RU2359425C1 - Video camera - Google Patents
Video camera Download PDFInfo
- Publication number
- RU2359425C1 RU2359425C1 RU2007141039/09A RU2007141039A RU2359425C1 RU 2359425 C1 RU2359425 C1 RU 2359425C1 RU 2007141039/09 A RU2007141039/09 A RU 2007141039/09A RU 2007141039 A RU2007141039 A RU 2007141039A RU 2359425 C1 RU2359425 C1 RU 2359425C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inputs
- output
- control
- input
- outputs
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Studio Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к бытовой цифровой видеотехнике, может быть использовано для записи и воспроизведения видеоинформации. Аналогом является "Цифровая видеокамера" [1], содержащая объектив, фотоэлектрический преобразователь /ФЭП/, три АЦП видеосигнала, задающий генератор и синтезатор частот, четыре блока элементов И, накопитель цифровой информации, видеоискатель и устройство воспроизведения, включающее три канала обработки кодов R, G, В, блок модуляции излучений, блоки строчной и кадровой развертки, проекционный объектив и матовый экран. Построение кадра выполняется электронно-оптической разверткой двух модулированных по яркости лучей с проецированием их объективом на матовый экран, не обладающий свойством послесвечения. Недостатки аналога: низкая яркость изображения на экране и недостаточное разрешение кадра /800стр×1000отсч/. The invention relates to household digital video equipment, can be used to record and play video information. An analogue is a "Digital video camera" [1], which contains a lens, a photoelectric converter / photoelectric converter /, three ADCs of a video signal, a frequency generator and synthesizer, four blocks of AND elements, a digital information storage device, a video detector and a playback device that includes three channels for processing R codes, G, B, radiation modulation unit, horizontal and vertical scanning units, projection lens and matte screen. Frame construction is carried out by electron-optical scanning of two rays modulated by brightness with projection by their lens on a matte screen that does not have the afterglow property. Disadvantages of the analogue: low brightness of the image on the screen and insufficient resolution of the frame / 800 pages × 1000 counts /.
Прототипом принята "Цифровая видеокамера" [2], содержащая объектив, ФЭП, включающий два усилителя, два пьезодефлектора, источники опорных напряжений, два дихроичных зеркала, три микрообъектива, три фотоприемника, три предварительных усилителя и блоки строчной и кадровой разверток, содержащая три АЦП видеосигнала, АЦП сигнала звука, четыре блока элементов И, задающий генератор и синтезатор частот, накопитель цифровой информации, видеоискатель и устройство воспроизведения, включающее задающий генетор и синтезатор частот, ключ, три канала обработки кодов сигналов R, G, В, каждый из которых содержит регистр, блок обработки кодов, первый блок задержек, сумматор и первый накопитель кодов кадра, второй блок задержек и второй накопитель кодов кадра, включающее с первого по шестой блоки импульсных усилителей, блок модуляции излучений, блок строчной развертки, проекционный объектив и матовый экран, устройство воспроизведения содержит регистр сигнала звука, блок формирования аналового сигнала /из ЦАП, фильтра низкой частоты и усилителя мощности/ и громкоговоритель. Видеорежим при регистрации видеоинформации 400строк×500отсч×25 Гц, видеорежим при воспроизведении 800строк×1000отсч×25 Гц, разрешение кадра 1000×800=800000 пикселов. The prototype adopted "Digital Video Camera" [2], containing a lens, photomultiplier, including two amplifiers, two piezo-deflectors, voltage sources, two dichroic mirrors, three micro-lenses, three photodetectors, three pre-amplifiers and horizontal and vertical scanning units containing three ADCs of a video signal , ADC of a sound signal, four blocks of AND elements, a master oscillator and a frequency synthesizer, a digital information storage device, a video detector and a playback device including a master generator and a frequency synthesizer, a key, three channels processing of signal codes R, G, B, each of which contains a register, a code processing unit, a first delay unit, an adder and a first frame code store, a second delay unit and a second frame code store, including the first to sixth pulse amplifier units, a modulation unit radiation, horizontal scanning unit, projection lens and matte screen, the playback device contains a sound signal register, an analog signal generating unit / from a DAC, a low-pass filter and a power amplifier / and a loudspeaker. Video mode when recording video information 400 lines × 500 counts × 25 Hz, video mode when playing 800 lines × 1000 counts × 25 Hz, frame resolution 1000 × 800 = 800000 pixels.
