CN107071229B - 一种基于低通滤波处理的图像信号转换系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于低通滤波处理的图像信号转换系统，其特征在于，主要由单片机，均与单片机相连接的信号分辨器、低通滤波处理单元和时序检测器，与低通滤波处理单元相连接的信号输出调整单元，以及分别与信号分辨器和时序检测器相连接的图像信号接收器组成。本发明的信号分辩器能将图像信号中的所承载的辅助图像信息进行分辩，使图像信号更平稳；时序检测器能对图像信号的信号时序进行判断，以确认该图像信号是否为采样图像信号；并且通过低通滤波处理单元和信号输出调整单元对信号的处理，从而确保了本发明能很好的解决图像信号在模数转后的信号衰竭，和图像信号中的干扰信号增强的问题。

Description

一种基于低通滤波处理的图像信号转换系统

技术领域

本发明涉及一种信号转换系统，具体的说，是一种基于低通滤波处理的图像信号转换系统。

背景技术

目前信号传输的方式可分为模拟与数字传输，这两种方式被广泛的运用于机顶盒(set-top box)、DVD播放机、电视游戏机等电子产品的音频和视频信号的传输。然而，在对图像信号进行传输时，需要先将模拟信号转换为数据信号，而进行模数转换后的图像数据信号的强度会被衰竭，和图像信号中的干扰信号会增强，使图像出现失真的情况，从而严重的影响了人们的观感。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的图像信号进行传输时，所进行的模数转换过程会造成信号衰竭，同时使图像信号中的干扰信号增强的缺陷，提供一种基于低通滤波处理的图像信号转换系统。

本发明通过以下技术方案来实现：一种基于低通滤波处理的图像信号转换系统，主要由单片机，均与单片机相连接的信号分辨器、低通滤波处理单元和时序检测器，与低通滤波处理单元相连接的信号输出调整单元，以及分别与信号分辨器和时序检测器相连接的图像信号接收器组成；所述低通滤波处理单元由输入端与单片机相连接的二阶滤波电路，和输入端与二阶滤波电路的输出端相连接的低频放大电路组成；所述低频放大电路的输出端与信号输出调整单元相连接。

所述二阶滤波电路由放大器P1，一端与放大器P1的正极相连接、另一端作为二阶滤波电路的输入端的电阻R1，正极经电阻R2后与放大器P1的正极相连接、负极经电阻R4后与放大器P的负极相连接的极性电容C1，一端与放大器P1的负极相连接、另一端与放大器P1的输出端相连接的电阻R5，P极经电阻R3后与放大器P1的正极相连接、N极与放大器P1的输出端相连接的二极管D1，以及负极与放大器P1的正极相连接、正极与二极管D1的P极相连接的极性电容C2组成；所述极性电容C1的负极接地；所述放大器P1的输出端作为二阶滤波电路的输出端并与低频放大电路相连接。

所述低频放大电路由三极管VT，一端与放大器P1的输出端相连接、另一端与三极管VT的基极相连接的电阻R7，正极与放大器P1的输出端相连接、负极接地的极性电容C3，正极经电阻R6后与极性电容C3的正极相连接、负极与三极管VT的集电极相连接的极性电容C4，一端与放大器P1的输出端相连接、另一端与三极管VT的集电极相连接的电感L1，正极与放大器P1的正极相连接、负极与三极管VT的集电极相连接的极性电容C5，以及N极与极性电容C5的负极相连接、P极经电阻R8后与三极管VT的发射极相连接的二极管D2组成；所述三极管VT的发射极接地、其集电极作为低频放大电路的输出端并与信号输出调整单元相连接。

所述信号输出调整单元由放大器P2，放大器P3，一端与放大器P2的负极相连接、另一端与三极管VT的集电极相连接的电阻R9，正极与放大器P2的负极相连接、负极接地的极性电容C7，负极经电阻R10后与放大器P2的正极相连接、负极经电阻R11后与放大器P2的输出端相连接的极性电容C6，正极经电阻R12后与极性电容C6的正极相连接、负极与放大器P3的输出端相连接的极性电容C8，正极经电阻R13后与放大器P3的正极相连接、负极与放大器P3的输出端相连接的极性电容C9，以及负极与放大器P3的负极相连接后接地、正极顺次经电阻R14和电感L2后与放大器P3的输出端相连接的极性电容C10组成；所述放大器P3的输出端作为信号输出调整单元的输出端。

