CN205283706U - 一种高清模拟复合视频信号传输系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及信号传输技术领域，公开了一种高清模拟复合视频信号传输系统，包括接收外部高清数字视频信号且输出差分高清模拟复合视频信号的视频发送单元、接收差分高清模拟复合视频信号且输出高清数字视频信号的视频接收单元；所述视频发送单元和所述视频接收单元通过传输线材连接；本实用新型的有益效果为：提出模拟复合格式来传输高清视频信号的解决方案，实现短距离内传输高清视频信号，解决了现有车载系统只能传输标清视频信号、且传输距离过短的问题，成本低、易于推广。

Description

一种高清模拟复合视频信号传输系统

技术领域

本实用新型涉及信号传输技术领域，特别涉及一种高清模拟复合视频信号传输系统。

背景技术

行车记录系统逐渐成为世界范围内车装必备，目前车载行车记录系统大多装备两个摄像头:前置摄像头和后拉摄像头。前置摄像头直接集成在主控电路板上，而后拉摄像头安装在车尾，需要通过传输线缆将视频传送到主控模块。后拉摄像头大多输出标清视频信号，采用复合视频格式、使用专用复合视频信号传输线传输，信号质量随传输距离增加迅速下降。未来车载后拉摄像头会采用高清摄像头代替标清摄像头，传输距离也大大提高。目前使用的复合视频传输系统将无法满足高清视频信号传输的要求。

行车系统主要由前置摄像部分、主控模块、显示模组、后拉摄像及传输系统组成。后拉摄像头将拍摄得到视频信号通过传输系统传输到主控模块，主控模块将从前置摄像头和后拉摄像头得到的视频信号组合发送到显示模组，同时将视频信号压缩存储。

传统行车记录系统后拉摄像采用标清摄像头模组，该标清摄像头模组包含供电部分、标清摄像头、对焦曝光单元和图像信号处理单元。供电部分为摄像头模组提供电源，标清摄像头输出D1视频信号，图像信号处理单元根据摄像视频信号质量计算对焦和曝光最佳控制参数，并将控制信号输出给对焦曝光单元。

传统行车记录系统后拉摄像传输格式采用复合视频信号(CompositeVideoBroadcastSignal，CVBS)格式，传输线材采用专用的复合视频传输线。复合视频信号(CVBS)是一种广泛应用于信号编码、传输以及存储的视频标准。NTSC制式、PAL制式是CVBS通常的编码方式，两者编码时是由与副载波调制之后的色度和亮度进行相加。具体地，NTSC制式中的亮度覆盖了4.2MHz以下至接近直流的频带，色度是由3.579545MHz副载波采用正交调幅技术进行调制得到，亮度和色度进行简单的相加，然后得到CVBS信号；PAL制式中的亮度覆盖了5.5MHz以下至接近直流的频带，色度是由4.433619MHz副载波采用正交调幅技术进行调制得到，亮度和色度进行简单的相加然后得到复合视频信号。这样色度信号就占据了亮度高频部分的一部分带宽，NTSC制式及PAL制式CVBS信号中亮度信号和色度信号在某些频率段同时存在，在色度信号和亮度信号频率重叠的频段会损失亮度信息，而高清视频信号从理论上讲包含了30MHz以下全部频段的信息，因此，CVBS格式无法传输高清视频信号。

现今市场上传输高清视频信号的传输方式主要有以下几种：IPC、HD-SDI、HD-MDI和HD-CVI。IPC采用sensor+ISP+SOC+网络模块方案，采用网线传输，将信号进行编码压缩后传输，信号带宽有限制，传输延时大。HD-SDI采用sensor+ISP+SDI传输IC+线路均衡IC，采用同轴电缆传输，视频数字信号不经过编码压缩直接传输，无延迟。HD-MDI结构是sensor+ISP+网络传输模块，采用双绞线（网线）传输，无压缩，无延迟。HD-CVI是大华提出的传输技术，在同轴电缆上传输高清模拟视频信号（720P或1080i），可以达到300-500米的传输距离，传输线材成本较高。由于车载行车记录仪无迟延要求，采用IPC的方案是不可行的。而HD-SDI因为是数字信号传输，对抗干扰要求高，因此对同轴电缆质量要求也高，传输线材成本高。HD-MDI采用双绞线传输，线材价格低，但是需要网络传输模块，芯片成本偏高。以上几种传输方式对于行车记录仪方案来说，都不合适。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术中存在的上述问题，提出模拟复合格式来传输高清视频信号的解决方案，可以满足低成本传输高清视频信号的需求。

