CN107370964A - 一种用于监控设备的数字usb信号转换系统及实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于监控设备的数字USB信号转换系统，包括模拟高清视频监测系统，和模拟高清视频监测系统相连接的AHD标准数字信号转换模块。本发明同时还公开了一种用于监控设备的数字USB信号转换系统及其实现方法。本发明的结构简单，实用性强，使用时模拟高清视频监测系统将采集的图像信号转换为AHD高清模拟信号；本发明设置在模拟高清视频监测系统的输出端的AHD标准数字信号转换模块，能将该AHD高清模拟信号转换为标准的数字USB信号，从而确保本发明能解决现有监控设备的处理系统无法将模拟信号转换为标准数字USB信号转换的问题，并且使监控设备所采集的信息能通过不同的移动设备来实现存储和显示。

Description

一种用于监控设备的数字USB信号转换系统及实现方法
技术领域
本发明涉及一种监控设备的信号转换系统，具体是指一种用于监控设备的数字USB信号转换系统及实现方法。
背景技术
目前在监控领域中使用最为广泛的监控系统有模拟视频监控和数字视频监控，但不管是模拟视频监控系统还是数字视频监控系统，在对高清模拟信号进行处理都需用专业设备来实现。模拟视频监控系统中常用视频分配器、模拟矩阵来实现对高清模拟信号的处理，而处理后的信号能通过监视器、控制键盘和磁带录像机(VCR)相配合来进行存储和显示；数字视频监控系统中则需用到专业的视频压缩卡来实现高清模拟信号处理，其处理后的信号也只能通过显示器来实现显示。因此，现有的监控设备所使用的处理系统存在无法将模拟信号转换为标准数字USB信号转换的问题，导致监控设备对信息存储和显示的途径受到了极大的限制，致使监控设备不能满足人们的需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有的监控设备所使用的处理系统无法将模拟信号转换为标准数字USB信号转换的缺陷，提供了一种不仅体积小、结构简单，并且能将模拟信号转换为标准数字USB信号的用于监控设备的数字USB信号转换系统。
本发明的另一目的在于提供一种上述用于监控设备的数字USB信号转换系统的实现的方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种用于监控设备的数字USB信号转换系统，包括模拟高清视频监测系统，和与模拟高清视频监测系统相连接的AHD标准数字信号转换模块；所述AHD标准数字信号转换模块包括与模拟高清视频监测系统相连接的AHD接收芯片，和与AHD接收芯片相连接的高清视频信号处理芯片。
所述高清视频信号处理芯片包括MJPEG编码器，和与MJPEG编码器相连接的USB收发器；所述MJPEG编码器与AHD接收芯片相连接。
所述模拟高清视频监测系统包括高清CMOS感光传感器，和与高清CMOS感光传感器相连接的AHD发送芯片；所述AHD接收芯片与AHD发送芯片相连接。
所述AHD发送芯片包括与高清CMOS感光传感器相连接的ISP单元，与ISP单元相连接的编码单元，以及与编码单元相连接的DAC转换单元；所述AHD接收芯片与DAC转换单元相连接。
所述AHD接收芯片为RN6778集成芯片；所述高清视频信号处理芯片为SPCA208A集成芯片。
一种用于监控设备的数字USB信号转换系统及实现方法，主要包括以下步骤：
(1)启动模拟高清视频监测系统，通过模拟高清视频监测系统对监控范围内的图像信息进行采集，并对采集到的图像信息进行转换，得到AHD模拟信号；
(2)将AHD模拟信号输入AHD接收芯片，通过AHD接收芯片对AHD模拟信号进行转换处理，得到并行信号；
(3)将并行信号输入高清视频信号处理芯片，通过高清视频信号处理芯片对并行信号进行处理，得到设备所需的数字USB信号。
所述步骤(2)包括以下步骤：
(2.1)将AHD模拟信号输入AHD接收芯片进行模数转换处理，得到数字信号；
(2.2)对数字信号中的亮度和色度分量进行滤波处理，得到未缩放的YCbCr数据；
(2.3)将YCbCr数据进行数据并行处理，得到并行信号。
进一步的，所述步骤(3)包括以下步骤：
(3.1)将并行信号输入高清视频信号处理芯片进行数据缩放，得到移动设备所需的图像分辨率数据；
(3.2)将图像分辨率数据进行编码，得到UVC数据；
(3.3)将UVC数据进行格式转换处理，得到设备所需的数字USB信号。
为了确保本发明的使用效果，所述YCbCr数据的子样格式为4：2：2，所述并行信号为ITU-R BT.656并行信号；所述UVC数据为USB Video Class 1.1格式的数据。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)本发明的结构简单，实用性强，使用时模拟高清视频监测系统将采集的图像信号转换为AHD高清模拟信号；同时，本发明设置在模拟高清视频监测系统的输出端的AHD标准数字信号转换模块，能将该AHD高清模拟信号转换为标准的数字USB信号，从而确保本发明能解决现有监控设备的处理系统无法将模拟信号转换为标准数字USB信号转换的问题，并且使监控设备所采集的信息能通过不同的支持USB格式的移动设备来实现存储和显示。