Недостатки прототипа: сложность конструкции фотоэлектрического преобразователя, требующего сохранения прецизионной юстировки при эксплуатации, сложность узла модуляции излучений и электронно-оптической развертки, недостаточное разрешение кадра /1000×800/, запись видеоинформации без ее сжатия ограничивает рабочее время использование видеокамеры. Цель изобретения - упрощение ФЭП, сжатие потока получаемой видеоинформации и увеличение разрешения кадра. Техническими результатами являются упрощение ФЭП исключением из него пьезодефлекторов, усилителей, источников опорных напряжений, блоков строчной и кадровой разверток и введением в него матрицы ПЗИ /прибора с зарядовой инжекцией по технологии ХЗ [3 с.552]/, сжатие видеоинформации с коэффициентом не менее 4 за каждый кадр введением трех кодеров до накопителя цифровой информации и трех декодеров в устройство воспроизведения, увеличение разрешения кадра в два раза 1,6×106 против прототипа. Видеорежим при получении видеоинформации 1000×800×25 Гц, где: 1000 - число кодируемых строк кадра, 800 - число кодируемых отсчетов в строке, 25 Гц - частота кадров. Частота дискретизации при аналого-цифровом преобразовании: fАЦП=1000× 25 Гц×800=20 МГц. Частота отрок 25 кГц /25 Гц×1000/. Наименьший коэффициент сжатия потока кодов кадра принимается 4. Частота дискретизации кодов после сжатия информации составляет 5 МГц /20 МГц:4/. Тактовая частота при следовании кодов в последовательном виде:
The disadvantages of the prototype: the complexity of the design of the photoelectric converter, requiring the preservation of precise alignment during operation, the complexity of the modulation unit of radiation and electron-optical scanning, insufficient resolution of the frame / 1000 × 800 /, recording video without compression limits the working time of using the video camera. The purpose of the invention is to simplify the photomultiplier, compress the stream of the resulting video information and increase the resolution of the frame. The technical results are the simplification of the photomultiplier with the exception of piezoelectric deflectors, amplifiers, reference voltage sources, horizontal and vertical scanning units, and the introduction of a PZI matrix / device with charge injection according to the HZ technology [3 p.552] /, video compression with a coefficient of at least 4 for each frame, the introduction of three encoders to the digital information storage device and three decoders in the playback device, increasing the resolution of the frame by half 1.6 × 10 6 against the prototype. Video mode when receiving video information 1000 × 800 × 25 Hz, where: 1000 is the number of encoded lines of the frame, 800 is the number of encoded samples in the line, 25 Hz is the frame rate. Sampling frequency for analog-to-digital conversion: f ADC = 1000 × 25 Hz × 800 = 20 MHz.
где: - число отсчетов в отроке сжатого потока кодов,Where: - the number of samples in the segment of the compressed stream of codes,
9раз- число разрядов в коде на выходе кодера. Период следования кодов с АЦП составляет 50 нс. Видеорежим при воспроизведении 1600×1000×25 Гц, где: 1600 - число отсчетов в строке после удвоения, 1000 - число строк в кадре, 25 Гц - частота кадров. Разрешение кадра при воспроизведении 1600×1000, 1,6×106 пикселов.9 times - the number of bits in the code at the output of the encoder. The period following the codes with the ADC is 50 ns. The video mode during playback is 1600 × 1000 × 25 Hz, where: 1600 is the number of samples in a line after doubling, 1000 is the number of lines in a frame, 25 Hz is the frame rate. The resolution of the frame when playing 1600 × 1000, 1.6 × 10 6 pixels.