本实用新型是一套高清模拟复合视频信号传输系统，包括接收外部高清数字视频信号且输出差分高清模拟复合视频信号的视频发送单元、接收差分高清模拟复合视频信号且输出高清数字视频信号的视频接收单元；所述视频发送单元和所述视频接收单元通过传输线材连接。

进一步的，所述视频发送单元包括数字视频信号输入接口模块、编码亮度滤波器、编码载波信号产生模块、编码色度滤波器、色度调制器、编码同步信号产生模块、视频编码器、数字模拟转换模块；

所述数字视频信号输入接口模块分别后接所述编码亮度滤波器、所述编码色度滤波器；

所述编码亮度滤波器后接所述视频编码器；

所述编码色度滤波器后接所述色度调制器；

所述色度调制器后接所述视频编码器；

所述编码载波信号产生模块后接所述色度调制器；

所述编码同步信号产生模块后接所述视频编码器；

所述视频编码器后接所述数字模拟转换模块。

进一步的，所述视频接收单元包括模拟数字转换模块、传输补偿模块、亮度色度信号分离模块、解码亮度滤波器、解码时钟恢复模块、解码载波产生模块、色度解调器、解码色度滤波器、数字视频输出接口模块；

所述模拟数字转换模块分别后接所述传输补偿模块、所述解码时钟恢复模块；

所述传输补偿模块后接所述亮度色度信号分离模块；

所述亮度色度信号分离模块分别后接所述解码亮度滤波器、所述色度解调器；

所述解码亮度滤波器后接所述数字视频输出接口模块；

所述色度解调器后接所述解码色度滤波器；

所述解码色度滤波器后接所述数字视频输出接口模块；

所述解码载波产生模块后接所述色度解调器；

所述解码时钟恢复模块后接所述解码载波产生模块。

进一步的，所述解码时钟恢复模块包括同步信号判决器、鉴相器、计数器、小数分频锁相环；所述鉴相器分别后接所述同步信号判决器、所述计数器、所述小数分频锁相环；所述小数分频锁相环后接所述计数器连接。

进一步的，所述传输补偿模块包括命令总线接口模块、补偿参数选择模块、补偿滤波器；所述补偿参数选择模块分别后接所述命令总线接口模块、所述补偿滤波器连接。

进一步的，所述传输线材为无屏蔽双绞线。

本实用新型的有益效果为：提出模拟复合格式来传输高清视频信号的解决方案，实现短距离内传输高清视频信号，解决了现有车载系统只能传输标清视频信号、且传输距离过短的问题，成本低、易于推广。

附图说明

图1所示为本实用新型高清模拟复合视频信号传输系统实际应用示意图。

图2所示为本实用新型高清模拟复合视频信号传输系统结构示意图。

图3所示为视频发送单元结构示意图。

图4所示为视频接收单元结构示意图。

图5所示为解码时钟恢复模块结构示意图。

图6所示为传输补偿模块结构示意图。

图7所示为视频发送单元输出同步信号时序图。

图中：1-高清模拟复合视频信号传输系统、2-视频发送单元、3-视频接收单元、4-传输线材、5-视频处理芯片、6-视频显示装置、7-高清摄像头、21-数字视频信号输入接口模块、22-编码亮度滤波器、23-编码载波信号产生模块、24-编码同步信号产生模块、25-编码色度滤波器、26-色度调制器、27-视频编码器、28-数字模拟转换模块、31-模拟数字转换模块、32-传输补偿模块、33-亮度色度信号分离模块、34-解码亮度滤波器、35-解码时钟恢复模块、36-解码载波产生模块、37-色度解调器、38-解码色度滤波器、39-数字视频输出接口模块。

具体实施方式

下文将结合具体附图详细描述本实用新型具体实施例。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。在下述实施例的附图中，附图所出现的相同标号代表相同的特征或者部件，可应用于不同实施例中。

图1所示为本实用新型一种高清模拟复合视频信号传输系统在车载系统中的一种实际应用。高清摄像头7摄制的高清视频信号传输到所述高清模拟复合视频信号传输系统1的视频发送单元2，经过无屏蔽双绞线4传输到视频接收单元3，处理后的信号输出到视频处理芯片5，最终输出到视频显示装置6。

