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视频相关
发表于:2009-07-18 | 分类: 硬件设计 电子元器件 电子基础
字数统计: 7k | 阅读时长: 24分钟 | 阅读量:

图像来源:CCD CMOS; 图像处理:AD采集 压缩 图像显示:显示屏 分辨率

视频信号

复合视频信号

复合视频(Composite Video)信号定义为包括亮度和色度的单路模拟信号,也即从全电视信号中分离出伴音后的视频信号,这时的色度信号还是间插在亮度信号的高端。由于复合视频的亮度和色度是间插在一起的,在信号重放时很难恢复完全一致的色彩。这种信号一般可通过电缆输入或输出到家用录像机上,其信号带宽较窄,一般只有水平240线左右的分解率。早期的电视机都只有天线输入端口,较新型的电视机才备有复合视频输入和输出端(Video In,Video Out),也即可以直接输入和输出解调后的视频信号。视频信号已不包含高频分量,处理起来相对简单一些,因此计算机的视频卡一般都采用视频输入端获取视频信号。由于视频信号中已不包含伴音,故一般与视频输入、输出端口配套的还有音频输入、输出端口(Audio-In、Audio-Out),以便同步传输伴音。因此,有时复合式视频接口也称为AV(Audio Video)口。

 其传输的是复合视频信号,可用一根或一组普通的音视频线传输,其中黄色的为视频信号,白色的为左声道音频信号,红色的为右声道音频信号,如下左图所示(右图为所要连接的设备插口)。
  标准视频输入(RCA):它通常采用RCA(俗称莲花头)进行连接,使用时只需要将带莲花头的标准A V 线缆与相应接口连接起来即可。A V接口实现了音频和视频的分离传输,这就避免了因为音/视频混合干扰而导致的图像质量下降,但由于A V 接口传输的仍然是一种亮度/色度(Y/C)混合的视频信号,仍然需要显示设备对其进行亮/ 色分离和色度解码才能成像,这种先混合再分离的过程必然会造成色彩信号的损失,色度信号和亮度信号也会有很大的机会相互干扰从而影响最终输出的图像质量。A V还具有一定生命力,但由于它本身Y/C混合这一不可克服的缺点因此无法在一些追求视觉极限的场合中使用。

复合视频(RCA)接口,即AV接口。虽然AV接口实现了音频和视频的分离传输,避免了因为音/视频混合干扰而导致的图像质量下降,但由于AV接口传输的仍然是一种亮度/色度(Y/C)混合的视频信号,需要显示设备对其进行亮/色分离和色度解码才能成像,这种先混合再分离的过程必然会造成色彩信号的损失,色度信号和亮度信号也会有很大的相互干扰,从而影响最终输出的图像质量。  

S-Video信号

目前有的电视机还备有两分量视频输入端口(S-Video In),S-Video 是一种两分量的视频信号,它把亮度和色度信号分成两路独立的模拟信号,用两路导线分别传输并可以分别记录在模拟磁带的两路磁迹上。这种信号不仅其亮度和色度都具有较宽的带宽,而且由于亮度和色度分开传输,可以减少其互相干扰,水平分解率可达420线。与复合视频信号相比,S-Video可以更好地重现色彩。   目前应用最广泛、输出效果更好的S端子接口。S-Video端子又称亮色分离端子,是一种专业视频标准接口,只传输视频信号,与音频无关。S并不是Super,而是Separate,是分离的意思,将视频信号的色度信号C 和亮度信号Y进行分离,分别以不同的通道进行传输,减少影像传输过程中的“分离”、“合成”的过程,减少转化过程中的损失,同时降低信号之间的互扰,减轻视频节目输出时亮度和色度相互干扰的问题,以得到更佳的显示效果。S-Video端子输出接口支持设备的最大显示分辨率为1024 x768。目前市场上常见的S端子有三种:4针、7针和9针。4针是常见的S-Video端子,目前的电视机、影碟机、投影仪配接的都是4针接口,较早一些的显卡如MX440,FX5200等配置的也是4针的S-Video。标准的7针S-Video比较4针的多出了一路复合信号,可以单独分离输出RCA信号(复合信号),在显卡上就可以省去一个黄色的VIDEO输出接口。虽然多出的2针功能和定义各不相同,但一般都是把这两针作为标准AV视频信号输出,这样就使得这个7针接口即能分离出一路4针标准S端子信号,又能分离出一路标准的AV视频信号。有的配备7针S端子的显卡配备一个一转二的转接输出装置,可以分成S端子和AV输出两种模式。S视频信号俗称S端子信号,它同时传送两路信号:亮度信号Y和色度信号C。由于将亮度和色度分离,所以图象质量优于复合视频信号,色度对亮度的串扰现象也消失。由于S视频信号亮度带宽没有改变,色度信号仍须解调,所以其图象质量的提高是有限的,但肯定解决了亮色串扰,消除图象的爬行现象。S端子用四芯插头,见图2。欧洲也用SCART插头,老式的视频设备也有用两个BNC插头连接,计算机显卡也有用七芯插头,其外形与S端子一样,只是又包含了复合视频信号。  