Сущность изобретения в том, что в видеокамеру, содержащую объектив, фотоэлектрический преобразователь, включающий три предварительных усилителя, содержащую три АЦП видеосигнала, АЦП сигнала звука, четыре блока элементов И, накопитель цифровой информации и устройство воспроизведения, включающее три канала обработки кодов R, G, В, вводятся матрица ПЗИ в фотоэлектрический преобразователь, три кодера, ключ, а в каждый канал устройства воспроизведения декодер и формирователь управляющих сигналов, а устройство отображения видеоинформации представляется плоскопанельным светодиодным экраном /СД-экраном/. Структурная схема видеокамеры на фиг.1, устройство воспроизведения на фиг,2, кодер на фиг.3, диаграммы работы кодера на фиг,4, блок элементов И на фиг.5, декодер на фиг.6, блок обработки кодов на фиг.7, накопитель кодов кадра на фиг.8, блок регистров на фиг,9, 10, формирователь управляющих сигналов на фиг.11, CD-ячейка на фиг.12, излучающий элемент на фиг, 13, расположение излучающих элементов в СД-экране на фиг.14. Видеокамера включает /фиг.1/ объектив 1, фотоэлектрический преобразователь /ФЭП/2, являющийся датчиком трех основных цветов R, G, В, включающий матрицу ПЗИ 3 /прибор с зарядовой инжекцией/, выполненную по технологии Foreon X3 из трехслойного КМОП-датчика [3, с.552, 4, с.832-835] о оптическим разрешением 800×1000, обеспечивающую 24-битную глубину цвета [4, c.835], фоточувствительная сторона метрипы ПЗИ 3 расположена в фокальной плоскости объектива 1, с первого по третий выходы матрицы ПЗИ 3 подключены соответственно к входам предварительных усилителей ФЭП 4/R/, 5/G/, 6/В/. Видеокамера включает первый 7, второй 8, третий 9 АЦП видеосигнала R, G, В, которые выполнены идентично АЦП в аналоге [1, с.4 фиг.5], первый 10, второй 11, третий 12 кодеры, первый 13, второй 14, третий 15 блоки элементов И, задающий генератор 16 и синтезатор 17 частот, первый 18 и второй 19 ключи, видеоискатель 20 с ЖК-дисплеем, АЦП 21 сигнала звука, который выполнен идентично АЦП сигнала звука в аналоге [1, с.4 Фиг.6], блок 22 элементов И /четвертый/, накопитель 23 цифровой информации и устройство 24 воспроизведения, содержащее /фиг.2/ задающий генератор 25 и синтезатор 26 частот, ключ 27, и три канала обработки кодов R, G, В, канал обработки кодов R включает последовательно соединенные декодер 28, блок 29 обработки кодов /удвоения/, накопитель 30 кодов кадра и формирователь 31 управляющих сигналов, канал обработки кодов G включает последовательно соединенные декодер 32, блок 33 обработки кодов, накопитель 34 кодов кадра и формирователь 35 управляющих сигналов, канал обработки кодов В включает последовательно соединенные декодер 36, блок 37 обработки кодов, накопитель 38 кодов кадра и формирователь 39 управляющих сигналов. Устройство воспроизведения включает плоскопанельный светодиодный экран 40 /СД-экран/ и последовательно соединенные регистр 41 сигнала звука, блок 42 формирования аналового звукового сигнала из ЦАП, фильтра низкой частоты и усилителя мощности и громкоговоритель 43. Кодеры 10, 11, 12 идентичны, каждый включает /фиг.3/ последовательно соединенные регистр 44, схему сравнения 45 /компаратор/, счетчик 46 импульсов и дешифратор 47, последовательно соединенные блок 48 элементов задержек, блок 49 ключей и буферный накопитель 50 кодов кадра. Информационными входами являются поразрядно объединенные первый-восьмой входы регистра 44, первые входы схемы 45 сравнения и входы блока 48 элементов задержек. Выходами являются с первого по девятый выходы буферного накопителя 50 кодов кадра, объем которого составляет 200×103 девятиразрядных кодов кадра. Управляющим входом является управляющий вход