(2)本发明的模拟高清视频监测系统中的高清CMOS感光传感器与AHD发送芯片相结合的模拟高清视频监测系统，其中的高清CMOS感光传感器具有信号采集准确、稳定的特点，而AHD发送芯片能对高清CMOS感光传感器所传输的图像模拟信号进行准确的处理和传输，从而确保了本发明对信号转换的准确性。
(3)本发明的AHD发送芯片中设置了ISP单元和编码单元以及DAC单元，其中，ISP单元能对接收的原始数据中的曝光和白平衡等进行调整；编码单元处理能将调整后的原始数据转换为AHD格式的数据信号；而DAC单元能将AHD格式的数据信号转为AHD模拟信号输出，从而便于AHD标准数字信号转换模块进行处理。
(4)本发明的AHD标准数字信号转换模块内设置了AHD接收芯片和高清视频信号处理芯片，其AHD接收芯片能将AHD高清图像模拟信号准确的转换为数字信号，并能对数字信号进行处理后输出稳定的并行信号；而高清视频信号处理芯片能对并行信号数据处理后输出的数字USB信号，因此，本发明通过AHD标准数字信号转换模块便能实现对高清图像模拟信号的处理和传输。
附图说明
图1为本发明的整体结构框图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
如图1所示，一种用于监控设备的数字USB信号转换系统，包括模拟高清视频监测系统，和与模拟高清视频监测系统相连接的AHD标准数字信号转换模块组成。其中所述AHD标准数字信号转换模块如图1所示，其由与模拟高清视频监测系统相连接的AHD接收芯片，和与AHD接收芯片相连接的高清视频信号处理芯片组成。
实施时，模拟高清视频监测系统如图1所示，其包括高清CMOS感光传感器和AHD发送芯片。该高清CMOS感光传感器作为图像信号的采集装置，其将光学信号转换为原始的数字信号后传输给与其相连接的AHD发送芯片。如图1所示该AHD发送芯片包括ISP单元和编码单元以及DAC转换单元。在具体的运行时，AHD发送芯片中的ISP单元对高清CMOS感光传感器传入的原始的数字信号的曝光和白平衡等数据进行调整，使原始的数字信号中的各项信号数据更平稳，该ISP单元将处理后的原始的数字信号传输给相连接的编码单元。编码单元将原始的数字信号的信号格式转换为AHD格式，编码单元将转换为AHD格式后的原始的数字信号传输给相连接的DAC单元。DAC单元则将AHD格式的原始的数字信号转换为AHD模拟信号输出。本发明的AHD信号支持长距离传输，并且其传输距离在500米左右。
进一步的，模拟高清视频监测系统将AHD模拟信号传输给AHD标准数字信号转换模块。该AHD标准数字信号转换模块如图1所示，其包括AHD接收芯片，和与AHD接收芯片连接的高清视频信号处理芯片。其中，AHD接收芯片本发明采用了立敏所生产的RN6778集成芯片来实现，该AHD接收芯片将接收的AHD模拟信号转换为并行信号，AHD接收芯片将得到的并行信号传输给高清视频信号处理芯片。本发明中的高清视频信号处理芯片优先采用了凌阳生产的SPCA208A的高清USB2.0芯片来实现，其如图1所示包括MJPEG编码器，和与MJPEG编码器相连接的USB收发器。该MJPEG编码器和USB收发器相配合后，能将并行信号转换为数字USB信号，使AHD标准数字信号转换模块实现了输出数字USB信号的效果。AHD标准数字信号转换模块则通过外接的USB接口进行传输给移动设备，其该外置的USB接口可根据不同的移动设备进行调整。
具体的，为了使本发明能与不同移动设备相连接，实施时在其外部可设置多种USB接口，便能使本发明与所有支持USB接口和具有UVC功能并具有存储和显示功能的移动设备相连接，如：与台式电脑、笔记本、平板电脑和手机等移动设备相连接，有效的利用不同的移动设备来对监控系统所采集的高清视频信号进行存储和显示。同时，本发明可对信号输入端上外接的USB和HUB的USB口进行扩充，使本发明能与多个监控设备相连接，实现对多个监控设备进行AHD标准数字信号转换，从而确保本发明能解决现有监控设备的处理系统无法将模拟信号转换为标准数字USB信号转换的问题，并且使监控设备所采集的信息能通过不同的支持USB格式的移动设备来实现存储和显示。
实施例2
本实施例为实施例1的实现方法，即其实现将模拟信号转换为标准数字USB信号的步骤如下：
首先，启动模拟高清视频监测系统，通过模拟高清视频监测系统对监控范围内的图像信息进行采集，并对采集到的图像信息进行转换，得到AHD模拟信号。即该模拟高清视频监测系统先将光学信号转换为原始的数字信号，再将原始数据进行处理曝光和白平衡等调整，然后将调整后的数字信号进行编码后得到AHD格式的数字信号，最后对AHD格式的数字信号进行DAC处理后得到AHD模拟信号。