如图1、2所示，本实用新型一种高清模拟复合视频信号传输系统1，采用模拟复合格式来传输高清视频信号；包括接收外部高清数字视频信号且输出差分高清模拟复合视频信号的视频发送单元2、接收差分高清模拟复合视频信号且输出高清数字视频信号的视频接收单元3；所述视频发送单元和所述视频接收单元通过传输线材4连接；所述传输线材4可采用价格低廉的无屏蔽双绞线，也可以采用其他廉价的五类线。

如图3所示，在本实施例中，所述视频发送单元2接收外部数字格式高清视频信号、对亮度和色差信号分别处理、编码同步信号以及处理后的亮度和色差信号、编码后信号转换为模拟差分信号输出；包括数字视频信号输入接口模块21、编码亮度滤波器22、编码载波信号产生模块23、编码色度滤波器25、色度调制器26、编码同步信号产生模块24、视频编码器27、数字模拟转换模块28；

所述数字视频信号输入接口模块21分别后接所述编码亮度滤波器22、所述编码色度滤波器25；

所述编码亮度滤波器22后接所述视频编码器27；

所述编码色度滤波器25后接所述色度调制器26；

所述色度调制器26后接所述视频编码器27；

所述编码载波信号产生模块23后接所述色度调制器26；

所述编码同步信号产生模块24后接所述视频编码器27；

所述视频编码器27后接所述数字模拟转换模块28。

使用时，所述数字视频信号输入接口模块21接收来自高清视频摄像头7模组输出的数字视频信号，根据接收的数字视频信号格式进行解码，输出行同步信号、场同步信号、亮度信号、色差（Cr、Cb）信号。

所述编码亮度滤波器22接收所述数字视频信号输入接口模块21输出的亮度信号，进行数字滤波。

所述编码载波信号产生模块23包含直接数字频率合成器和载波计数器，输出色度载波信号。所述色度调制器26接收所述编码色度滤波器25输出的色差(Cr,Cb)以及所述编码载波信号产生模块23输出的色度载波信号。所述色度调制器26包含两个调制器，对两个色差(Cr,Cb)信号进行正交调制，并组成复合信号。

所述编码色度滤波器25接收来自所述数字视频信号输入接口模块21的色差信号、进行带通滤波。由于本系统传输的是复合视频信号，亮度信号与调制后的色差信号复合后传输，为了降低色度信号对亮度信号的串扰，必须将色差信号带宽限制在一定范围内。

所述编码同步信号产生模块24产生视频行同步信号与场同步信号，输出的行/场同步信号如图7所示。

所述视频编码器27将所接收的滤波后亮度信号、调制后色差信号与行同步信号、场同步信号复合后输出给所述数字模拟转换模块28，再经所述数字模拟转换模块28转换为差分高清模拟复合视频信号。

如图4所示，所述视频接受单元3接收外部差分模拟视频信号、模拟信号数字化转换、视频信号传输补偿处理、亮度色度信号分离、解码时钟与载波恢复、亮度滤波、色度信号解调及滤波、编码后以数字格式输出；所述视频接受单元3包括模拟数字转换模块31、传输补偿模块32、亮度色度信号分离模块33、解码亮度滤波器34、解码时钟恢复模块35、解码载波产生模块36、色度解调器37、解码色度滤波器38、数字视频输出接口模块39；

所述模拟数字转换模块31分别后接所述传输补偿模块32、所述解码时钟恢复模块35；

所述传输补偿模块32后接所述亮度色度信号分离模块33；

所述亮度色度信号分离模块33分别后接所述解码亮度滤波器34、所述色度解调器37；

所述解码亮度滤波器34后接所述数字视频输出接口模块39；

所述色度解调器37后接所述解码色度滤波器38；

所述解码色度滤波器38后接所述数字视频输出接口模块39；

所述解码载波产生模块36后接所述色度调制器37；

所述解码时钟恢复模块35后接所述解码载波产生模块36。

使用时，所述模拟数字转换模块31包含信号嵌位单元、增益控制单元以及高速模拟数字转化器。所述模拟数字转换模块31接收差分高清模拟复合视频信号，经过信号嵌位、增益调节和模拟数字转化后输出数字格式复合视频信号。

所述传输补偿模块32对视频信号进行补偿滤波。高清模拟复合视频信号在长距离传输时会产生信号质量下降的问题。一方面是由于传输的“表皮效应”而产生的非线性的带宽限制，从而导致信号弥散和信号的高频成分丢失。另外一方面，由于电缆阻抗损耗引起的低频信号衰减会降低图像的对比度。为解决以上问题，必须对接收到的视频信号进行补偿滤波。