блока 50. Блоки 13, 14, 15 элементов И /Фиг.5/ выполнены соответственно блокам элементов И в аналоге [1, c.5 Фиг.12], выполняют преобразование параллельных кодов в последовательные перед поступлением их в накопитель 23 цифровой информации. Каждый из блоков 10, 11, 12 включает по девять элементов ИI…И9, самоходный распределитель импульсов /СРИ/ и элемент ИЛИ. Импульс пуска Uп 5 МГц поступает с четвертого выхода блока 17. Блок 22 элементов И содержит 16 элементов И /по числу разрядов в коде/, СРИ и элемент ИЛИ. Импульсом пуска Uп являются импульсы 80 кГц со второго выхода блока 17. Декодеры 28, 32, 36 идентичны, каждый включает /фиг.6/ последовательно соединенные первый /девятиразрядный/ регистр 51, накопитель 52 кодов кадра емкостью 200×103 девятиразрядных кодов, второй /девятиразрядный/ регистр 53, первый блок 54 ключей из восьми ключей и третий /восьмиразрядный/ регистр 55, последовательно соединенные второй блок 56 ключей из восьми ключей, восьмиразрядный вычитающий счетчик 57 импульсов и дешифратор 58, первый 59, второй 60, третий 61 и четвертый 62 ключи. Информационным входом является информационный вход первого регистра 51, выходами являются первый-восьмой выходы третьего регистра 55. Управляющими входами являются: первым - первый управляющий вход /Uт 45 МГц/ первого регистра 51, вторым - объединенные второй управляющий вход /5 МГц/ регистра 51 и сигнальный вход третьего ключа 61, третьим - объединенные сигнальные входы /20 МГц/ ключей первого 59, второго 60, четвертого 62. Блоки 29, 33, 37 обработки /удвоения/ кодов идентичны, каждый включает /Фиг.7/ [1 c.5, 9 фиг. 10] триггер 63, первый 64, второй 65 блоки ключей /по В ключей в каждом/, первый 66, второй 67, третий 68, четвертый 69 регистры, сумматор 70, пятый 71 и шестой 72 регистры, выполняющие хранение кодов по 50 нс, и 16 диодов. Информационным входом являются поразрядно объединенные с 1 по 8 входы блоков 64, 65 ключей, на которые в параллельном виде поступают коды цветового сигнала с частотой 20 МГц. Управляющим входом являются объединенные вход триггера 63 и управляющий вход сумматора 70. Выходами являются поразрядно объединенные выходы 0-7 сумматора 70, выходы 1-8 пятого 71 и шестого 72 регистров. С выходов блоков 29, 33, 37 коды в параллельном виде следуют с частотой 40 МГц в накопители кодов кадра соответственно 30, 34, 38. Накопители кодов кадра идентичны /Фиг.8/, каждый включает последовательно соединенные блоки 73 регистров, которых по числу строк в кадре, т.е. 731-1000. Информационным входом накопителя кодов кадра являются поразрядно объединенные /1-8/ входы всех блоков 731-1000 регистров. Выходами являются выходы всех блоков 73 регистров, всего выходов 12,8×106/1600×8×1000/. Управляющими входами являются: первым - первый управляющий вход /25 Гц/ первого блока 73 регистров, вторым - объединенные вторые управляющие входы /Uвыд25 кГц/ блоков 73, третьим - третьи управляющие входы /Uд 40 МГц/ блоков 73 регистров. Управляющий выход каждого предыдущего блока 73 регистров является первым управляющим входом для каждого последующего блока 73. Управляющий выход последнего /1000-ного/ блока 73 регистров подключен параллельно к четвертым управляющим входам всех блоков 73 регистров. Блоки 73 регистров идентичны, каждый включает /Фиг.9, 10/ первый 74 и второй 75 ключи, распределитель 76 импульсов и восемь регистров 771-8, каждый из которых содержит по 1600 разрядов, по числу отсчетов в строке. Информационными входами блока регистров являются поразрядно объединенные с первого по восьмой третьи входы разрядов восьми регистров 77. Выходами являются параллельные выходы всех разрядов восьми регистров 77, всего