视频信号分类
视频信号分类
VGA输入：VGA 接口采用非对称分布的15pin 连接方式，其工作原理：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。
DVI输入：DVI接口主要用于与具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。
DVI数字端子比标准VGA端子信号要好，数字接口保证了全部内容采用数字格式传输，保证了主机到监视器的传输过程中数据的完整性（无干扰信号引入），可以得到更清晰的图像。
标准视频输入（RCA）：也称A V 接口，通常都是成对的白色的音频接口和黄色
的视频接口，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。
S视频输入：S-Video具体英文全称叫Separate Video，为了达到更好的视频效果，
人们开始探求一种更快捷优秀清晰度更高的视频传输方式，这就是当前如日中天的S-Video(也称二分量视频接口)，Separate Video 的意义就是将Video 信号分开传送，也就是在A V接口的基础上将色度信号C 和亮度信号Y进行分离，再分别以不同的通道进行传输，它出现并发展于上世纪9 0 年代后期通常采用标准的4 芯(不含音效) 或者扩展的7 芯( 含音效)。带S-Video接口的显卡和视频设备( 譬如模拟视频采集/ 编辑卡电视机和准专业级监视器电视卡/电视盒及视频投影设备等) 当前已经比较普遍，同A V 接口相比由于它不再进行Y/C混合传输因此也就无需再进行亮色分离和解码工作，而且使用各自独立的传输通道在很大程度上避免了视频设备内信号串扰而产生的图像失真，极大地提高了图像的清晰度，但S-Video 仍要将两路色差信号(Cr Cb)混合为一路色度信号C，进行传输然后再在显示设备内解码为Cb 和Cr 进行处理，这样多少仍会带来一定信号损失而产生失真(这种失真很小但在严格的广播级视频设备下进行测试时仍能发现) ，而且由于Cr Cb 的混合导致色度信号的带宽也有一定的限制，所以S -Video 虽然已经比较优秀但离完美还相去甚远，S-Video虽不是最好的，但考虑到目前的市场状况和综合成本等其它因素，它还是应用最普遍的视频接口。
视频色差输入：目前可以在一些专业级视频工作站/编辑卡专业级视频设备或高档
影碟机等家电上看到有YUV YCbCr Y/B-Y/B-Y等标记的接口标识，虽然其标记方法和接头外形各异但都是指的同一种接口色差端口( 也称分量视频接口) 。它通常采用YPbPr 和YCbCr两种标识，前者表示逐行扫描色差输出，后者表示隔行扫描色差输出。由上述关系可知，我们只需知道Y Cr Cb的值就能够得到G 的值( 即第四个等式不是必要的)，所以在视频输出和颜色处理过程中就统一忽略绿色差Cg 而只保留Y Cr Cb ，这便是色差输出的基本定义。作为S-Video的进阶产品色差输出将S-Video传输的色度信号C分解为色差Cr和Cb，这样就避免了两路色差混合解码并再次分离的过程，也保持了色度通道的最大带宽，只需要经过反矩阵解码电路就可以还原为RGB三原色信号而成像，这就最大限度地缩短了视频源到显示器成像之间的视频信号通道，避免了因繁琐的传输过程所带来的图像失真，所以色差输出的接口方式是目前各种视频输出接口中最好的一种。
BNC 端口输入：通常用于工作站和同轴电缆连接的连接器，标准专业视频设备
输入、输出端口。BNC电缆有5个连接头用于接收红、绿、蓝、水平同步和垂直同步信号。BNC接头有别于普通15针D－SUB标准接头的特殊显示器接口。由R、G、B三原色信号及行同步、场同步五个独立信号接头组成。主要用于连接工作站等对扫描频率要求很高的系统。BNC接头可以隔绝视频输入信号，使信号相互间干扰减少，且信号频宽较普通D－SUB 大，可达到最佳信号响应效果。
RS232C串口:RS-232C标准（协议）的全称是EIA-RS-232C标准，其中EIA(Electronic
Industry Association)代表美国电子工业协会，RS（ecommeded standard）代表推荐标准，232是标识号，C代表RS232的最新一次修改（1969），在这之前，有RS232B、RS232A。。它规定连接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程。常用物理标准还有有EIA�RS-232-C、EIA�RS-422-A、EIA�RS-423A、EIA�RS-485.这里只介绍EIA�RS-232-C（简称232，RS232）。计算机输入输出接口，是最为常见的串行接口，RS-232C规标准接口有25条线，4条数据线、11条控制线、3条定时线、7条备用和未定义线，常用的只有9根，常用于与25-pin D-sub端口一同使用，其最大传输速率为20kbps，线缆最长为15米。RS232C端口被用于将计算机信号输入控制投影机。
音频输入接口：可将计算机、录像机等的音频信号输入进来，通过自带扬声器播放
视频输入输出接口和信号格式
视频输入输出接口和信号格式 一、传输接口 按照发展先后来概述： (1)CVBS：Composite Video Broadcast Signal，复合视频广播信号。 它是最早期的一种图像数据传输方法，是将模拟视频信号和声音信号结合，并调制到视频载波之前的一种格式。复合视频包含色差（色调和饱和度）和亮度信息，并将它们同步在消隐脉冲中，用同一信号传输。这种接口有3根线：白（左声道）、红（右声道）、黄（视频信号），如图所示： 由于是采用亮度和色度信号频谱间置方法复合在一起，所以会导致亮、色的串扰以及清晰度降低等问题。 (2)S-video：即S端子，它是将亮度信号Y和色度信号C分开传输，这样就可确保亮度和色度信号不相互干扰。 (3)VGA：Video Graghic Array，又叫显示绘图阵列，它采用非对称分布的15Pin 连接方式，共有15针，分成3排，每排5个孔。 (4)DVI：Digital Visual Interface，即数字视频接口。它采用全数字传输，可有效降低干扰和提高性能。对于DVI接口，有很多规范，常见的是DVI-D（Digital）和DVI-I（Integrated），DVI-I只能传输数字信号，可以用它来连接显卡和平板电视等。 (5)HDMI：High Definition Multimedia Interface，即高清晰度多媒体接口。它与DVI不同，可以同时传输视频和音频信号，由于音频和视频信号采用同一条电缆，可大大简化系统的安装。 除了上述有代表性的接口之外，另外还有一些典型接口，比如：色差分量接口（三基色输入）、SCART（欧洲通用视频接口）、BNC端口输入（R、G、B、行同步、场同步5个连接头），SDI（串行数字接口）等等。 二、视频输出的数字信号格式 相关名词： ITU:International Telecommunications Union （国际电信联盟）