为了本发明的实际使用效果，所述单片机为PIC16F877集成芯片。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明的信号分辩器能将图像信号中的所承载的辅助图像信息进行分辩，使图像信号更平稳；时序检测器能对图像信号的信号时序进行判断，以确认该图像信号是否为采样图像信号，有效的提高了图像信号的准确性；并且通过低通滤波处理单元和信号输出调整单元对信号的处理，从而确保了本发明能很好的解决图像信号在模数转后的信号衰竭，和图像信号中的干扰信号增强的问题，有效的提高了人们的观感。

(2)本发明的低通滤波处理单元中设置了二阶滤波电路和低频放大电路，二阶滤波电路能对单片机模数转换或的图像数据信号中的干扰信号进行消除或抑制，低频放大电路能对图像数据信号的低频信号进行放大，使信号的强度增强，从而确保了本发明能对模数转换后的图像数据信号中的干扰信号进行消除或抑制。

(3)本发明的信号输出调整单元能对输出的图像数据信号的带宽、混频点进行调整，使图像数据信号的带宽、混频点与采样信号的带宽、混频点保持一致，从而确保了输出的图像数据信号的频率强度不被衰减。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的低通滤波处理单元的电路结构示意图。

图3为本发明的信号输出调整单元的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，本发明主要由单片机，均与单片机相连接的信号分辨器、低通滤波处理单元和时序检测器，与低通滤波处理单元相连接的信号输出调整单元，以及分别与信号分辨器和时序检测器相连接的图像信号接收器组成。其中，所述低通滤波处理单元如图2所示，其由二阶滤波电路和低频放大电路组成。

为了确保本发明的实际使用效果，所述的单片机采用了PIC16F877集成芯片来实现。该单片机的PORTA1输入端口与信号分辨器相连接，A/D转换控制端口与时序检测器相连接，PORTC双向数字输出端口与低通滤波处理单元相连接。本发明在实际运行中采用12V直流电压为整个系统供电。

本发明运行时，图像信号接收器采用了武汉宏达软件开发有限公司生产的加强型SZW-5200图像信号接收器，该图像信号接收器用于接收图像信号发射系统传输的图像信号，该图像信号接收器采用电连接的方式将接收到的图像信号分别传输给信号分辩器和时序检测器。其中，信号分辩器采用了由CMOSCC4042构成的信号分辩器，该信号分辩器能对图像信号中所承载的辅助图像信号进行分辩出来，使图像信号更平稳。该时序检测器采用了41M/ADC时序检测器，该时序检测器可对所接收的图像信号的时序进行判断，以确认该图像信号是否为采样图像信号，有效的提高了图像信号的准确性。

信号分辩器与时序检测器分别通过电连接的方式将分辨和检测后的图像信号传输给单片机。该单片机中的设置的特殊的寄存器对信号分辩器传输的图像信号进行储存，单片机中的A/D转换控制寄存器对时序检测器传输的图像信号进行储存，而单片机内的编程器与特殊的寄存器和A/D转换控制寄存器共同对图像信号进行分析处理后将图像信号转换为数据信号，单片机将转换后的图像数据信号传输给低通滤波处理单元。该低通滤波处理单元对图像数据信号中因转换而增强的干扰信号进行消除或抑制，并对信号中的低频信号进行放大，使图像数据信号的频率强度保持稳定，然后，低通滤波处理单元加处理后的图像数据信号传输给信号输出调整单元。该信号输出调整单元对图像数据信号的带宽、混频点进行调整，使图像数据信号的带宽、混频点与采样信号的带宽、混频点保持一致，从而确保了本发明能很好的解决图像信号在模数转后的信号衰竭，和图像信号中的干扰信号增强的问题，有效的提高了人们的观感。

如图2所示，所述的低通滤波处理单元由二阶滤波电路和低频放大电路组成。所述二阶滤波电路如2所示，其由型号为OP364的放大器P1，阻值为2kΩ的电阻R1，阻值为5kΩ的电阻R2、电阻R4，阻值为10kΩ的电阻R3、电阻R5，容值为0.2μF的极性电容C1，容值为0.01μF的极性电容C2，以及型号为1N4013的二极管D1组成。

连接时，电阻R1的一端与放大器P1的正极相连接，另一端作为二阶滤波电路的输入端。极性电容C1的正极经电阻R2后与放大器P1的正极相连接，负极经电阻R4后与放大器P的负极相连接。