выходов с блока 73 12800 /1600×8/. Выходы 1000 блоков 73 являются выходами каждого накопителя 30, 34, 38 кодов кадра 12,8×I06 /12800×1000/. Управляющими входами являются: первым - первый управляющий вход /25 Гц/ первого ключа 74, вторым - сигнальный вход /Uвыд 25 кГц/ второго ключа 75, третьим - сигнальный вход /Uд 40 МГц/ первого ключа 74, четвертым - первый управляющий вход второго ключа 75. Выход ключа 74 подключен к входу распределителя 76 импульсов, выходы которого последовательно с первого по 1600-й подключены к первым /тактовым/ входам разрядов параллельно восьми регистров 77. Последний выход блока 76 подключен к второму управляющему входу первого ключа 74 и является управляющим выходом блока 73 и подключен к первому управляющему входу первого ключа 74 в следующем блоке 732 регистров. Выход второго ключа 75 подключен параллельно к вторым входам разрядов восьми регистров 77 и к второму управляющему входу своего ключа 75, прошедшие один импульс Uвыд закрывает ключ 75. Выходы накопителей 30, 34, 38 кодов кадра подключены /фиг.2/ к информационным входам своих формирователей 31, 35, 39 управляющих сигналов, назначение которых выполнять преобразование "код - число импульсов излучений" для получения скважности излучения светодиодов в периоде кадра соответственно величине кода цветового сигнала. Каждый из блоков 31, 35, 39 включает /Фиг.11/ блок 78 Формирователей импульсов, содержащий идентичные схемы формирования импульсов по числу преобразователей 1,6×106 и вход которого является управляющим входом /Uк 25 Гц/ формирователя управляющих сигналов, и содержит преобразователи "код - число импульсов излучений" по числу отсчетов в строке 1600 и числу строк в кадре 1000, т.е. 1,6×106. Преобразователи идентичны, каждый включает /Фиг.11/ последовательно соединенные дешифратор 79, информационные входы 1-8 которого являются информационными входами формирователя 31 управляющих сигналов, блок 80 ключей из 255 ключей и выходной ключ B1, включает также самоходный распределитель 82 импульсов /СРИ/ и источник 83 питания для своего светодиода в СД-экране. Выходы дешифратора 79 подключены к первым управляющим входам UОТ соответствующих ключей в блоке 80 ключей, выходы ключей которого объединены и объединенный выход подключен к управляющему входу Uот выходного ключа 8I, сигнальный вход которого подключен к выходу источника 83 питания. Вход СРИ 82 подключен к своему выходу в блоке 78 формирователей импульсов, СРИ 82 имеет 255 разрядов, выходы которых подключены к сигнальным входам соответствующих 255 ключей в блоке 80 /вход 2/. Информационными входами блока 31 /35, 39/ являются информационные входы всех дешифраторов 79, выходы всех выходных ключей 81 являются выходами блока 31, которые подключены к соответствующим входам СД-экрана 40. Исходное состояние выходных ключей 81 и ключей в блоках 80 закрытое. На управляющий вход блока 31 /35, 39/ поступает сигнал UK 25 Гц, который поступает параллельно на входы всех схем формирователей импульсов, формирующих импульсы соответствующей амплитуды и длительности, являющиеся пусковыми Uп для СРИ 82. Каждый импульс с блока 80 ключей открывает выходной ключ 81 на время 156 мкс tот=40мс:255=156 мкс, 40 мс - длительность кадра, 255 -разрешение 8-разрядного кода, число выходов с блока 82. С приходом кода в дешифратор 79 сигналы с его выходов открывают соответствующие ключи в блоке 80, которые последовательно пропускают на выход блока 80 с соответствующих разрядов СРИ 82 сигналы Uот в выходной ключ 81, и светодиод в экране 40 за период кадра выдает соответствующее число импульсов излучений через равные интервалы за период кадра. Чем больше код, тем больше