多媒体技术基础及应用

多媒体技术基础及应用北京广播电视大学吕小星副教授1第3章视频信号的获取与处理本章讲课思路:视频信号获取器的工作原理

彩色空间表示及其转换黑白全电视信号和彩色全电视信号23.2视频信息获取技术黑白视频信号获取器工作原理彩色视频信号获取器工作原理3黑白视频信号获取器的工作原理黑白视频信号获取器的作用：把一维的黑白全电视信号数字化后送到存储器中保存把保存在存储器中的视频信号还原为电视信号送到电视机或监视器上4黑白视频信号获取器的工作原理找到信号的头（同步分离电路、锁相和时序电路）对该点进行A/D变换保存到FBD/A变换

全电视信号

显示输出5黑白全电视信号6黑白视频信号获取器的工作原理同步分离电路锁相和时序电路

A/D变换器帧存储器的设计

D/A变换及显示输出7（一）同步分离电路同步分离行同步场同步奇数场偶数场8（一）同步分离电路1.同步分离电路找到行同步、场同步（奇数场和偶数场）。同步信号在0.7V—1V，使用限幅（切头）放大器。9（一）同步分离电路入出0.7把行同步和场同步分离出来10192us场同步隔64us一个行同步11用积分器和微分器微分行同步信号积分场同步信号2.把场同步和行同步分开123.奇数场和偶数场

区别：奇数场的场同步的开始和行同步一致，偶数场场同步在行同步一半处开始。13找到奇数场和偶数场后，保存数据时可以做相应的处理。地址计数器2FB地址计数器114对于奇数场，地址计数器1的最低位置1地址计数器2FB地址计数器1

…..00000

11

…..00001

1

…..00010

1

…..00011

115对于偶数场，地址计数器1的最低位置0地址计数器2FB地址计数器10

…..00001

0

…..00010

0

…..00011

016黑白视频信号获取器的工作原理同步分离电路锁相和时序电路

A/D变换器帧存储器的设计

D/A变换及显示输出17(二)锁相和时序电路时序电路的振荡频率和摄像机要一样。检相器校

正压控振荡器640分频器1/640行同步行频10MHz18锁相系统保证相位差不变。如果相位差变化，则调整振荡频率，以确保相位差不变。相位差1.检相器19检相器的任务：把相差电压，控制电压保持不变，以保证相差不变。202.压控振荡器用变容二极管，电压控制电容改变，电容控制振荡频率变化。振荡频率为10MHz。

213.分频器

640分频，640计数器。4.校正

采用负反馈，锁相精度高。

22黑白视频信号获取器的工作原理同步分离电路锁相和时序电路

A/D变换器帧存储器的设计

D/A变换及显示输出23（三）A/D变换器将获取的信息保存起来后，就要进行A/D变换了。

A/D变换的方法很多，用的比较多的是逐次比较法。24比较器D/A数字量模拟输入逐次比较10011…A/D变换器工作原理25

逐次比较

0.7V7654321010.500.2510.12510.50.7501110.6250.06250.5126黑白视频信号获取器的工作原理同步分离电路锁相和时序电路

A/D变换器帧存储器的设计

D/A变换及显示输出27帧存储器（FrameBuffer）的设计要求：1）0.1us从摄象机读一个数据，存到帧存储器中2）0.1us从帧存储器中读一个数据到监视器中3）0.8us计算机随机读/写FB。条件:DRAM的读/写时间0.2us(200ns)（四）帧存储器的设计28用DRAM设计，DRAM存取周期200ns用分时和多体并行的办法500ns500ns500ns执行计算机的指令系统读/写帧存Apple-2“6502，1MHz”分时29多体并行1234400ns写一次GAL(PAL)GAL(PAL)400ns读一次0.1s0.1s30存储器读/写一次计算机执行指令200ns200ns400ns31存储体摄象机输入计算机的I/O口读出显示输出VRAM（双通道）并行通道串行通道32黑白视频信号获取器的工作原理同步分离电路锁相和时序电路

A/D变换器帧存储器的设计

D/A变换及显示输出33（五）D/A变换及显示输出M把显示缓存的内容(数字信号)经过D/A变换，在监视器或电视机上输出34134711852264035用一个64us的计数器N=

640计数脉冲为0.1us312.5+312.5=625从计数器中设计所有的消隐信号和同步信号36134711852264037彩色视频信号获取器的工作原理1.A/D变换和数字解码2.窗口控制器3.帧存储器系统4.数模转换和矩阵变换5.视频信号和VGA信号的叠加6.数字式多制式视频信号编码部分38391.A/D变换和数字解码40数字式解码彩色全电视信号，如下式所示

CVBS=Y+USinsct+KVCossct

sc=4.44MHzK=+1_41

CVBS=Y+USinsct+KVCossct用滤波器将Y分离出来sc42

C*

=USinsct+KVCossct

用带通滤波器得到C*sc43

C*=USinsct+KVCossctC*Sinsct

Usinsctsin

sct

+KV

cos

sctsin

sct

Usinsct+KV/2sin2sct

U-U

cos

sct+KV/2sin2sct

得到一个U的直流分量，通过滤波器得到U分量。C*U解调器U2244C*=USinsct+KVCossct

C*Cossct

Usinsctcossct+KVcossctcossct

Usinsctcossct+KVcos2sct

U/2sin2sct+KV/2+KV/2sin2sct

得到一个V的直流分量，通过滤波器得到V分量。C*V解调器V452.窗口控制器46

3.帧存储器系统帧存储器的主要作用有三个：

(1)从摄像机来的视频信号，经过A/D变换，数字解码，在视频窗口控制器的控制下，将他们实时的存到帧存储器，大约74ns存一个像素数据。

(2)彩色监视器每隔74ns要从帧存储器取一个像素数据，经D/A转换，变成模拟的RGB信号，供彩色监视器显示帧存储器中真彩色全屏幕运动图像使用。

(3)计算机可以通过视频窗口控制器，对阵存储器的内容进行读写操作。474.数模转换和矩阵变换这部分由两个器件组成，即D/A转换器SAA9065和视频信号处理器TDA4680。5.视频信号和VGA信号的叠加由于两路信号均为模拟信号，因此使用了模拟开关电路实现两信号的叠加。色键：ColorKey48monitorSwitch开关0—VGA1—视频获取器视频获取器信号VGA卡

视频信号和VGA卡出来的信号的合成496.数字式多制式视频信号编码部分

这部分只选用了数字或多制式视频信号编码器SAA7199。它是以数字方式进行视频信号编码的编码器，支持PAL和NTSC两种制式。50彩色视频信号获取器的工作原理1.A/D变换和数字解码2.窗口控制器3.帧存储