VGA 信号

实际上VGA最早指的是显示器640X480这种显示模式,VGA的英文全称是Video Graphic Array,也叫显示绘图阵列。VGA,Video Graphics Array,/D-Sub接口;采用非对称分布的15pin 连接方式,共有15针,分成3排,每排5个孔。扩充的模式就称之为VESA(Video Electronics Standards Association,视频电子标准协会)的Super VGA模式,简称SVGA。 VGA输入:是将显存内以数字格式存储的图像( 帧) 信号在RAMDAC 里经过模拟调制成模拟高频信号,然后再输出到投影机成像,这样VGA信号在输入端( 投影机内) ,就不必像其它视频信号那样还要经过矩阵解码电路的换算。从前面的视频成像原理可知VGA的视频传输过程是最短的,所以VGA 接口拥有许多的优点,如无串扰无电路合成分离损耗等。因此,现在的视频采集卡中,高清的VGA采集卡的应用较为广泛。 QVGA Quarter VGA 320×240; VGA 640×480; SVGA Super VGA 800×600; XGA Extended G A 1024×768; SXGA Super Extended GA 1280×1024; WXGA Wide Extended GA 1280×800; WXGA+ Wide Extended GA+ 1440×900; WSXGA+ Wide Super Extended GA+ 1680×1050; UVGA Ultra VGA 1600×1200; WUXGA Wide Ultra Extended GA 1920×1440; WQXGA Wide Quad Extended GA 2560×1600; VGA接口是绝大多数显卡都具备的接口类型,但这需要电视上具备VGA接口才能实现,而带有此接口的电视相对还较少,同时多是一些价格较贵的产品,普及程度不高。显卡所处理的信息最终都要输出到显示器上,显卡的输出接口就是电脑与显示器之间的桥梁,它负责向显示器输出相应的图像信号。CRT显示器因为设计制造上的原因,只能接受模拟信号输入,这就需要显卡能输入模拟信号。VGA接口就是显卡上输出模拟信号的接口,VGA(Video Graphics Array)接口,也叫D-Sub接口。虽然液晶显示器可以直接接收数字信号,但很多低端产品为了与VGA接口显卡相匹配,因而采用VGA接口。VGA接口是一种D型接口,上面共有15针空,分成三排,每排五个。VGA接口是显卡上应用最为广泛的接口类型,多数的显卡都带有此种接口。有些不带VGA接口而带有DVI接口的显卡,也可以通过一个简单的转接头将DVI接口转成VGA接口,通常没有VGA接口的显卡会附赠这样的转接头。目前大多数计算机与外部显示设备之间都是通过模拟VGA接口连接,计算机内部以数字方式生成的显示图像信息,被显卡中的数字/模拟转换器转变为R、G、B三原色信号和行、场同步信号,信号通过电缆传输到显示设备中。对于模拟显示设备,如模拟CRT显示器,信号被直接送到相应的处理电路,驱动控制显像管生成图像。而对于LCD、DLP等数字显示设备,显示设备中需配置相应的A/D(模拟/数字)转换器,将模拟信号转变为数字信号。在经过D/A和A/D2次转换后,不可避免地造成了一些图像细节的损失。VGA接口应用于CRT显示器无可厚非,但用于连接液晶之类的显示设备,则转换过程的图像损失会使显示效果略微下降。