视频信号的传输方式
视频信号的传输方式 监控系统中，视频信号的传输是整个系统非常重要的一环，也是广大工程商挺挠头的一件事，随着工程中监控设备价格的透明性和工程商竞争的加剧，信号传输部分的费用越来越受到大家的重视；目前，在监控系统中最常用的传输介质是同轴电缆、双绞线、光纤等方式，对于不同场合、不同的传输距离，怎样能保证传输质量、降低费用，根据多年的工程经验，在这里我们作一些介绍供参考。 一、同轴电缆传输 （一）通过同轴电缆传输视频基带信号视频基带信号也就是通常讲的视频信号，它的带宽是0-6MHZ，一般来讲，信号频率越高，衰减越大，一般设计时只需考虑保证高频信号的幅度就能满足系统的要求，视频信号在5.8MHZ的衰减如下：SYV75-3 96编国标视频电缆衰减30dB/1000米, SYV75-5 96编国标视频电缆衰减19dB/1000米,，SYV75-7 96编国标视频电缆衰减13dB/1000米；如对图象质量要求很高，周围无干扰的情况下，75-3电缆只能传输100米，75-5传输160米，75-7传输230米；实际应用中，存在一些不确定的因素，如选择的摄像机不同、周围环境的干扰等，一般来讲，75-3电缆可以传输150米、75-5可以传输
300米、75-7可以传输500米；对于传输更远距离，可以采用视频放大器（视频恢复器）等设备，对信号进行放大和补偿，可以传输2-3公里；另外，通过一根同轴电缆还可以实现视频信号和控制信号的共同传输，即同轴视控传输技术，下面简单介绍一下该技术：在监控系统中，需要传输的信号主要有两种，一个是图像信号，另一个是控制信号。其中视频信号的流向是从前端的摄像机流向控制中心；而控制信号则是从控制中心流向前端的摄像机（包括镜头）、云台等受控对像；并且，流向前端的控制信号，一般又是通过设置在前端的解码器解码后再去控制摄像机和云台等受控对像的。同轴视控传输技术是利用一根视频电缆便可同时传输来自摄象机的视频信号以及对云台、镜头的控制功能，这种传输方式节省材料和成本、施工方便、维修简单化，在系统扩展和改造时更具灵活性；同轴视控实现方法有两类：一是采用频率分割，即把控制信号调制在与视频信号不同的频率范围内，然后同视频信号复合在一起传送，再在现场做解调将两者区分开；由于采用频率分割技术，为了完全分割两个不同的频率，需要使用带通滤波器、带通陷波器和低通滤波器、低通陷波器，这样就影响了视频信号的传输效果；由于需将控制信号调制在视频信号频率的上方，频率越高，衰减越大，这样传输距离受到限制；另外方法是采用双调制的方
视频基础知识详解
视频基础知识详解 视频技术发展到现在已经有100多年的历史，虽然比照相技术历史时间短，但在过去很长一段时间之内都是最重要的媒体。 由于互联网在新世纪的崛起，使得传统的媒体技术有了更好的发展平台，应运而生了新的多媒体技术。而多媒体技术不仅涵盖了传统媒体的表达，又增加了交互互动功能，成为了目前最主要的信息工具。 在多媒体技术中，最先获得发展的是图片信息技术，由于信息来源更加广泛，生成速度高生产效率高，加上应用门槛较低，因此一度是互联网上最有吸引力的内容。 然而随着技术的不断进步，视频技术的制作加工门槛逐渐降低，信息资源的不断增长，同时由于视频信息内容更加丰富完整的先天优势，在近年来已经逐渐成为主流。 那么我们就对视频信息技术做一个详细的介绍。 模拟时代的视频技术 最早的视频技术来源于电影，电影技术则来源于照相技术。由于现代互联网视频信息技术原理则来源于电视技术，所以这里只做电视技术的介绍。 世界上第一台电视诞生于1925年，是由英国人约翰贝德发明。同时也是世界上第一套电视拍摄、信号发射和接收系统。而电视技术的原理大概可以理解为信号采集、信号传输、图像还原三个阶段。 摄像信号的采集，通过感光器件获取到光线的强度（早期的电视是黑白的，所以只取亮度信号）。然后每隔30～40毫秒，将所采集到光线的强度信息发送到接收端。而对于信号的还原，也是同步的每隔30～40毫秒，将信号扫描到荧光屏上进行展示。 那么对于信号的还原，由于荧光屏电视采用的是射线枪将射线打到荧光图层，来激发荧光显示，那么射线枪绘制整幅图像就需要一段时间。射线枪从屏幕顶端
开始一行一行的发出射线，一直到屏幕底端。然后继续从顶部开始一行一行的发射，来显示下一幅图像。但是射线枪扫描速度没有那么快，所以每次图像显示，要么只扫单数行，要么只扫双数行。然后两幅图像叠加，就是完整的一帧画面。所以电视在早期都是隔行扫描。 那么信号是怎么产生的呢？ 跟相机感光原理一样，感光器件是对光敏感的设备，对于进光的强弱可以产生不同的电压。然后再将这些信号转换成不同的电流发射到接收端。电视机的扫描枪以不同的电流强度发射到荧光屏上时，荧光粉接收到的射线越强，就会越亮，越弱就会越暗。这样就产生了黑白信号。 那么帧和场的概念是什么？ 前面说到，由于摄像采集信号属于连续拍摄图像，比如每隔40毫秒截取一张图像，也就是说每秒会产生25副图像。而每个图像就是一帧画面，所以每秒25副图像就可以描述为帧率为25FPS（frames per second）。而由于过去电视荧光屏扫描是隔行扫描，每两次扫描才产生一副图像，而每次扫描就叫做1场。也就是说每2场扫描生成1帧画面。所以帧率25FPS时，隔行扫描就是50场每秒。 模拟时代在全世界电视信号标准并不是统一的，电视场的标准有很多，叫做电视信号制式标准。黑白电视的时期制式标准非常多，有A、B、C、D、E、G、H、I、K、K1、L、M、N等，共计13种（我国采用的是D和K制）。到了彩色电视时代，制式简化成了三种：NTSC、PAL、SECAM，其中NTSC又分为NTSC4.43和NTSC3.58。我国彩色电视采用的是PAL制式中的D制调幅模式，所以也叫PAL-D 制式。有兴趣的可以百度百科“电视制式”来详细了解。 另外你可能会发现，场的频率其实是和交流电的频率一致的。比如我国的电网交流电的频率是50Hz，而电视制式PAL-D是50场每秒，也是50Hz。这之间是否有关联呢？可以告诉你的是，的确有关联，不过建议大家自己去研究。如果确实不懂的同学可以@我。 彩色信号又是怎么产生的呢？