импульсов излучений выдает светодиод за период кадра. Пример распределения ипульсов излучений соответственно величинам кодов в таблице 1.The essence of the invention is that in a video camera containing a lens, a photoelectric converter comprising three preamplifiers containing three ADCs of a video signal, an ADC of a sound signal, four blocks of I elements, a digital information storage device and a playback device including three channels for processing R, G codes, In, the FDI matrix is introduced into the photoelectric converter, three encoders, a key, and in each channel of the playback device, a decoder and driver of control signals, and a video information display device pre it is delivered by the flat-panel LED screen / SD screen /. The structural diagram of the video camera in Fig. 1, the playback device in Fig. 2, the encoder in Fig. 3, the operation diagrams of the encoder in Fig. 4, the block of elements And in Fig. 5, the decoder in Fig. 6, the code processing unit in Fig. 7 , frame code accumulator in Fig. 8, register block in Figs. 9, 10, control signal generator in Fig. 11, CD cell in Fig. 12, radiating element in Fig. 13, arrangement of radiating elements in the LED screen in Fig. .fourteen. The video camera includes / Fig. 1 /
Следование излучений в периоде кадра через равные интервалы времени создают наилучшие условия для восприятия зрением человека яркости изображения и достоверности цветопередачи. Инерционность срабатывания светодиодов должна быть до 1 мкс. По окончании накопления кодов кадра блоками 30, 34, 38 все коды сигналов R, G, В синхронно выдаются в формирователи 31, 35, 39 управляющих сигналов, где коды преобразуются в число подач напряжения питания на светодиоды СД-экрана. Современные технологии позволяют выполнить каждый из блоков 30, 31, 34, 35, 38, 39 в одной микросхеме. Плоскопанельный светодиодный экран 40 представляет совокупность излучающих элементов в матрице по числу разрешения кадра 1,6×106, которые выполняются в стекле. СД-экран включает экранное стекло и матрицу из излучающих элементов по числу разрешения кадра. Каждый излучающий элемент включает три светодиодных ячейки /СД-ячейки/, каждая из которых излучает один из основных цветов R, G, B. СД-ячейка содержит /фиг. 12/ светодиод 84 белого свечения и соответствующий цветовой светофильтр 85. Три СД-ячейки составляют излучающий элемент матрицы /фиг.13/, расположение элементов матрицы и СД-ячеек в СД-экране 40 на фиг.14. Уровень яркости излучения СД-ячейки пропорционален числу импульсов светодиода за период кадра, импульсов может быть от 1 до 255, т.е. от 156 мкс до 40000 мкс. Суммарное излучение трех основных цветов тремя СД-ячейками формирует яркость и цветовой тон одного пиксела экрана. В качестве светодиодов могут применяться сверхъяркие светодиоды типа производимых фирмами «Nichia», «Ledtronies», «Kingbright» [5, c.47], но диаметром в 0,5 мм /фиг. 12/ или светодиоды, разрабатываемые по технологии PLED, использующей светодиоды с полимерными органическими молекулами [6, c.43]. Светодиоды исполняются в стекле методом микроэлектронной технологии. Размер одного излучающего элемента 1×1 мм /фиг.13/. Размер СД-экрана составляет: по горизонтали 1600×1 мм=1600мм,Following radiation in the frame period at equal time intervals creates the best conditions for human vision to perceive the brightness of the image and the reliability of color reproduction. The inertia of the operation of the LEDs should be up to 1 μs. Upon completion of the accumulation of frame codes by
по вертикали 1000×1 мм=1000,vertical 1000 × 1 mm = 1000,
по диагонали 188 см, или 74 дюйма.diagonally 188 cm, or 74 inches.