电阻R5的一端与放大器P1的负极相连接，另一端与放大器P1的输出端相连接。二极管D1的P极经电阻R3后与放大器P1的正极相连接，N极与放大器P1的输出端相连接。极性电容C2的负极与放大器P1的正极相连接，正极与二极管D1的P极相连接。所述极性电容C1的负极接地；所述放大器P1的输出端作为二阶滤波电路的输出端并与低频放大电路相连接。

再进一步地，所述低频放大电路如图2所示，其由型号为3DG12的三极管VT，阻值为200Ω的电阻R6，阻值为4kΩ的电阻R7，阻值为12kΩ的电阻R8，容值为2.2μF的极性电容C3、极性电容C4，容值为0.2μF的极性电容C5，自感系数为100μH的电感L1，以及型号为1N4013的二极管D2组成。

连接时，电阻R7的一端与放大器P1的输出端相连接，另一端与三极管VT的基极相连接。极性电容C3的正极与放大器P1的输出端相连接，负极接地。极性电容C4的正极经电阻R6后与极性电容C3的正极相连接，负极与三极管VT的集电极相连接。电感L1的一端与放大器P1的输出端相连接，另一端与三极管VT的集电极相连接。

极性电容C5的正极与放大器P1的正极相连接，负极与三极管VT的集电极相连接。二极管D2的N极与极性电容C5的负极相连接，P极经电阻R8后与三极管VT的发射极相连接。所述三极管VT的发射极接地，其集电极作为低频放大电路的输出端并与信号输出调整单元相连接。

运行时，单片机输出的图像数据信号经二阶滤波电路的电阻R1进行限流，限流后的图像数据信号经电阻R2、放大器P1、极性电容C1、电阻R5和电阻R4形成的一阶低通滤波器进行滤波，有效的消除了图像数据信号中的干扰信号，抗干扰处理后的图像数据信号传输给极性电容C2、电阻R3和二极管D1形成的反馈滤波器，该反馈滤波器对处理后的图像数据信号中的高频信号进行消除，使信号的频率保持低稳态，该低稳态图像数据信号经二阶滤波电路的放大器P1给低频放大电路。

其中，低频放大电路的电阻R7对放大器P1输出的低稳态图像数据信号进行限流，限流后的信号经三极管VT进行频率调整，调整后的信号经三极管VT的集电极传输给极性电容C4、电阻R6和电感L1形成的电解滤波电路，该电解滤波电路使信号的电流强度增强，使信号的频率的电流强度与采样信号的电流强度一致，最后通过极性电容C5进行再次滤波后输出，该低频放大电路则将处理后的图像数据信号传输给信号输出调整单元。从而使低通滤波处理单元实现了对单片机模数转换或的图像数据信号中的干扰信号进行消除或抑制，并实现了对图像数据信号的低频信号进行放大，使信号的强度增强，因此，低通滤波处理单元提高了本发明对模数转换后的图像数据信号中的干扰信号进行消除或抑制的可靠性。

如图3所示，所述信号输出调整单元由型号为OP364的放大器P2、放大器P3，阻值为10kΩ的电阻R9、电阻R11，阻值为2kΩ的电阻R12，阻值为100Ω的电阻R10、电阻R14，阻值为4kΩ的电阻R13，容值为0.2μF的极性电容C6、极性电容C10，容值为220μF的极性电容C7，容值为22μF的极性电容C8，容值为2μF的极性电容C9，以及自感系数为100μH的电感L2组成。

连接时，电阻R9的一端与放大器P2的负极相连接，另一端与三极管VT的集电极相连接。极性电容C7的正极与放大器P2的负极相连接，负极接地。极性电容C6的负极经电阻R10后与放大器P2的正极相连接，负极经电阻R11后与放大器P2的输出端相连接。极性电容C8的正极经电阻R12后与极性电容C6的正极相连接，负极与放大器P3的输出端相连接。

极性电容C9的正极经电阻R13后与放大器P3的正极相连接，负极与放大器P3的输出端相连接。极性电容C10的负极与放大器P3的负极相连接后接地，正极顺次经电阻R14和电感L2后与放大器P3的输出端相连接。所述放大器P3的输出端作为信号输出调整单元的输出端。