所述亮度色度信号分离模块33分离复合信号中的亮度信号与色度信号。

所述解码亮度滤波器34对分离后的亮度信号进行频率补偿，增强图像细节。

所述解码时钟恢复模块35通过采样模拟复合视频信号中行场同步信号，恢复出与视频发送部分编码时钟同频同相的时钟。

所述解码载波产生模块36包含直接数字频率合成器和载波计数器，输出与视频发送部分同频同相的色度载波信号。

所述色度解调器37接收所述亮度色度信号分离模块33输出的调制色差信号以及所述解码载波信号产生模块36输出的色度载波信号。所述色度解调器37对调制色差信号分别进行正交解调。

所述解码色度滤波器38接收所述色度解调器37输出的解调信号进行低通滤波，输出基带色差信号(Cb,Cr)。

所述数字视频输出接口模块39将所述解码亮度滤波器34输出的亮度信号、解码色度滤波器38输出的基带色差信号(Cb,Cr)以及所述解码时钟恢复模块35输出的行场同步信号按照一定的时序输出。

如图5所示，本实施例的解码时钟恢复模块35包括同步信号判决器、鉴相器、计数器、小数分频锁相环；所述鉴相器分别后接所述同步信号判决器、所述计数器、所述小数分频锁相环；所述小数分频锁相环后接所述计数器。

如图6所示，本实施例的传输补偿模块32包括命令总线接口模块、补偿参数选择模块、补偿滤波器；所述补偿参数选择模块分别后接所述命令总线接口模块、所述补偿滤波器。

本实用新型的有益效果为：提出模拟复合格式来传输高清视频信号的解决方案，实现短距离内传输高清视频信号，解决了现有车载系统只能传输标清视频信号、且传输距离过短的问题，成本低、易于推广。

本文虽然已经给出了本实用新型的一个实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本实用新型精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本实用新型权利范围的限定。

Claims (6)

1.一种高清模拟复合视频信号传输系统，其特征在于，该系统包括接收外部高清数字视频信号且输出差分高清模拟复合视频信号的视频发送单元、接收差分高清模拟复合视频信号且输出高清数字视频信号的视频接收单元；所述视频发送单元和所述视频接收单元通过传输线材连接。

2.如权利要求1所述的高清模拟复合视频信号传输系统，其特征在于，包括数字视频信号输入接口模块、编码亮度滤波器、编码载波信号产生模块、编码色度滤波器、色度调制器、编码同步信号产生模块、视频编码器、数字模拟转换模块；

所述数字视频信号输入接口模块分别后接所述编码亮度滤波器、所述编码色度滤波器；

所述编码亮度滤波器后接所述视频编码器；

所述编码色度滤波器后接所述色度调制器；

所述色度调制器后接所述视频编码器；

所述编码载波信号产生模块后接所述色度调制器；

所述编码同步信号产生模块后接所述视频编码器；

所述视频编码器后接所述数字模拟转换模块。

3.如权利要求1所述的高清模拟复合视频信号传输系统，其特征在于，包括模拟数字转换模块、传输补偿模块、亮度色度信号分离模块、解码亮度滤波器、解码时钟恢复模块、解码载波产生模块、色度解调器、解码色度滤波器、数字视频输出接口模块；

所述模拟数字转换模块分别后接所述传输补偿模块、所述解码时钟恢复模块；

所述传输补偿模块后接所述亮度色度信号分离模块；

所述亮度色度信号分离模块分别后接所述解码亮度滤波器、所述色度解调器；

所述解码亮度滤波器后接所述数字视频输出接口模块；

所述色度解调器后接所述解码色度滤波器；

所述解码色度滤波器后接所述数字视频输出接口模块；

所述解码载波产生模块后接所述色度解调器；

所述解码时钟恢复模块后接所述解码载波产生模块。

4.如权利要求3所述的高清模拟复合视频信号传输系统，其特征在于，所述解码时钟恢复模块包括同步信号判决器、鉴相器、计数器、小数分频锁相环；所述鉴相器分别后接所述同步信号判决器、所述计数器、所述小数分频锁相环；所述小数分频锁相环后接所述计数器连接。

5.如权利要求3所述的高清模拟复合视频信号传输系统，其特征在于，所述传输补偿模块包括命令总线接口模块、补偿参数选择模块、补偿滤波器；所述补偿参数选择模块分别后接所述命令总线接口模块、所述补偿滤波器连接。

6.如权利要求1所述的高清模拟复合视频信号传输系统，其特征在于，所述传输线材为无屏蔽双绞线。