Фотоэлектрический преобразователь 2 матрицей ПЗИ 3 формирует три аналоговых сигнала основных цветов R, G, B. Объектив 1 создает изображение в фокальной плоскости, в которой расположена фоточувствительная сторона матрицы ПЗИ 3, оптическое разрешение ее 800отс×1000 строк. Матрица ПЗИ выполнена трехслойной по технологии ХЗ. В периоде /40 мс/ кадра на каждый из трех слоев матрицы ПЗИ вход 1 с ключа 18 поступают импульсы 20 МГц для считывания сигналов R, G, B пикселов по горизонтали [4, c.832], на второй вход матрицы ПЗИ с ключа 19 поступают импульсы 25 кГц частоты строк для считывания сигналов пикселов по вертикали. Аналоговые сигналы с 1-3 выходов матрицы ПЗИ 3 поступают соответственно на входы 4, 5, 6 предварительных усилителей, с выходов которых сигналы поступают на входы 7, 8, 9 АЦП, с выходов которых 8-разрядные коды в параллельном виде с дискретизацией 20 МГц поступают на входы своих кодеров 10, 11, 12. Синхронизация начала считывания с начала периода кадра выполняется импульсом частоты кадра 25 Гц, открывающим синхронно оба ключа 18, 19 для прохода в матрицу управляющих сигналов 20 МГц и 25 кГц. Синтезатор 17 частот выдает: с первого выхода импульсы дискретизации 20 МГц на управляющие входы АЦП 7-9 и сигнальный вход ключа 18, с второго - импульсы дискретизации 80 кГц сигнала звука на управляющие входы АЦП 21 и блока 22 элементов И, с третьего - импульсы частоты кадров 25 Гц на управляющие входы ключей 18, 19 и на второй управляющий вход видеоискателя 20, с четвертого - импульсы 5 МГц на управляющие входы кодеров 10, 11, 12, и на управляющие входы блоков 13, 14, 15 элементов И, с пятого - импульсы 25 кГц частоты строк на сигнальный вход ключа 19 и на третий управляющий вход видеоискателя 20, с шестого - тактовые импульсы 1,28 МГц /80 кГц×16/ сигнала звука на второй управляющий вход накопителя 23 цифровой информации, с седьмого выхода тактовые импульсы 45 МГц на первый управляющий вход накопителя 23 цифровой информации.
Работа кодера, Фиг. 3.The operation of the encoder, FIG. 3.
Коды с частотой 20 МГц поступают на 1-8 входы регистра 44, на первые входы схемы 45 сравнения и на входы блока 48 элементов задержек, задерживающих коды на время срабатывания 18 нс схемы 45 сравнения, которая представляется двумя микросхемами 530CD1 с временем срабатывания 18 нс [7, с.279]. Код после задержки в блоке 48 через открытые ключи блока 49 поступает на первый-восьмой входы буферного накопителя 50 кодов кадра, емкостью 200×10 девятиразрядных кодов. Схема 45 выполняет сравнение по величине каждого предыдущего и последующего кодов с целью выявления их равенства или неравенства. При следовании неравных кодов они проходят через блок 48, ключи блока 49 и поступают на первый-восьмой входы буферного накопителя 50 кодов, выдача из которого выполняется сигналом Codes with a frequency of 20 MHz are received at 1–8 inputs of
Uвыд 5 МГц с четвертого выхода блока 17. Поступление кодов в блок 50 при следовании неравных кодов идет с частотой 20 МГц. В общем потоке кодов имеется большое число равных кодов по величине, причем чем выше частота дискретизации, тем больше равных по величие кодов. Кодер выполняет сжатие потока кодов с плавающим коэффициентом от 1 до 255. Общий коэффициент сжатия потока кодов за период каждого кадра принимается не менее 4, что вполне будет выполнено при частоте дискретизации 20 МГц. При неравенстве кодов А>В появляется сигнал на выходе 2 блока 45 /в микросхеме выход 5 [7, с.272 рис.2.190], при равенстве кодов сигнал с выхода 1 блока 45 закрывает ключи в блоке 49, поступает счетным импульсом в счетчик 46 и как сигнал Uвыд на первый управляющий вход регистра 44. Счетчик 46 восьмиразрядный, производит счет импульсов с выхода 1 блока 45 пока идут коды, равные по величине. Счетчик 46 имеет максимальный