DVI

DVI(Digital Visual Interface)接口与VGA都是电脑中最常用的接口,目前,很多高清电视上也提供了DVI接口。需要注意的是,DVI接口有多种规范,常见的是DVI-D(Digital)和DVI-I(Intergrated)。DVI-D只能传输数字信号,大家可以用它来连接显卡和平板电视。 与VGA不同的是,DVI可以传输数字信号,不用再进过数模转换,所以画面质量非常高。另外,DVI-I则在DVI-D可以和VGA相互转换。  DVI输入:其用与有数字显示输出功能的计算机显卡相连接,显示计算机的RGB信号。DVI(Digital Visual Interface)数字显示接口,是由1998年9月,在Intel开发者论坛上成立的数字显示工作小组(Digital Display Working Group简称DDWG),所制定的数字显示接口标准。 CVBS是composite video broadcast signal(复合电视广播信号,包含视频(图像)信号)的缩写,行场同步信号,行场消隐信号,前后均衡脉冲信号等。其接口也叫复合视频接口也叫AV接口或者Video接口,是目前最普遍的一种视频接口,几乎所有的电视机、影碟机类产品都有这个接口。 它是音频、视频分离的视频接口,一般由三个独立的RCA插头(又叫梅花接口、RCA接口)组成的,其中V接口连接混合视频信号,为黄色插口;L接口连接左声道声音信号,为白色插口;R接口连接右声道声音信号,为红色插口。   DVI(Digital Visual Interface)接口,即数字视频接口。目前常见的DVI接口有两种,分别是DVI-Digital(DVI-D)与DVI-Integrated(DVI-I),DVI-D仅支持数字信号,而DVI-I则不仅支持数字信号,还可以支持模拟信号,也就是说DVI-I的兼容性更强。DVI全称为Digital Visual Interface,它是1999年由Silicon Image、Intel(英特尔)、Compaq(康柏)、IBM、HP(惠普)、NEC、Fujitsu(富士通)等公司共同组成DDWG(Digital Display Working Group,数字显示工作组)推出的接口标准。它是以Silicon Image公司的PanalLink接口技术为基础,基于TMDS(Transition Minimized Differential Signaling,最小化传输差分信号)电子协议作为基本电气连接。TMDS是一种微分信号机制,可以将象素数据编码,并通过串行连接传递。显卡产生的数字信号由发送器按照TMDS协议编码后通过TMDS通道发送给接收器,经过解码送给数字显示设备。一个DVI显示系统包括一个传送器和一个接收器。传送器是信号的来源,可以内建在显卡芯片中,也可以以附加芯片的形式出现在显卡PCB上;而接收器则是显示器上的一块电路,它可以接受数字信号,将其解码并传递到数字显示电路中,通过这两者,显卡发出的信号成为显示器上的图象。

 

视频变换

EL5171 250MHz Differential Twisted-Pair Drivers LMH6642/6643/6644 3V,LowPower,130MHz,75mARail-to-RailOutput Amplifiers 视频中继,传输先变成差模信号,然后传输,然后再变回来     模拟信号: 模拟摄像头 模拟显示驱动组件 传输变换: 模拟变差模传输,差模还原模拟   数字摄像头 数字显示组件 模拟信号要经过AD变换  

