CN2385487Y - 一种图像处理模板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的公开了一种应用于会议电视系统中的图像处理模板,其视频信号前端处理电路部分包括有视频A/D转换、数据缓冲、图像格式变换和滤波,后端处理部分包括有图像格式反变换和滤波、视频D/A转换,且所述的前端图像格式变换和滤波电路的工作模式为受控振荡模式,其帧指示信号(VRST)来自于前端视频A/D转换电路输出的场参考信号(VREF),而把其自身产生的场指示信号输出(FREF)反馈回来输入到场指示信号输入(FRST)端。
Description
本实用新型涉及视频处理技术领域，特别是指一种应用于会议电视系统中的图像处理模板中涉及编解码前后的视频处理技术。
在会议电视的系统中，作为核心技术的图像前后处理模板完成着视频信号的AD/DA处理、字幕叠加及画中画等功能。其中，视频信号在按照H.261标准(视听服务中p×64Kbit/s带宽下的视频编解码标准)进行编解码的前后涉及到A/D、D/A等视频前后端的处理。这种视频前后端处理目前通常的做法有两种：一是模拟视频信号经过AD变换后直接进行图像格式变换和H.261的编码，H.261解码后进行格式反变换，然后直接进行D/A变换，中间不对视频信号进行质量优化的处理。另一种虽然在H.261编解码前后采用了专用芯片进行滤波处理，但是由于编码前的滤波和解码后的滤波这两部分电路的工作状态存在相互制约的关系，因此当系统外接非标准的视频源时，会导致解码端接收的图像产生抖动。参见图1所示，视频A/D芯片UA1输出的数据送到先入先出存储器(FIFO)UA2进行数据的缓存，经过缓存后的数据送到UA3进行格式变换处理。同时A/D芯片输出奇/偶场指示信号FIELD(Odd/even FIELD identification)和场参考信号VREF(Vertical REFerence signal)到后端的格式反变换处理芯片UA4，控制UA4的工作。UA4工作于受控振荡模式，即在FIELD为低电平时，VREF的上升沿便会对UA4内部的场同步产生器进行复位。这样UA4产生的场同步信号就被强制与UA1的场同步信号同步。UA4产生的VREF2、HREF2(Horizontal REFerencesignal：行参考信号)回送到前端的UA3，UA3接收UA4的VREF2、HREF2和CREF2(Clock REFerence signal：时钟参考信号)，完全工作于被动方式。设想其中一种情况，当UA1的VIDEO IN输入的是非标准的视频信号，即其行、场同步是抖动的，那么UA1输出的FIELD、VREF信号也会跟随产生抖动，由于UA4受控于UA1，于是UA4产生的VREF2也是抖动的。后端的UA5D/A芯片的行、场同步是由UA4提供的，这时，即使从解码部分送来的是稳定的数据，最后从UA5输出的模拟图像信号也会产生场抖动，从而导致图像质量的下降。另外一方面，由于滤波器参数设计不合适，导致经过滤波后的图像质量提高不大。
鉴于此，本实用新型的目的就在于提供一种新的图像前后处理模板，其通过采取前后端完全独立工作的电路结构，辅助以二维FIR(Finite ImpulseResponse有限冲激响应)数字滤波器，达到提高会议电视图像质量的目的。
本实用新型的的发明目的是通过以下技术方案实现的：
一种应用于会议电视系统中的图像处理模板，其电路部分至少包含有视频信号前后端处理模块、字幕叠加处理模块、画中画处理模块及其它接口电路模块，该视频信号前后端处理模块由视频的前端处理部分与视频的后端处理部分组成，其中，该前端处理部分包括有视频A/D转换电路、数据缓冲电路、图像格式变换和滤波电路，该后端处理部分包括有图像格式反变换和滤波电路、视频D/A转换电路，模拟视频信号接到所述的视频A/D转换电路的输入端，图像格式变换和滤波后的信号送到编码器的输入端，解码器的输出到图像格式反变换和滤波电路的输入端，经D/A转换的模拟视频信号由视频D/A转换电路的输出端输出到监视器进行显示，其特征在于：所述的前端图像格式变换和滤波电路的工作模式为受控振荡模式，且其帧指示信号VRST来自于前端视频A/D转换电路输出的场参考信号VREF，而把其自身产生的场指示信号输出FREF反馈回来输入到场指示信号输入FRST端。
采用本实用新型技术方案后，会议电视系统的图像质量可有明显改善，首先，图像的细腻感明显增强，比如物体边缘的锯齿状减少。其次，图像的清晰度有所提高。再者，接非标准视频源(如录象机)时，会议电视终端发送到远端的图像以及本终端接收的图像都很稳定，图像不会出现凝固现象。
下面结合附图及具体实施例再对本实用新型作进一步详细的说明。
图1为现有技术的图像前后端处理之电路原理框图。
图2为本实用新型的图像前后端处理部分的电路原理框图。
图3为本实用新型完成模拟视频信号处理和模数转换的视频A/D转换部分电路图。
图4为本实用新型视频数据缓冲部分电路图。
图5为本实用新型图像格式变换和二维FIR滤波部分电路图。
图6为本实用新型视频A/D转换、视频数据缓冲、图像格式变换和二维FIR滤波三部分的信号连接关系示意图。