基于FPGA的视频信号发生器设计与应用研究
第29卷 第3期2008年3月 仪器仪表学报 Ch i nese Journa l o f Sc ientific Instru m ent V ol 29N o 3M ar .2008 收稿日期:2007 04 Recei ved Date :2007 04 基于FPGA 的视频信号发生器设计与应用研究 刘 杰1 ,牛燕雄 1,2 ,董 伟1,司宾强1,刘佳栋 1 (1 解放军军械工程学院光学与电子工程系 石家庄 050003;2 清华大学精密仪器测试技术与仪器国家重点实验室 北京 100084) 摘 要:本文介绍了一种基于FPGA 的新型视频信号发生器,它可以满足多种被测系统对输入视频信号制式的要求。该系统利用U SB 总线与上位机进行通信,同时解决了系统供电的问题。在FPGA 内部,通过软件编程的方法生成视频信号的图像和时 序控制信号,并送入视频D /A 模块。通过实验对该视频信号发生器在电视跟踪性能检测中的应用进行研究,获取并分析了被测电视跟踪系统的跟踪性能指标。在使用中发现该系统具有可靠性高、通用性好、集成度高和体积小等特点,具有广泛的应用前景。 关键词:视频信号发生器;FPGA;U SB ;模拟目标;跟踪性能测试 中图分类号:TP334.2 文献标识码:A 国家标准学科分类代码:510.8040 D esign and application of video si gnal generator based on FPGA L i u Jie 1 ,N i u Yanx iong 1,2 ,Dong W e i 1 ,S iB i n q iang 1 ,L i u Jiadong 1 (1D ep t .O p tics and E lectron ic Eng i neering ,O rdnance Engineer i ng Colle g e ,Sh ijiazhuang 050003,China ;2T he State K ey Laboratory of Precision M easure m ent T echnology and Instru m ents,D epart m ent of P recision Ins t ru m ents , T si nghua Universit y,B eij i ng 100084,China) Abst ract :A ne w type of v i d eo si g nal generator based on FPGA is presen ted .It generates severa lk i n ds o f v i d eo sig nals to m eet the input requ ire m ents o fm ost v i d eo syste m s under tes.t This generator co mm unicatesw it h a PC through USB por,t and this m ethod could also so lve the prob l e m o f po w er supp l y .In the FPGA,the generator cou l d generate i m age and sequence contro l si g na l through so ft w are progra m,and send the signals to v ideo D /A m odu le .Then experi m ents w ere carried out to verify the app lication o f t h e generator i n TV track i n g capability tes.t The track i n g capab ility para m eters w ere obtained and ana l y zed .This generator has the m erits o f h i g h reliability ,good universa li ty ,high i n tegration leve,l s m a ll size and so on ,and has broad applicati o n pr ospects .K ey w ords :v i d eo signal generato r ;FPGA;USB ;si m u lated targe;t track i n g capability test 1 引 言 目前,对视频信号采集、记录和处理系统(视频采集卡、图像记录仪和电视跟踪系统等)的研究测试已经十分广泛。在对这些系统进行测试的过程中,需要测试者提供符合该系统输入制式要求的视频信号。针对多种被测系统及被测指标,测试者应该提供不同种类和制式的视频信号。 以往对这些系统进行测试时,人们经常利用探测器 对靶板进行成像,将产生的视频信号送入被测系统。该 测试方法给系统评估引入两方面的误差:一是靶板的制作误差,二是探测器本身的成像质量偏差。针对这些误差,国内外逐渐使用能够提供模拟图像的视频信号发生器来取代传统的测试装置 [1 3] 。 现场可编程门阵列(FP GA )具有高集成度、高可靠性 以及开发工具智能化等特点,目前逐步成为复杂数字电路设计的理想首选[4] 。考虑到视频信号时序要求严格以
常见视频信号传输特性(精)