高频部分和低频部分

由于信号的高频部分反映的是视频图象的细节,因此高频衰落会导致视频画面的细节模糊。 高频衰减图像模糊或者柔和 高频部分过强细节清晰

摄像头和视频采集卡

摄像头分为数字摄像头和模拟摄像头 室内场合可以采用数字摄像头,室外的适合采用模拟摄像头 数字摄像头可以将视频采集设备产生的模拟视频信号转换成数字信号,进而将其储存在计算机里。 模拟摄像头捕捉到的视频信号必须经过特定的视频捕捉卡将模拟信号转换成数字模式,并加以压缩后才可以转换到计算机上运用。 数字摄像头可以直接捕捉影像,然后通过串、并口或者USB接口传到计算机里。 现在电脑市场上的摄像头基本以数字摄像头为主,而数字摄像头中又以使用新型数据传输接口的USB数字摄像头为主,目前市场上可见的大部分都是这种产品。除此之外还有一种与视频采集卡配合使用的产品,但目前还不是主流。由于个人电脑的迅速普及,模拟摄像头的整体成本较高等原因,USB接口的传输速度远远高于串口、并口的速度,因此现在市场热点主要是USB接口的数字摄像头。以下主要是指USB接口的数字摄像头 图像传感器(SENSOR) 可以分为两类: CCD(charge couple device) :电荷耦合器件 CMOS(complementary metal oxide semiconductor):互补金属氧化物半导体 CCD图像传感器可直接将光学信号转换为数字电信号 常用的PC摄像头为数字的 CCD传感器在灵敏度、分辨率、噪声控制等方面都优于CMOS传感器,而CMOS传感器则具有低成本、低功耗、以及高整合度的特点。不过,随着CCDCMOS传感器技术的进步,两者的差异有逐渐缩小的态势,例如,CCD传感器一直在功耗上作改进,以应用于移动通信市场(这方面的代表业者为Sanyo);CMOS传感器则在改善分辨率与灵敏度方面的不足,以应用于更高端的图像产品。   视频采集卡(模拟信号采集卡 )把模拟信号转换为电脑可识别的图象信号 这些模拟信号源可以是:模拟摄像头 模拟电视信号 ,视频采集卡共分为两大类:一类是模拟采集卡,另一类是数字采集卡。模拟采集卡通过AV或S端子将模拟视频信号采集到PC中,使模拟信号转化为数字信号,其视频信号源可来自模拟摄像机、电视信号、模拟录像机等;数字采集卡通过IEEE1394数字接口,以数字对数字的形式,将数字视频信号无损地采集到了PC中,其视频信号源主要来自DV、数码摄像机及其它一些数字化设备。模拟采集卡与数字采集卡的一个重要区别就是:使用数字采集卡,在采集过程中视频信号没有损失,可以保证得到与原始视频源一模一样的效果,而使用模拟采集卡则视频信号会有一定程度的损失。 数字摄像机虽然可以不再依赖图像卡来完成图像的数字化处理,但它们仍需要图像卡来提供数据传输的接口并负责将从摄像机输出的并行图像数据重新组织后输送到计算机的内存中 目前PC视频采集卡通常采用32位的PCI总线接口,它插到PC机主板的扩展槽中,以实现采集卡与PC机的通讯与数据传输。采集卡至少要具有一个复合视频接口(Video In)以便与模拟视频设备相连。高性能的采集卡一般具有一个复合视频接口和一个S-Video接口。一般的采集卡都支持PAL和NTSC两种电视制式 复合接口包括一个视频接口(AV接口)和两个音频接口(左右声道),而S端子只有一个视频接口却不带音频信号。 AV接口将彩色信号、亮度信号和同步信号混合在一个信号通道内,而S端子是一种信号质量更高的视频接口,它取消了信号叠加的方法 从视频采集卡的应用范围可分为广播级视频采集卡、专业级视频采集卡、民用级视频采集卡。 民用级视频采集卡的动态分辨率一般最大为384×288,PAL制25帧每秒320×240,30帧每秒,NTSC制。(个别产品的静态捕捉分辨率为768×576),输入端子为AV复合端子与S端子,绝大多数不具有视频输出功能 输入是:,输出是连接到主板扩展槽中 驱动程序: 对于视频采集卡来说,驱动程序和应用程序同样是不可以忽视的部分。视频采集卡一般都配有硬件驱动程序以实现PC机对采集卡的控制和数据通讯。根据不同的采集卡所要求的操作系统环境,各有不同的驱动程序。只有把采集卡插入了PC机的主板扩展槽并正确安装了驱动程序以后才能正常工作。 显卡本身不能输入模拟信号的,它是把计算机的数字视频信号送到屏幕上显示

全能显示器的想法

满足一切的显示需要, 自己带射频接收,可以看电视 自己带有线接口,可以看有线电视 带AV、S接口,可以看DVD 带VGA接口,可以作为电脑显示器 带USB、读卡器接口,可以作为数码相框 由于普通液晶显示器更多的是强调静态画面的清晰度,而电视则是强调动态画面的清晰度,因此两者的IC电路在调校方向完全不同,即显示文本的效果与现实电视画面的效果是不可兼得的,因此对于电视这种动态画面,普通液晶显示器缺乏良好的支持。而大多数一线品牌内置TV功能的液晶显示器则是会在相关电路方面作出一定的优化,如加入电视信号处理电路,增加信噪比等等,这样TV液晶显示器则能够在接收电视信号时为用户风险更清晰的画面。

字符叠加

MB90092是富士通公司生产的一款字符叠加芯片,用于在TV显示屏上显示文字和图形控制.它的内集成了显示内存(VRAM)、外挂字库接口和视频信号发生器,外部连接很少的元气件就可以实现内同步或外同步汉字和图形的显示.广泛的应用于监控安防,楼宇可视对讲、硬盘录象机,家电音响’医疗仪器设备. 摘要:MB90092是日本FUJITSU公司生产被过滤广告用CMOS工艺制成OSD(On Screen Display)可编程大规模集成电路芯片,文中介绍了MB90092被过滤广告功能特点、引脚排列及工作时序,给出了MB90092与AT89S52被过滤广告接口电路与编程设计方法。 字串7 关键词:MB90092;OSD;视频字符叠加;AT89S52 字串2 近年来,各种数字视频监控系统已经在高速公路、电力、银行等领域得到了非常广泛被过滤广告应用。数字视频监控系统常常采用在屏显示(On Screen Display,OSD)技术来实现人机界面交互。实际上,在屏显示技术就是在视频图像上叠加文字,从而使显示屏幕能够为用户提供更多被过滤广告附加信息。 字串1 MB90092是日本FUJITSU公司推出被过滤广告一款用CMOS工艺制成专用视频字符叠加芯片。MB90092内部集成了显示内存(VRAM)、外挂字库接口和视频信号发生器,外部只需连接少量被过滤广告元件就可以显示汉字和图形。它功能强大,接口简单,编程方便,可方便嵌入各种数字视频监控系统中,因而可广泛被过滤广告应用于各个行业和各种领域