本实用新型一种应用于会议电视系统中的图像处理模板，该模板完成了诸如视频信号前后端处理功能、字幕叠加处理功能及画中画处理功能等。参见图2所示，其中的视频信号前后端处理电路由视频的前端处理部分与视频的后端处理部分组成，前端处理部分包括有视频A/D转换U1、数据缓冲U2、图像格式变换和滤波U3，后端处理部分包括有图像格式反变换和滤波U4、视频D/A转换U5。模拟视频信号由视频A/D转换U1输入，然后经图像格式变换和滤波U2后送到H.261编码器编码；解码器的输出接到图像格式反变换和滤波U4的输入，经D/A转换的模拟视频信号由视频D/A转换输出到监视器进行显示。
在视频的前端处理部分，数据缓冲U2实现数据缓冲功能，保证送到图像格式变换和滤波U3的数据和时钟是稳定、无抖动的。U3有两个功能，图像格式变换和二维滤波，图像格式变换保证送到H.261编码器的视频数据格式满足要求，二维滤波可以对视频数据进行精确到像素级的FIR滤波。视频的后端处理部分中，图像格式反变换和滤波处理芯片U4实现的是与U3相反的过程。
在本实用新型的技术方案中，前端图像格式变换和滤波电路的工作模式为受控振荡模式，且其帧指示信号VRST来自于前端视频A/D转换电路输出的场参考信号VREF，而把其自身产生的场指示信号输出FREF反馈回来输入到场指示信号输入FRST端。由此可见，前端图像格式变换和滤波电路受到来自前端视频A/D转换电路的场参考信号VREF的控制，强制其产生的场同步信号与前端视频A/D转换电路的VREF同步，同时把其自身的场同步信号作处理后反馈回来控制本身的振荡。前端图像格式变换和滤波电路的这种受控振荡工作模式保证了其工作的稳定性，同时由于发送端电路工作是独立的，所以保证了外接非标准视频源时系统发送的数据以及本终端显示的图像的稳定性。
在本实用新型的具体实施过程中，通过选用性能优良的芯片，同时对这些芯片进行合理的配置和组合，以达到最佳的处理效果。参见图3至图6，本实用新型实施例之具体电路图。U1选用PHILIPS公司的Video Input ProcessorSAA7111，U2选用NEC公司的行FIFO uPD485506，U3、U4选用MITEL公司的VP520S，U5选用BrookTree公司的Bt856。工作过程简述如下。
摄象机输出的模拟视频信号接到U1SAA7111的输入，SAA7111首先对模拟视频信号进行模拟前端处理，包括嵌位、增益控制、频率补偿等。然后进行A/D变换，视频信号数字化以后进行的处理包括亮度、色度信号的分离，亮度、对比度和色饱和度的控制。在SAA7111初始化过程中，通过IIC总线(Inter IC Bus)把其内部的数字锁相环设为闭环模式，使得SAA7111产生的LLC(Line LockClock)时钟和行、场同步信号与输入的视频信号锁定。SAA7111最后输出16bit符合CCIR-6014∶2∶2格式的数字视频信号。
使用SAA7111输出的13.5MHz的LLC2时钟作为U2 FIFO uPD485506的写时钟，场参考信号VREF作为uPD485506的写复位信号、行参考信号HREF作为uPD485506的写使能信号，把16bit的数字视频信号写入到uPD485506的存储单元。同时使用U3VP520S的CREF作为读时钟，行消隐信号HBLNK(Horizontal BlaNK signal)作为读使能信号，VREF信号作为读复位信号，把FIFO存储单元的数据读出送到U3VP520S的输入端。
U3的VP520S工作在受控振荡模式，这个受控振荡工作过程如下：VP520S通过内部的同步产生器产生行、场同步信号，而同步产生器的工作是受控的。在VP520S上有两个专门用来控制内部同步产生器工作的管脚，帧开始指示信号VRST和场指示信号输入FRST。当VP520S工作于自由振荡模式时，通过软件把VP520S内部地址0x03的寄存器写0x00的值把上述两个管脚屏蔽，而当VP520S工作于受控振荡模式时，通过软件把VP520S内部地址为0x03的寄存器写0x02的值把上述两个管脚使能，当FRST为低时VRST的上升沿将会复位VP520S内部的同步产生器。如图5所示，VP520S的VRST脚(PIN34)与SAA7111的SAA-VREF相连，而把U3VP520S本身产生的场指示信号输出FREF(PIN47输出)反馈回来输入到FRST脚(PIN36)。当FRST为低电平时，VRST的上升沿将会复位VP520S内部的同步产生器。这样保证了U3VP520S产生的场同步信号与SAA7111输出的场同步信号保持同步的关系。即，VP520S工作于自由振荡状态的过程中受到来自SAA7111的场参考信号VREF的控制，强制VP520S产生的场同步信号与SAA7111的VREF同步，同时把VP520S产生的场同步信号作处理后反馈回来控制VP520S本身的振荡。VP520S这个受控振荡工作模式保证了其工作的稳定性，同时由于发送端电路工作是独立的，所以保证了外接非标准视频源时系统发送的数据以及本终端显示的图像的稳定性。