运行时，低通滤波处理单元的三极管VT输出的图像数据信号经电阻R9进行限流，极性电容C7则对地释放，限流后的图像数据信号经放大器P2、电阻R10、电阻R11和极性电容C6形成的第一带宽调整器进行带宽调整，带宽调整后的图像数据信号经电阻R12形成的通道传输给极性电容C8、电阻R13和极性电容C9形成的循环式滤波器进行滤波，使信号中的电磁波干扰信号被有效的消除，滤波后的信号经放大器P3、极性电容C10、电阻R14和电感L2形成的第二混频点调整器进行混频点调整，调整或的图像数据信号经放大器P3传输给播放器，从而使信号输出调整单元实现了对输出的图像数据信号的带宽、混频点进行调整，使图像数据信号的带宽、混频点与采样信号的带宽、混频点保持一致，从而确保了输出的图像数据信号的频率强度不被衰减。

按照上述实施例，即可很好的实现本发明。

Claims (2)

1.一种基于低通滤波处理的图像信号转换系统，其特征在于：主要由单片机，均与单片机相连接的信号分辨器、低通滤波处理单元和时序检测器，与低通滤波处理单元相连接的信号输出调整单元，以及分别与信号分辨器和时序检测器相连接的图像信号接收器组成；所述低通滤波处理单元由输入端与单片机相连接的二阶滤波电路，和输入端与二阶滤波电路的输出端相连接的低频放大电路组成；所述低频放大电路的输出端与信号输出调整单元相连接；

其中，图像信号接收器采用电连接的方式将接收到的图像信号分别传输给信号分辨器和时序检测器，信号分辨器与时序检测器分别通过电连接的方式将分辨和检测后的图像信号传输给单片机；所述单片机中的A/D转换控制寄存器对时序检测器传输的图像信号进行储存，所述单片机中设置的特殊的寄存器对信号分辨器传输的图像信号进行储存，所述单片机内的编程器、特殊的寄存器以及A/D转换控制寄存器共同对图像信号进行分析处理后将图像信号转换为数字信号，单片机将转换后的数字信号传输给低通滤波处理单元；低通滤波处理单元对数字信号中因转换而增强的干扰信号进行消除或抑制，低通滤波处理单元并对数字信号中的低频信号进行放大处理，低通滤波处理单元将处理后的数字信号传输给信号输出调整单元；

所述二阶滤波电路由放大器P1，一端与放大器P1的正极相连接、另一端作为二阶滤波电路的输入端的电阻R1，正极经电阻R2后与放大器P1的正极相连接、负极经电阻R4后与放大器P的负极相连接的极性电容C1，一端与放大器P1的负极相连接、另一端与放大器P1的输出端相连接的电阻R5，P极经电阻R3后与放大器P1的正极相连接、N极与放大器P1的输出端相连接的二极管D1，以及负极与放大器P1的正极相连接、正极与二极管D1的P极相连接的极性电容C2组成；所述极性电容C1的负极接地；所述放大器P1的输出端作为二阶滤波电路的输出端并与低频放大电路相连接；

所述低频放大电路由三极管VT，一端与放大器P1的输出端相连接、另一端与三极管VT的基极相连接的电阻R7，正极与放大器P1的输出端相连接、负极接地的极性电容C3，正极经电阻R6后与极性电容C3的正极相连接、负极与三极管VT的集电极相连接的极性电容C4，一端与放大器P1的输出端相连接、另一端与三极管VT的集电极相连接的电感L1，正极与放大器P1的正极相连接、负极与三极管VT的集电极相连接的极性电容C5，以及N极与极性电容C5的负极相连接、P极经电阻R8后与三极管VT的发射极相连接的二极管D2组成；所述三极管VT的发射极接地、其集电极作为低频放大电路的输出端并与信号输出调整单元相连接；

所述信号输出调整单元由放大器P2，放大器P3，一端与放大器P2的负极相连接、另一端与三极管VT的集电极相连接的电阻R9，正极与放大器P2的负极相连接、负极接地的极性电容C7，负极经电阻R10后与放大器P2的正极相连接、负极经电阻R11后与放大器P2的输出端相连接的极性电容C6，正极经电阻R12后与极性电容C6的正极相连接、负极与放大器P3的输出端相连接的极性电容C8，正极经电阻R13后与放大器P3的正极相连接、负极与放大器P3的输出端相连接的极性电容C9，以及负极与放大器P3的负极相连接后接地、正极顺次经电阻R14和电感L2后与放大器P3的输出端相连接的极性电容C10组成；所述放大器P3的输出端作为信号输出调整单元的输出端。

2.根据权利要求1所述的一种基于低通滤波处理的图像信号转换系统，其特征在于，所述单片机为PIC16F877集成芯片。