常见视频信号传输特性 1. 分量视频(Component Signal) 摄像机的光学系统将景像的光束分解为三种基本的彩色：红色、绿色和蓝色。感光器材再把三种单色图像转换成分离的电信号。为了识别图像的左边沿和顶部，电信号中附加有同步信息。显示终端与摄像机的同步信息可以附加在绿色通道上，有时也附加在所有的三个通道，甚至另作为一个或两个独立的通道进行传输，下面是几种常见的同步信号附加模式和表示方法： - RGsB：同步信号附加在绿色通道，三根75Ω同轴电缆传输。 - RsGsBs：同步信号附加在红、绿、蓝三个通道，三根75Ω同轴电缆传输。 - RGBS：同步信号作为一个独立通道，四根75Ω同轴电缆传输。 - RGBHV：同步信号作为行、场二个独立通道，五根75Ω同轴电缆传输。 RGB分量视频可以产生从摄像机到显示终端的高质量图像，但传输这样的信号至少需要三个独立通道分别处理，使信号具有相同的增益、直流偏置、时间延迟和频率响应，分量视频的传输特性如下： - 传输介质：3-5根带屏蔽的同轴电缆 - 传输阻抗：75Ω- 常用接头：3-5×BNC接头 - 接线标准：红色=红基色(R)信号线，绿色=绿基色(G)信号线，蓝色=蓝基色(B)信号线，黑色=行同步(H)信号线，黄色=场同步(V)信号线，公共地＝屏蔽网线(见附图VP-03) 2. 复合视频(Composite-Video)
由于分量视频信号各个通道间的增益不等或直流偏置的误差，会使终端显示的彩色产生细微的变化。同时，可能由于多条传输电缆的长度误差或者采用了不同的传输路径，这将会使彩色信号产生定时偏离，导致图像边缘模糊不清，严重时甚至出现多个分离的图像。 插入NTSC或PAL编解码器使视频信号易于处理而且是沿单线传输，这就是复合视频。复合视频格式是折中解决长距离传输的方式，色度和亮度共享 4.2MHz(NTSC)或 5.0-5.5MHz(PAL)的频率带宽，互相之间有比较大的串扰，所以还是要考虑频率响应和定时问题，应当避免使用多级编解码器，复合视频的传输特性如下： - 传输介质：单根带屏蔽的同轴电缆 - 传输阻抗：75?- 常用接头：BNC接头、莲花(RCA)接头 - 接线标准：插针=同轴信号线，外壳公共地＝屏蔽网线(见附图VP-01) 3. 色差信号(Y,R-Y,B-Y) 对视频信号进行处理而传输图像时，RGB分量视频的方式并不是带宽利用率最高的方法，原因是三个分量信号均需要相同的带宽。 人类视觉对亮度细节变化的感受比彩色的变化更加灵敏，因此我们可以将整个带宽用于亮度信息，把剩余可用带宽用于色差信息，以提高信号的带宽利用率。 将视频信号分量处理为亮度和色差信号，可以减少应当传输的信息量。用一个全带宽亮度通道(Y)表示视频信号的亮度细节，两个色差通道(R-Y和B-Y)的带宽限制在亮度带宽的大约一半，仍可提供足够的彩色信息。采用这种方法，可以通过简单的线性矩阵实现RGB与Y,R-Y,B-Y的转换。色差通道的带宽限制在线性矩阵之后实现，将色差信号恢复为RGB分量视频显示时，亮度细节按全带宽得以恢复，而彩色细节会限制在可以接受的范围内。 色差信号也有多种不同的格式，有着不同的应用范围，在普遍使用的复合PAL、SECAM和NTSC制式中，编码系数是各不相同的，见下表：
高清视频采集盒1080p 可采集SDI、DVI、VGA、HDMI、分量信号
JMC-U200高清视频采集盒 产品品牌：巨渺科技 型号：JMC-U200 产品特性: ●可采集1 路高清或标清视频信号，1 路模拟双声道音频信号。 ●输入视频信号可达1080p/60 Hz。 ●高清信号可采集SDI、DVI、VGA、HDMI、分量信号。 ●可采集SDI 内嵌音频。 ●可采集HDMI 中的LPCM 音频信号。 ●微软AV Stream 标准驱动，可支持大部分Windows 上的多媒体视频软件或流媒体软件。 高级特性: ●支持UVC、UAC 协议，在Window、Linux 和 Mac OS X 平台上都可以即插 即用。 ●高清USB3.0 输出，实际数据传输速度高达 390 MB/S。 ●高清输入可动态切换信号源类型：SDI、 DVI/HDMI，VGA，分量。
●可兼容复合视频（CVBS）输入信号。 ●自动输入视频格式侦测，自动视频有效区域侦 测，自动VGA 采集相位调节。逐行视频中运动画面 会有锯齿出现，会自动选择合适的方式（行滤波去 隔行或单场去隔行）去隔行，提升画面的锐利度和 清晰度。 ●针对VGA 视频，提供了自动相位校正功能，使 采集视频中的文字边缘更加锐利，易于辨识、 阅读。 ●手工设定有效画面区域功能，可用于画面的剪裁和对特殊输入信号时序的支持。 ●多阶画面缩放功能，具有三种针对画面宽高比的缩放模式。 ●支持垂直滤波和运动自适应去隔行功能。采用了新的视频处理流水线，能够处理RGB 和YUV 色彩空间的视频。 ●根据输入和输出格式，尽量减少RGB 和YUV 之间的转换，从最大程度地避免了YUV 色彩空间视频的色彩失真。 ●新的视频处理流水线目前能够处理YUV601、YUV709、Studio RGB、Computer RGB 这4 种不同的色彩空间。 ●硬件色彩转换，可输出RGB24，RGB32，YUY2，UYVY，I420 色彩格式。 ●支持色彩调节功能，可调节画面的对比度、亮度、色彩饱和度、色相、Gamma；并可单独调节R，G，B 三色的亮度、对比度。 ●高质量的图像缩放、剪裁、色彩空间转换、自动去除画面黑边、自动检测隔行视频源和去隔行。
视频信号产生
实验一视频信号产生、测试 一．实验目的 1、了解CCD摄像机视频信号的产生机理 2、全电视视频信号产生和波形测试 二．原理说明 CCD，即电荷耦合器件，是在大规模集成电路基础上研制的一种固体成像器件。CCD芯片借助必要的光学系统和合适的外围驱动与处理电路，通过输入面空域上逐点的光电信号转换、存储和传输，在其输出端产生一个时序视频信号码，并经末端监视器同步显示一幅图像。CCD是一种微型图像传感器。 （1）线阵CCD摄像机工作原理 线阵CCD摄像机主要由CCD图像传感器、定时逻辑电路、驱动电路、信号处理电路和电源等几部分组成。摄像机的定时逻辑电路：用于提供CCD正常工作时所需的一组时序脉冲，以保证把CCD象元中的信号电荷，按一定的规律转移到输出端,并在输出端口形成视频信号电压。驱动电路：是定时逻辑电路与CCD传感器之间的接口，它把各路时序脉冲转变成CCD正常工作要求的波形和幅度。视频信号处理电路：是对CCD输出的原始信号，进行必要的处理和适当的放大，以使输出信号具有一定的信躁比和幅度。CCD 图像传感器既具有光电转换功能，又具有信号电荷的存储，转移和读出功能，只需加上一组时序脉冲进行驱动控制，就能实现对被测目标的一维扫描和信号读出。当目标通过光学系统在CCD光敏区上成像时，入射光子被象元吸收，同时产生一定数量的光生电荷，在光积分期间，这些光电荷被存储在彼此隔离的相应象元的势阱中，每个象元势阱中所积累的光生电荷数，与照射在该象元面上的平均照度和光积分时间的乘积即曝光量成正比。