其次，将AHD模拟信号输入AHD接收芯片，通过AHD接收芯片对AHD模拟信号进行转换处理，得到并行信号，且该并行信号为ITU-R BT.656并行信号。其中，AHD接收芯片先将AHD模拟信号进行模数转换处理后得到数字信号；AHD接收芯片再对得到的数字信号中的亮度和色度分量进行滤波处理，得到未缩放的YCbCr数据，即AHD接收芯片则是通过其内部形成的复合型带通滤波器来完成对数字信号进行滤波处理，其YCbCr数据包括亮度分量、蓝色色度分量和红色色度量的数据，该YCbCr数据的子样格式为4：2：2；AHD接收芯片最后对YCbCr数据进行数据并行处理，得到并行信号，且该并行信号为TU-R BT.656并行信号。
再次，将并行信号输入高清视频信号处理芯片，通过高清视频信号处理芯片对并行信号进行处理，得到设备所需的数字USB信号。其中，高清视频信号处理芯片先将并行信号进行数据缩放，得到移动设备所需的图像分辨率数据；高清视频信号处理芯片再将图像分辨率数据进行编码，得到UVC数据，且该编码后的UVC数据为USB Video Class 1.1格式的数据。高清视频信号处理芯片最后将UVC数据进行格式转换处理，得到设备所需的数字USB信号，并通过外接的不同USB接口将数字USB信号传输给不同移动设备进行存储和显示。
如上所述，便可很好的实现本发明。

Claims (10)

1.一种用于监控设备的数字USB信号转换系统，其特征在于：包括模拟高清视频监测系统，和与模拟高清视频监测系统相连接的AHD标准数字信号转换模块；所述AHD标准数字信号转换模块包括与模拟高清视频监测系统相连接的AHD接收芯片，和与AHD接收芯片相连接的高清视频信号处理芯片。
2.根据权利要求1所述的一种用于监控设备的数字USB信号转换系统，其特征在于：所述高清视频信号处理芯片包括MJPEG编码器，和与MJPEG编码器相连接的USB收发器；所述MJPEG编码器与AHD接收芯片相连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于监控设备的数字USB信号转换系统，其特征在于：所述模拟高清视频监测系统包括高清CMOS感光传感器，和与高清CMOS感光传感器相连接的AHD发送芯片；所述AHD接收芯片与AHD发送芯片相连接。
4.根据权利要求3所述的一种用于监控设备的数字USB信号转换系统，其特征在于：所述AHD发送芯片包括与高清CMOS感光传感器相连接的ISP单元，与ISP单元相连接的编码单元，以及与编码单元相连接的DAC转换单元；所述AHD接收芯片与DAC转换单元相连接。
5.根据权利要求4所述的一种用于监控设备的数字USB信号转换系统，其特征在于：所述AHD接收芯片为RN6778集成芯片；所述高清视频信号处理芯片为SPCA208A集成芯片。
6.一种用于监控设备的数字USB信号转换系统及实现方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
(1)启动模拟高清视频监测系统，通过模拟高清视频监测系统对监控范围内的图像信息进行采集，并对采集到的图像信息进行转换，得到AHD模拟信号；
(2)将AHD模拟信号输入AHD接收芯片，通过AHD接收芯片对AHD模拟信号进行转换处理，得到并行信号；
(3)将并行信号输入高清视频信号处理芯片，通过高清视频信号处理芯片对并行信号进行处理，得到设备所需的数字USB信号。
7.根据权利要求6所述的一种用于监控设备的数字USB信号转换系统及实现方法，其特征在于：所述步骤(2)包括以下步骤：
(2.1)将AHD模拟信号输入AHD接收芯片进行模数转换处理，得到数字信号；
(2.2)对数字信号中的亮度和色度分量进行滤波处理，得到未缩放的YCbCr数据；
(2.3)将YCbCr数据进行数据并行处理，得到并行信号。
8.根据权利要求6所述的一种用于监控设备的数字USB信号转换系统及实现方法，其特征在于：所述步骤(3)包括以下步骤：
(3.1)将并行信号输入高清视频信号处理芯片进行数据缩放，得到移动设备所需的图像分辨率数据；
(3.2)将图像分辨率数据进行编码，得到UVC数据；
(3.3)将UVC数据进行格式转换处理，得到设备所需的数字USB信号。
9.根据权利要求7所述的一种用于监控设备的数字USB信号转换系统及实现方法，其特征在于：所述YCbCr数据的子样格式为4：2：2，所述并行信号为ITU-R BT.656并行信号。
10.根据权利要求8所述的一种用于监控设备的数字USB信号转换系统及实现方法，其特征在于：所述编码后的UVC数据为USB Video Class 1.1格式的数据。
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