架构,成为未来电视技术的发展方向。对以互联网协议网关(Internet Protocol Gateway,IPG)作为关键设备搭建“SDI+IP”混合架构系统的设计方案进行深入分析,阐述电视技术系统从SDI向IP技术转型过程中尽可能实现平稳过渡的思路。展开更多
为实现远距离、高可靠性传输,并减小复杂度,对Camera Link Full接口数据的HD-SDI传输显示进行了深入研究。采用FPGA作为核心处理器,考虑相机输出具有多种帧频,采取帧频检测及充分降频策略,并通过3个SRAM进行缓存以实现帧频转换,以满足HD...为实现远距离、高可靠性传输,并减小复杂度,对Camera Link Full接口数据的HD-SDI传输显示进行了深入研究。采用FPGA作为核心处理器,考虑相机输出具有多种帧频,采取帧频检测及充分降频策略,并通过3个SRAM进行缓存以实现帧频转换,以满足HD-SDI帧频25Hz的要求。考虑到SRAM数据宽度,采取FIFO行缓存策略将Camera Link Full80输出的10tap、80bits图像数据转换成单通道的8bits图像数据。最后,完成系统设计并进行实验验证。实验结果表明:系统实现了图像数据从50Hz、100Hz、500 Hz等多种帧频的Camera Link Full80到25帧HD-SDI接口1080i的格式转换及实时显示,且图像层次丰富,无失真。展开更多
文摘在广播电视行业,4K、8K超高清技术的快速发展,对于信号传输产生了更高的要求,需要更高的带宽和更低的延迟。在这种情况下,传统的串行数字接口(Serial Digital Interface,SDI)技术已经不能满足,需要向网际互连协议(Internet Protocol,IP)化转化。针对SDI技术的局限性以及IP技术的优势进行阐述,发现IP化不仅可以提升传输效率、降低传输成本,还可以促进广播电视行业的创新和发展。
文摘文章设计了一种基于FPGA的多路SDI视频实时采集与处理系统,旨在满足高清视频信号实时采集和处理的需求。SDI(serial digital interface)作为一种被广泛应用于专业视频设备中的标准接口,具有稳定、高质量传输等特点,逐渐成为广播、电视、影视制作等领域的主流选择。SDI视频通常需要专用的SDI视频采集卡才能观测到图像,主要表现为采集设备昂贵、灵活性较差。所设计的系统主要解决了多路SDI视频信号同时采集、时序控制、图像处理和输出的技术问题。首先,使用Xilinx FPGA作为核心处理器,通过高速串行收发器(GTX)实现多路SDI信号的接收和解码,接收到的视频数据经过时序和同步控制后,通过内部存储器进行缓存;其次,设计了高效的数据流管理和控制模块,实现了多路视频信号的并行处理,并通过设计的图像处理模块实现多种实时图像处理算法,如帧缓存、灰度值提取和图像拼接等,通过FPGA内部的并行计算和优化的缓存架构,系统能够实现低延迟的实时处理;最后,设计了使用PCIe总线与上位机进行数据交互的架构,实现了对整个系统数据的传输与控制。实验结果表明,所设计的系统在多路SDI视频信号的高清实时采集、处理和输出方面具有显著的性能优势和应用潜力。未来的研究方向包括进一步优化算法性能、增加对更高分辨率视频的支持,以及应用于更广泛的专业视频领域。
文摘为实现远距离、高可靠性传输,并减小复杂度,对Camera Link Full接口数据的HD-SDI传输显示进行了深入研究。采用FPGA作为核心处理器,考虑相机输出具有多种帧频,采取帧频检测及充分降频策略,并通过3个SRAM进行缓存以实现帧频转换,以满足HD-SDI帧频25Hz的要求。考虑到SRAM数据宽度,采取FIFO行缓存策略将Camera Link Full80输出的10tap、80bits图像数据转换成单通道的8bits图像数据。最后,完成系统设计并进行实验验证。实验结果表明:系统实现了图像数据从50Hz、100Hz、500 Hz等多种帧频的Camera Link Full80到25帧HD-SDI接口1080i的格式转换及实时显示,且图像层次丰富,无失真。