数字图像和视频

数字视频是区别于模拟视频的数字式视频, 它把图像中的每一个点(称为像素)都用 二进制数字组成的编码来表示,可对图像中的任何地方进行修改, 这也正是数字视频魅力无穷的源泉。

有线电视上网

作为一种宽带接入方式,有线电视已经被越来越多的人所接受。与电话拨号上网方式相比,有线电视接入速度更快,连接更稳定,因此,使用有线电视上网已经有普及的趋势。但是,由于有线电视上网在国内的出现时间不是很长,不少网友对有线电视上网还不太了解,在认识上存在误区。 误区一:只要接入有线电视网就能上网 许多人在初次使用有线电视接入因特网时,常常会有这种错误认识。其实,仅有有线电视网是不够的,用户必须是有线广播电视台的网络成员,并且必须在已经开通双向回传功能的小区内,如果用户所连接的有线电视网络不具有双向回传功能,用户就不能通过有线电视网来接入因特网。 误区二:电脑可以直接连接到有线电视网上 有网友认为电脑可以直接连接到有线电视网上。其实,电脑和有线电视网需要一种特殊的调制解调器进行连接,这种调制解调器叫作Cable Modem。凡是在广播电视中心登记并安装了有线电视接口的用户,只要再安装一台Cable Modem,并准备好计算机和网卡,就可以通过有线电视网上网了。 误区三:电视机没有信号就不能上网 有线电视收不到任何信号,不能说明有线电视的网络一定出了故障,没有信号的可能原因有两种:一种是有线电视对应的频道信息源被人为地关闭,另外一种情况就是有线电视网出现了故障。如果属于第一种情况,我们仍然可以正常上网;而如果属于第二种情况,就只能求助于有线电视台了。 误区四:上网时不能看电视 事实上,计算机和电视机拥有独立的接口,它们之间互不干扰。用户在上网的同时可以不受任何影响地收看电视节目。 误区五:有线电视网的上传和下载带宽一样 从表面上看,同一个通信网络的出口带宽和入口带宽应该是一致的。但是考虑到大多数用户上网后主要以下载软件、浏览网页或者查询信息为主,而上传时主要以发送电子邮件或者提交网页表单为主,加上有线电视网络本身的设计,有线电视网的上传和下载带宽是不一样的。 误区六: Cable Modem电源不关闭会多收费 目前,有的ISP根据网络用户的上网流量向其收取上网费用,因此有用户担心如果不关闭Cable Modem的电源,就会增加信息的流量。其实正如上文所述,Cable Modem有一个单独的有线电视接入端口,即上网和收看电视使用的是两种不同的传输信道,因此只要不浏览网页或者从网上查询资料,信息流量就不会增加。 误区七:直接把Cable Modem连接到有线电视网上就能上网 使用有线电视网是一种“始终在线”的接入方式,Cable Modem与因特网始终保持连接,这需要电脑具有一个固定的IP地址。Cable Modem与有线电视网连接好后,还必须对与Cable Modem连接的网卡进行网络参数的设置,给网卡分配一个固定的IP地址,同时设置好DNS参数。更换计算机或者网卡后,如果不改变设置,Cable Modem也不能正常工作,这是因为Cable Modem中已经绑定了原来的网卡,此时我们必须在原计算机中执行“winipcfg”命令,释放原网卡的IP地址,然后在新计算机中再次执行“winipcfg”命令,重新给Cable Modem分配一个新的IP地址。  

电视盒

从安装上来说,电视盒其实可以分为可与显示器直接连接的,还有通过USB接口和电脑主机连接一共两大类 电视盒的缺点是一般不能录制电视节目,也不能进行视频压缩,只是相当于在电脑上简单的增加了收看电视的功能。

视频监控

cif格式 350-512Kbps 25帧/秒 352*288 4CIF 1.5-2Mbps(2048Kbps) 25帧/秒 PAL制704 x 576; NTSC制704 x 480; 约40万像素,清晰度在300至500线之间 D1 2Mbps(2048Kbps) 25帧/秒 PAL制720 x 576; NTSC制720 x 480; 约40万像素,清晰度在300至500线之间

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