在电荷转移期间，各个象元中的光生电荷，通常是按奇、偶数分配同时转移到设置在象元上下两侧的移位寄存器中，然后在传输脉冲的控制下，依次转移到输出端。电荷包通过输出二极管转换成信号电压，并把两列象元信号依次重新排列，最后输出一行完整的图像视频信号，完成一次扫描，这就是线阵CCD摄像系统的工作原理。线阵CCD作为一种高灵敏度光电传感器，在工业生产线上，用于产品外部尺寸，非接触检测、控制和分类，自动化及机器人视觉中的精确定位。 （2）面阵CCD摄像机工作原理 CCD黑白摄像机，它的光电信号读出，不再依靠扫描，而采取电荷转移的办法。其控制转移的驱动脉冲，同样由一标准信号发生器提供。该电路包括四个部分:CCD光电传感器、CCD传感器驱动器、图像处理板、电源。CCD传感器阵列是由光敏二极管组成的光电传感器阵列，当景物的光学图像经由摄像物镜投射到此阵列上时，由于各光敏二极管接受光的强弱不同，而感生不同量的光电荷，这些感生电荷，经一定时间（一场）的积累，在转移栅的控制下，水平的移送到与象元对应的设在光敏元旁的垂直移位寄存器中，而后又在行转移脉冲的控制下，将电荷移送到水平移位寄存器，并由水平移位时钟脉冲控制依次向输出端转移，最
常用视频信号接口与处理方法总结材料
常用视频信号接口与处理方法总结 学满2010-4-13 一、视频接口概述 视频接口，从颜色空间、数字/模拟、分离/复合（适用于模拟信号）、并行/串行（适用于数字信号）、单端/差分等类别可以分为如下几种，见下表：
二、模拟视频信号接口 1．接口设计 模拟信号由于其电压围很小，如果接口电路设计不当，很可能造成最终的信号质量下降。因此需要注意以下几个事项： 1）阻抗匹配：通常为75Ω，包括发送端，接收端以及传输路径上的阻抗。 2）隔直电容：为了防止不同设备间地电压差对信号造成的影响，此电容不宜过大或者过小。 3）滤波网络：尽可能地消除低频和高频纹波。 4）地平面：根据理论，地平面分隔可以防止数字信号对模拟地干扰，但从实际经验来看，分隔成小的地平面后，实际上会造成环流（AD9883资料中有叙述）。因此大部分情况下，还是用同一 个地。多层地平面，以及多打过孔，保持地电平的稳定是非常必要的。 5）PCB走线：等长是需要的，而且要确保三个器件经过不同的选择器/缓冲器之后的延时也相差不多，否则很难保证采样相位。 6）ESD保护：如果视频接口经常插拔，就需要加ESD保护二极管。 2．视频ADC 完成模拟信号到数字信号的转换，在使用过程中需要注意的主要问题有： 1）A/D是否支持交流耦合方式输入
2）A/D部是否有信号增益调整功能 3）是否支持差分输入 4）A/D部是否有PLL等器件，采样相位是否可调整 5）A/D输出的信号格式（24bit RGB，YCbCr） 6）是否支持SOG或者SOY等同步信号输入 模拟信号在A/D转换时，通常需要进行一些调整，以达到最佳显示效果： 1）调整黑电平位置和最大辐值，通常可以配置A/D芯片有关offset和gain的寄存器，经过此番调整之后，实际上是校准了RGB三色，同时提高了灰度等级。 2）调整PLL锁相环，以达到合适的采样频率，并保证PLL在各种温度条件下均能稳定工作。 3）调整采样起始点和终止点，确保有效信号不丢失。 4）调整采样相位，使最终显示画质更清晰。 3．视频DAC 完成模拟信号到数字信号的转换，在使用过程中需要注意的主要问题有： 1）D/A输出时，驱动方式是电压型的，还是电流型的？带负载与不带负载的电压是多少？是否合乎规要求。如果不合适，必要时加缓冲器或者放大器输出。 2）D/A的输入接口是多少位的？如果是8bit/10bit兼容，要注意最高2位和最低2位的接法。 3）输出同步信号是什么格式？是否需要输出CS或者SOG？ 4．解码器 这里说的解码器是指针对CVBS（PAL、NTSC）或者Y/C信号的亮度色度解调和分离用的解码器，解码器输出的通常为BT656或者BT601格式的数字信号，此信号仍为隔行信号。 解码器使用中，接口部分设计与ADC相类似，对输入信号格式，输出信号格式的寄存器配置有一些差异，如果输入格式设置不当，虽然能输出信号，但显示不正确。 5．编码器 视频编码器特指从BT656/BT601格式转到CVBS/YC信号的转换器，一方面完成数字到模拟信号的转换，另一方面是完成亮度信号与色度信号的调制、复合。 解码器使用中，接口部分设计与DAC相类似，主要的不同也在于I2C寄存器配置不同。 6．缓冲器/放大器/选择器/分配器 模拟视频信号在传输和处理的过程中，通常需要一些缓冲/放大/选择/分配等处理。 在这些电路设计时，着重需要考虑的问题：
数字视频基础知识
第三章 数字视频基础知识 3.1 视频的基础知识 在人类接受的信息中，有70%来自视觉，其中视频是最直观、最具体、信息量最丰富的。我们在日常生活中看到的电视、电影、VCD、DVD以及用摄像机、手机等拍摄的活动图像等都属于视频的范畴。 摄影机是指用胶片拍摄电影的机器，摄像机是用磁带、光盘、硬盘等作为界质记录活动影像的机器，广泛用于电视节目制作、家庭及其他各个方面。 摄影机使用胶片和机械装置记录活动影像，所采用的是光学和化学记录方式，摄象机是采用电子记录方式。 1 视频的定义 ?视频(Video)就其本质而言，是内容随时间变化的一组动态图像(25或30帧/秒)，所以视频又叫作运动图像或活动图像。 ?一帧就是一幅静态画面，快速连续地显示帧，便能形运动的图像，每秒钟显示帧数越多，即帧频越高，所显示的动作就会越流畅。 『视觉暂留现象』 ?人眼在观察景物时，光信号传人大脑神经，需经过一段短暂的时间，光的作用结束后，视觉形象并不立即消失，这种残留的视觉称“后像”，视觉的这一现象则被称为“视觉暂留现象”。 ?具体应用是电影的拍摄和放映。 ?根据实验人们发现要想看到连续不闪烁的画面，帧与帧之间的时间间隔最少要达到是二十四分之一秒。 ?视频信号具有以下特点： ?内容随时间而变化 ?有与画面动作同步的声音(伴音) ?图像与视频是两个既有联系又有区别的概念：静止的图片称为图像(Image)，运动的图像称为视频(Video)。 ?图像与视频两者的信源方式不同，图像的输入靠扫描仪、数字照相机等设备；视频的输入是电视接收机、
