一、模拟视频信号 根据三基色原理,在视频领域利用R(红)、G(绿)、B(蓝)三色不同比例的混合来表现丰富多采的现实世界。首先,通过摄像机的光敏器件像CCD(电荷耦 合器件),将光信号转换成RGB三路电信号;其次,在电视机或监视器内部也使用RGB信号分别控制三支电子枪轰击荧光屏以产生影象。这样,由于摄像机中原 始信号和电视机、监视器中的最终信号都是RGB信号,因此直接使用RGB信号作为视频信号的传输和记录方式会获得极高的信号质量。但这样做会极大地加宽视 频带宽从而增加设备成本,且这也与现行黑白电视不兼容,因此,在实际应用中不这样做,而是按亮度方程Y=0.39R+0.5G+0.11B(PAL 制)RGB信号转换成亮度信号Y和两个色差信号U(B-Y)、V(R-Y),形成YUV分量信号。 此种信号利用人眼对亮度细节分辨率高而对色度细节分辨率低的特点,对U、V信号带宽压缩。U、V信号还可进一步合成一个色度信号C,进而形成Y/C 记录方式。由于记录时对C信号采取降频处理,因此也称彩色降频方式。Y和C又可进一步形成复合视频(Composite),即彩色全电视信号,这种方式便 于传输和电视信号的发射。将RGB信号转换成YUV信号、Y/C信号直至composite信号的过程称为编码,逆过程则为解码。由此可看出,由于转换步 骤的多少,视频输出质量由YUV端口到Y/C端口到Composite端口依次降低。因此,在视频捕捉或输出时选择合适的输入、输出端口可提高视频质量。 另外,还应提供同步信号以保证传送图象稳定再现。 视频影像是由一系列被称为帧的单个静止画面组成。一般帧率在24-30帧/秒时,视频运动非常平滑,而低于15帧/秒时就会有停顿感。 二、数字视频信号 为了存储视觉信息,模拟视频信号的山峰和山谷必须通过数字/模拟(D/A)转换器来转变为数字的“0”或“1”。这个转变过程就是我们所说的视频捕捉(或 采集过程)。如果要在电视机上观看数字视频,则需要一个从数字到模拟的转换器将二进制信息解码成模拟信号,才能进行播放。 1、LVDS 低压差分信号传输 (LVDS) 是一种满足当今高性能数据传输应用的新型技术。 由于其可使系统供电电压低至 2V,因此它还能满足未来应用的需要。 此技术基于 ANSI/TIA/EIA-644 LVDS 接口标准。 Camera Link 的标准是由数家工业摄影机及影像卡大厂共同制定出来的, 标准的本身是基于Channel Link 的特性, 并定义出标准的接头也就是讯号线也标准化了, 让Camera及影像卡的讯号传输更简单化了, 同时定义出基本架构(Base Configuration), 中阶架构(Medium Configuration), 及完整架构(Full Configuration) 的讯号接脚规范以及传输数据量。 它是连接摄像头和图像采集卡的新标准,提供了超高的图像传送速度,并且同时提供4根摄像头的控制线。由于Camera Link的高性能、低成本以及其连接的便利性,迅速得到大多摄像头及图像采集卡的生产商的支持。是连接摄像头和图像采集卡的新标准,提供了超高的图像传送 速度,并且同时提供4根摄像头的控制线。 视频信号的产生从摄影机端开始,透过一个影像传输系统至中央控制室。在闭路电视系统中,信号称为合成视频,而这合成视频信号振幅之峰值为1伏特 (1V)。下列为视频信号结构之组成部份: 当影像的光源落在CCD摄影机之晶片上时,其像素即产生电量作用,而这 作用与落在晶片上的光线多少有相对关系,越多的光将会产生越大的电流,此电流可从晶片上读出并转变成视频信号。而晶片读取资料的方式是依晶片 种 类 的不同而有所差异。像素光线数量越大,视频信号的峰值将相对增大,在合成视频信号中,最大峰值是 0.7 伏特。换句话说,白色或 明亮的图片部分将有 0.7伏特的信号强度,而黑色或者黑暗的部分则有0伏特的信号 。 一个影像图框是由线组成的,在NTSC的标准中,每图框为525条线,而PAL标准为每图框有625条线。而在线上的每一个点,都反映视频信号的强度。在 每一条线的末端,加入了一个水平同步脉波,通知摄影机和其他闭路电视的电子装 置,准 备结束此一图框或图场并让他们准备起始下一个图框或图场。脉波的持续时程决定于电子装置收到下一条图线的时间,而这个脉波的峰值为0.3伏特。 视频图像是由图框所组成,NTSC的标准为每秒30个图框,而 PAL彩色电视系统的标准为 每秒25个图框。闭路电 视系统为避免画面闪动现象,将这个视频图框分成2个不同图场,称为奇图场和偶图场;这两个图场在摄影机点分离后,会在监视器端结合,通称图场结合或交错扫 瞄 。 在每一个图框或图场的终端,增加了一个垂直同步脉波,藉以通知摄影机和其他闭路电视的电子装置,准备结束此一图框或图场,并让他们准备起始下一个图框或者 图场。脉波的持续时程决定于电子装置收到下一个图场的时间,而这个脉波的峰值为 0.3伏特。当此峰值加上视频信号之峰值时,其总峰值为 1伏特。 (socx2007) |