VP520S同时完成两个功能，一是三通道二维的FIR滤波，另一个功能是图像格式变换，即由CCIR-601(国际电联建议的601标准：关于4∶3和16∶9宽屏幕数字电视的演播室编码参数)变换到CIF(公共中间格式)格式，这是H.261编码器所要求的图像数据格式。16bit的图像数据输入到VP520S内部后被拆分成Y、U、V三路独立的数据，分别进行二维FIR滤波，通过CPU把滤波器参数加载给VP520S，VP520S便可以完成滤波的功能。同时，采用自行开发的仿真软件，根据滤波器的结构、配合H.261编码器的特性设计出恰当的滤波器参数，对编码前的视频数据进行降采样滤波，对解码后的视频数据进行过采样内插滤波，更较大地提高了图像质量，达到提高会议电视图像的目的。
U4位置的VP520S完成的功能与U3的VP520S相反，即完成图像格式的反变换和三通道的二维内插滤波。在这里，VP520S工作于自由振荡工作模式，产生符合CCIR-601标准的行场同步信号。由于采用专用的仿真软件设计VP520S的FIR滤波器参数，图像数据由一场内插成两场后依然很稳定，这也是图像质量提高的其中一个表现。VP520S最后输出16bit的CCIR-6014∶2∶2格式视频数据。
U5位置的Bt8 56接收U4送来的行场同步信号和27MHz、13.5MHz的时钟信号以及16bit的数字视频数据，经过PAL视频编码为复合视频信号和亮、色分离的S-VIDEO视频信号，输出到监视器进行显示。
Claims (2)
1、一种应用于会议电视系统中的图像处理模板，其电路部分至少包含有视频信号前后端处理模块、字幕叠加处理模块、画中画处理模块及其它接口电路模块，该视频信号前后端处理模块由视频的前端处理部分与视频的后端处理部分组成，其中，该前端处理部分包括有视频A/D转换电路、数据缓冲电路、图像格式变换和滤波电路，该后端处理部分包括有图像格式反变换和滤波电路、视频D/A转换电路，模拟视频信号接到所述的视频A/D转换电路的输入端，图像格式变换和滤波后的信号送到编码器的输入端，解码器的输出到图像格式反变换和滤波电路的输入端，经D/A转换的模拟视频信号由视频D/A转换电路的输出端输出到监视器进行显示，其特征在于：所述的前端图像格式变换和滤波电路的工作模式为受控振荡模式，且其帧指示信号(VRST)来自于前端视频A/D转换电路输出的场参考信号(VREF)，而把其自身产生的场指示信号输出(FREF)反馈回来输入到场指示信号输入(FRST)端。
2、根据权利要求1所述的图像处理模板，其特征在于：所述的视频A/D转换为SAA7111，所述的数据缓冲为FIFO uPD485506，所述的图像格式变换和滤波、图像格式反变换和滤波均为VP520S，所述的视频D/A转换为Bt856。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN 99217771 CN2385487Y (zh) | 1999-08-10 | 1999-08-10 | 一种图像处理模板 |
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| CN 99217771 CN2385487Y (zh) | 1999-08-10 | 1999-08-10 | 一种图像处理模板 |
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| CN2385487Y true CN2385487Y (zh) | 2000-06-28 |
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ID=34009117
Family Applications (1)
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| CN 99217771 Expired - Lifetime CN2385487Y (zh) | 1999-08-10 | 1999-08-10 | 一种图像处理模板 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN2385487Y (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102625129A (zh) * | 2012-03-31 | 2012-08-01 | 福州一点通广告装饰有限公司 | 远程真人三维虚拟仿场景互动的实现方法 |
| CN103248863A (zh) * | 2010-12-28 | 2013-08-14 | 华为终端有限公司 | 一种摄像设备、通信系统和相应的图像处理方法 |
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1999
- 1999-08-10 CN CN 99217771 patent/CN2385487Y/zh not_active Expired - Lifetime
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| CN103248863B (zh) * | 2010-12-28 | 2016-03-30 | 华为终端有限公司 | 一种摄像设备、通信系统和相应的图像处理方法 |
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