摄象机、录象机、影碟机以及可以输出连续图像信号的设备。 2.视频的分类 ?按照处理方式的不同，视频分为模拟视频和数字视频。 ?模拟视频（Analog Video） ?模拟视频是用于传输图像和声音的随时间连续变化的电信号。早期视频的记录、存储和传输都采用模拟方式，如在电视上所见到的视频图像是以一种模拟电信号的形式来记录的，并依靠模拟调幅的手段在空间传播，再用盒式磁带录像机将其作为模拟信号存放在磁带上。 ?模拟视频的特点： ?以模拟电信号的形式来记录 ?依靠模拟调幅的手段在空间传播 ?使用磁带录象机将视频作为模拟信号存放在磁带上 ?传统视频信号以模拟方式进行存储和传送然而模拟视频不适合网络传输，在传输效率方面先天不足，而且图像随时间和频道的衰减较大，不便于分类、检索和编辑。 ?要使计算机能对视频进行处理，必须把视频源即来自于电视机、模拟摄像机、录像机、影碟机等设备的模拟视频信号转换成计算机要求的数字视频形式，这个过程称为视频的数字化过程。 ?数字视频可大大降低视频的传输和存储费用、增加交互性、带来精确稳定的图像。 ?如今，数字视频的应用已非常广泛。包括直接广播卫星(DBS)、有线电视(如图5.2)、数字电视在内的各种通信应用均需要采用数字视频。 ?一些消费产品，如VCD和DVD，数字式便携摄像机，都是以MPEG视频压缩为基础的。 数字化视频的优点 ?适合于网络应用 ?在网络环境中，视频信息可方便地实现资源共享。视频数字信号便于长距离传输。 ?再现性好 ?模拟信号由于是连续变化的，所以不管复制时精确度多高，失真不可避免，经多次复制后，误差就很大。
视频信号规格及存储计算
D1：480i格式（525i）：720×480（水平480线，隔行扫描），和NTSC模拟电视清晰度相同，行频为15.25kHz，相当于我们所说的4CIF （720×576） D2：480P格式（525p）：720×480（水平480线，逐行扫描），较 D1隔行扫描要清晰不少，和逐行扫描DVD规格相同，行频为31.5kHz D3：1080i格式（1125i）：1920×1080（水平1080线，隔行扫描），高清放松采用最多的一种分辨率，分辨率为1920×1080i/60Hz，行频 为33.75kHz D4：720p格式（750p）：1280×720（水平720线，逐行扫描），虽然分辨率较D3要低，但是因为逐行扫描，市面上更多人感觉相对于1080I（实际逐次540线）视觉效果更加清晰。不过个人感觉来说，在最大分辨率达到1920×1080的情况下，D3要比D4感觉更加清晰，尤 其是文字表现力上，分辨率为1280×720p/60Hz，行频为45kHz D5：1080p格式（1125p）：1920×1080（水平1080线，逐行扫描），目前民用高清视频的最高标准，分辨率为1920×1080P/60Hz,行频为67.5KHZ。 (1)存储容量计算 单个通道24小时存储1天的计算公式∑(GB)＝码流大小(Mbps)÷8×3600秒×24小时×1天÷1024。 (2)标清D1(704*576)格式 按2Mbps码流计算，存放1天的数据总容量 2Mbps÷8 ×3600秒×24小时×(1天)÷1024＝21GB。
30天需要的容量∑(GB)＝21GB×30天＝525GB (3)高清720P(1280*720)格式 按4Mbps码流计算，存放1天的数据总量4Mbps÷8 × 3600秒× 24小时×(1天)÷1024＝42GB 30天需要的容量∑(GB)＝42GB×30天＝1050GB (4)高清1080P(1920*1080P)格式 按8Mbps码流计算，存放1天的数据总量8Mbps÷8 × 3600秒× 24小时×(1天)÷1024＝84.375GB 30天需要的容量∑(GB)＝84.375GB×30天＝2531GB≈2.47TB (5)图片存储容量计算 对500万一台摄像机而言：一张图片按照0.6M计算,平均一天大约通过5000辆车，每条车道保存30天，则按照计算公式：0.6M*5000*30/1024/1024= 0.09T 对200万一台摄像机而言：一张图片按照0.3M计算,平均一天大约通过5000辆车，则每条车道按照计算公式：0.3M*5000*30/1024/1024=0.05T
信号发生器程序设计
微机应用系统设计与综合实验 ——微机原理课程设计报告 课题名称：信号发生器功能程序设计 学院： 姓名： 指导老师： 日期：
目录 目录 (1) 第一章概要 (2) 1.1 设计目的 (2) 1.2 课程设计内容及要求 (2) 1.3 所需芯片及硬件简介 (2) 1.3.1 8255A 特性简介 (2) 1.3.2 D /A0832功能简介 (3) 1.3.3 A /D0809功能简介 (3) 1.3.4唐都小键盘简介 (4) 第二章总体设计方案 (5) 2.1 设计思想论述 (5) 2.2 程序流程图 (6) 2.3 电路原理图 (7) 第三章典型模块分析 (8) 3.1 波形产生模块 (8) 3.1.1 方波 (9) 3.1.2 三角波 (9) 3.1.3 锯齿波 (10) 3.1.4 正弦波 (12) 3.2 小键盘模块 (13) 3.3 调幅调频模块 (14) 第四章系统调试过程及结果 (16) 第五章收获与体会 (17) 参考文献 (18) 附录1 汇编语言源程序代码 (19) 附录2 C语言源程序代码 (33)
第一章概要 1.1 设计目的 信号发生器的功能设计结合了软硬件的知识，这样的一个课程设计促使我们主动去找寻资料，自主学习更多的知识。尤其重要的是设计本身是一种实践，将课本知识应用到设计中，验证并且进一步熟悉它从而获得新的领悟，这是只啃书本所不能达成的好处。信号发生器的设计尤其加深我们对信号发生的理解，对以8086cpu为中心的各芯片功能的了解以及对微机原理和汇编语言编程有了更深的体会。 1.2 课程设计内容及要求 （1）、分别用C语言和汇编语言编程完成硬件接口功能设计； （2）、硬件电路基于80x86微机的接口电路； （3）、程序功能要求：小键盘给定、数码管或屏幕显示，并产生对应信号波形（D/A）输出（信号波形包括正弦波、三角波、方波、锯齿波）、输出信号波形幅度、频率可调。（按键数量尽量少）。 1.3 所需芯片及硬件简介 1.3.1 8255A 特性简介 （1）具有24条输入/输出引脚、可编程的通用并行输入/输出接口电路。它是一片使用单一+5V电源的40脚双列直插式大规模集成电路。8255A的通用性强，使用灵活，通过它CPU可直接与外设相连 （2）8255A在使用前要写入一个方式控制字，选择A、B、C三个端口各自的工作方式，共有三种。方式0 ：基本的输入输出方式，即无须联络就可以直接进行的I/O 方式。其中A、B、C口的高四位或低四位可分别设置成输入或输出；方式1 ：选通I/O,此时接口和外围设备需联络信号进行协调，只有A口和B口可以工作在方式1，此时C口的某些线被规定为A口或B口与外围设备的联络信号，余下的线只有基本的I/O功能，即只工作在方式0；方式2：双向I/O方式，只有A口可以工作在这种方式，该I/O线即可输入又可输出，此时C口有5条线被规定为A口和外围设备的双向联络线，C口剩下的三条线可作为B口方式1的联络线，也可以和B口一起方式0的I/O线。 本次设计只用到了三个端口的方式0。
视频信号格式
视频端口／视频信号格式(2008-12-19 10:07:59) Y”表示明亮度（Luminance或Luma），Ｃ色度（Chrominance或Chroma）， YPbPr是将模拟的Y、PB、PR信号分开，使用三条线缆来独立传输，保障了色彩还原的准确性，YPbPr表示逐行扫描色差输出．YPbPr接口可以看做是S端子的扩展，与S端子相比，要多传输PB、PR两种信号，避免了两路色差混合解码并再次分离的过程，也保持了色度通道的最大带宽，只需要经过反矩阵解码电路就可以还原为RGB三原色信号而成像，这就最大限度地缩短了视频源到显示器成像之间的视频信号通道，避免了因繁琐的传输过程所带来的图像失真，保障了色彩还原的准确，目前几乎所有大屏幕电视都支持色差输入。 YCbCr表示隔行分量端子． 所说的Y Cb Cr和Y Pb Pr只是为了方便新人快速区分国产电视上隔/逐行接口而已. Cb Cr 就是本来理论上的分量/色差的标识， C代表分量（是component的缩写）Cr、Cb分别对应r（红）、b（蓝）分量信号，Y除了g（绿）分量信号，还叠加了亮度信号． 至于Y Pb Pr，是后来为了强调逐行概念，显示其飞跃性的变化，这个概念，有一定知识背景的人很容易理解，但普通用户只会更糊涂 YUV（亦称YCrCb）是被欧洲电视系统所采用的一种颜色编码方法（属于PAL）。YUV主要用于优化彩色视频信号的传输，使其向后兼容老式黑白电视。与RGB视频信号传输相比，它最大的优点在于只需占用极少的带宽（RGB要求三个独立的视频信号同时传输）。其中“Y”表示明亮度（Luminance或Luma），也就是灰阶值；而“U”和“V”表示的则是色度（Chrominance或Chroma），作用是描述影像色彩及饱和度，用于指定像素的颜色。“亮度”是通过RGB输入信号来创建的，方法是将RGB信号的特定部分叠加到一起。“色度”则定义了颜色的两个方面—色调与饱和度，分别用Cr和CB来表示。其中，Cr反映了GB输入信号红色部分与RGB信号亮度值之间的差异。而CB反映的是RGB输入信号蓝色部分与RGB 信号亮度值之同的差异。 *****U,V分别是与蓝,红的色差.范围是16-240 一、高频或射频信号 https://www.360docs.net/doc/9818028570.html,/cword/3153.shtml 视频端口是背投电视和信号源（比如影碟机）连接的接口，通过这些端口，可以将电影等图像在背投设备上播放。视频端子有不同类型，购买背投电视时尽量挑接口齐全的产品，尤其是最常见的接口，这样可以更方便的和各种设备连接。目前最基本的视频端子是复合视频端子（也叫AV端子）、S端子；另外常见的还有色差端子、VGA端子、DV I端子、HDMI端口。 复合视频端子
视频信号的基础知识
一、视频信号的结构与使用 ?图象采集卡是对模拟视频信号采样并作A/D转换而成为数字信号的，为了获得正确的数字信号，对模拟视频信号有一个大概的了解是十分重要的，尤其在一些特殊的应用领域，例如： ?实时处理 ?多路视频输入 ?非标准视频采集 ?立体视觉 ?序列图象分析 ?运动图象 ?等都对摄象机的同步连接；多路切换；图象处理与视频信号的同步配合；图象窗口的选择；亮度与对比度的调节有着特殊的要求，为了满足这些要求，把视频信号的结构了解清楚后，会对用户很快构成并调试好自己的图象处理系统；设计好自己的软件；充分提高CPU处理图象的效率等带来很大的好处
1-1、视频信号的概述 ?视频信号最初是用于广播电视的，也就是说是要经过传输，尤其是无线传输而送到观众接收机上，由于图象的信息量是如此巨大，如果不对视频信号作一定的处理，就会占据无线通讯很宽的宝贵频带，为此对全电视信号在清晰度、闪烁性、叠加彩色后的与黑白图象的兼容性、所占用的带宽等方方面面作了精心的权衡与安排，研究设计出目前的黑白/彩色全电视信号标准。例如隔行扫描就是考虑到带宽、抗闪烁、清晰度等方面而巧妙设计的；PAL或NTSC的彩色图象制式就是考虑到人眼对颜色的着色特性，与原黑白视频的兼容性，在不影响黑白灰度信息的前提下，而将彩色信息调制后插入黑白全电视信号频谱的缝隙之中的。而所谓的不影响仅仅是理论上的，由于技术上的局限性，在接收端将黑白信息与彩色信息分离时，在大多数情况下会大大影响黑白信息的分辨率。视频信号的这些特性在广播电视中带来了巨大的好处，但在图象处理的使用场合又会带来很大的不便与缺陷。
1-2、黑白全电视信号及采集 ?摄象机获取图象形成视频信号是用扫描的方式逐行顺序进行的，从景物的左上角开始扫描第一行，然后向下移动扫描第二行，直至这场扫描完312行（PAL制），到第313行的一半时，这一场结束，形成了一幅奇场图象；从图象的最上部中间开始第313行的后半部扫描，见图一，开始第二场即偶场的扫描，第二场的每一行夹在第一场的相邻行中间，直至625行结束，第二场图象结束，形成了一幅偶场图象，同时相邻行由奇场和偶场图象交叉形成了一帧图象。帧图象、奇偶场图象之间的关系见图二。从图一和图二可以看出，在水平方向一行中的像素从左到右是以纳秒级的速度顺序出现的，而一帧图象的上下二个相邻象素的相隔时间为一场的场周期，可达几十毫秒。这种隔行方式，在同样的分辨率、没有因人眼惰性有限而带来太大的闪烁性的情况下，视频信号的频带带宽几乎减低了一倍，节省了宝贵的通信资源。
史上最全视频信号音频信号接口汇总,视频、音频工程师必备
信号接口1.S端子 标准S端子 标准S端子连接线
音频复合视频S端子色差常规连接示意图 S端子（S-Video）是应用最普遍的视频接口之一，是一种视频信号专用输出接口。常见的S端子是一个5芯接口，其中两路传输视频亮度信号，两路传输色度信号，一路为公共屏蔽地线，由于省去了图像信号Y与色度信号C的综合、编码、合成以及电视机机内的输入切换、矩阵解码等步骤，可有效防止亮度、色度信号复合输出的相互串扰，提高图像的清晰度。 一般DVD或VCD、TV、PC都具备S端子输出功能，投影机可通过专用的S端子线与这些设备的相应端子连接进行视频输入。 显卡上配置的9针增强S端子，可转接色差
S端子转接线 欧洲插转色差、S端子和A V
与电脑S端子连接需使用专用线，如VIVO线 2.VGA接口 DVI接口正在取代VGA，图为DVI转VGA的转接头 VGA是Video Graphics Adapter的缩写，信号类型为模拟类型，视频输出端的接口为15针母插座，视频输入连线端的接口为15针公插头。VGA端子含红（R）、黄（G）、篮（B）三基色信号和行（HS）、场（VS）扫描信号。VGA端子也叫D-Sub接口。VGA接口外形象“D”，其具备防呆性以防插反，上面共有15个针孔，分成三排，每排五个。VGA接口是显卡上输出信号的主流接口，其可与CRT显示器或具备VGA接口的电视机相连，VGA 接口本身可以传输VGA、SVGA、XGA等现在所有格式任何分辨率的模拟RGB+HV信号，其输出的信号已可和任何高清接口相貔美。
VGA转DVI线，可用在没有VGA接口的设备上 目前VGA接口不仅被广泛应用在了电脑上，投影机、影碟机、TV等视频设备也有很多都标配此接口。很多投影机上还有BGA输出接口，用于视频的转接输出。 3.分量视频接口 3RCA连接线
视频信号发生器
K e y f e a t u r e s + b e n e f i t s Four (4) HDMI outputs Up to 36-bit/pixel (12-bit/component) Deep Color at 1080p; TMDS link up to 2.25 GB/s. Analog video outputs Test HDTVs analog component and composite video inputs. Standard video timings and patterns Supports standard video timings and test patterns, including 3D test images. Switches between timings and test patterns in less than 100ms. HDMI and analog audio outputs Support HDMI compressed and uncompressed audio formats Various patterns with programmable amplitude, sampling rate and bit depths. Digital audio inputs Test an HDTV’s digital audio outputs—SPDIF and optical (future). Serial command line interface RS-232 interface for command line control or for automated test system.Rack mountable Fits in a standard 19” relay rack. Occupies two rack units. Color touch display Monitor the status of the test on the color display.Configure the 804 through the touch https://www.360docs.net/doc/9818028570.html,B host interface Attach a keypad for simplified testing 8 0 4 M u l t i M e d i a t e S t i N S t R u M e N t introducing the 804 Multimedia test instrument for testing HdtVs on a production line. the rack mountable 804 is optimized for testing modern HdMi flat panel tVs. it features four (4) HdMi outputs—all active simultaneously—for testing HdtVs with multiple HdMi inputs. this eliminates the need for splitters often required for testing each HdMi input on an HdtV. the 804 can also output component analog and composite analog for testing an HdtVs analog video outputs. Switching between video timings is fast; less than 100ms. the 804 is equipped with all the standard video timings and test patterns including 3d patterns and tests for HdMi protocols such as HdCP , edid and CeC. the 804 tests compressed and uncompressed HdMi audio formats using a variety of audio test signals. an HdtV’s analog audio inputs can also be tested using the 804’s programmable analog audio outputs. Modern HdtVs typically have digital audio outputs on S/PdiF and optical interfaces; these outputs can be tested with the 804 as well (future). 804