код 11111111 /255/, отсюда и максимальный коэффициент сжатия 255. С применением счетчика с большей разрядностью, коэффициент сжатия будет больше. Счетчик из микросхем К531ИЕ160 с временем срабатывания 8 нс [7, с.428]. При появлении неравных кодов со схемы 45 следует сигнал с выхода 2 или 3 /при А<В/, которые объединены, сигнал с них используется для выдачи кода числа равных кодов из счетчика 46, который через диоды поступает на первый-восьмой входы блока 50 и заполняет девятый разряд в блоке 50, с этого разряда сигнал используется для опознания по нему кода числа равных кодов при декодировании. Этот же сигнал открывает ключи в блоке 49 /вход 1/ и обнуляет регистр 44 /вход 2/. Выданный перед этим с блока 50 код является первым кодом последовательности, на диаграмме I фиг.4 они помечены крестиками. Коды, равные по величине и подсчитанные счетчиком 46, исключаются из потока кодов /диаграмма III/. Емкость буферного накопителя 50 кодов кадра составляет 200×I03 девятиразрядных кодов для обеспечения коэффициента сжатия 4 за период кадра. При следовании подряд кодов, равных по величине, более 255 в работу вступает дешифратор 47. При коде 11111111 дешифратор 47 выдает сигнал, который одновременно открывает ключи в блоке 49 /вход 1/, обнуляет регистр 44 /вход 2/, выдает код из счетчика 46 /вход 1/ и обнуляет счетчик /вход 2/, а в девятый разряд блока 50 поступает сигнал опознания кода числа равных кодов. Пропускная способность кодера определяется временем срабатывания схемы 45 сравнения /18 нс/ и составляет до 50 Мбайт/c. С выходов кодеров 10, 11, 12 коды в параллельном виде поступают на входы блоков 13, 14, 15 элементов И /фиг.1/, в которых выполняется преобразование параллельных кодов в последовательные перед поступлением их в накопитель 23 цифровой информации. Коды сигналов R, G, В поступают на входы соответственно 1, 2, 3 накопителя 23 цифровой информации. При съемке коды с выходов АЦП 7, 8, 9 поступают и на информационные входы видеоискателя 20, на 1-3 управляющие входы которого поступают импульсы соответственно 20 МГц, 25 Гц и 25 кГц. АЦП 21 сигнала звука преобразует аналоговые сигналы звука в 16-разрядные коды о дискретизацией 80 кГц [l, c.8, Фиг, 6], которые в параллельном виде поступают в блок 22 элементов И, с которого коды звука в последовательном виде поступают на 4 вход накопителя 23 кодов кадра цифровой информации. Устройство 24 воспроизведения предназначено для просмотра снятого материала. Его синтезатор 26 частот выдает: с первого выхода тактовые импульсы UT 45 МГц на сигнальный вход ключа 27 и на первые управляющие входы декодеров 28, 32, 36, со второго выхода - импульсы 1,28 МГц для выдачи с блока 23 кодов сигнала звука и на первый управляющий вход блока 41, с третьего - импульсы дискретизация 80 кГц сигнала звука, с четвертого - импульсы 5 МГц Uвыд с декодеров 28, 32, 36 /вход 2/, пятый - импульсы 25 Гц на управляющий вход ключа 27, на первые управляющие входы накопителей 30, 34, 38 и на управляющий входы формирователей 31, 35, 39 управляющих сигналов, с шестого выхода - импульсы двойной дискретизации 40 МГц на третьи управляющие входы накопителей 30, 34, 38 кодов кадра, с седьмого - импульсы 25 кГц на вторые управляющие входы накопителей кодов кадра 30, 34, 38 /UВыд/, с восьмого - импульсы 20 МГц на третьи управляющие входы декодеров 28, 32, 36 и на управляющие входы блоков 29, 33, 37. Импульсы 25 Гц открывают ключ 27 на длительность кадра, в течение периода которого ключ пропускает пропускает UT 45 МГц на 1, 2, 3 входы накопителя 23 цифровой информации, которые являются сигналами Uвыд последовательных кодов сигналов R, G, В, которые поступают на информационные входы декодеров соответственно 28, 32, 36,
Работа декодеров, Фиг.6.The work of decoders, Fig.6.
Коды в последовательном виде поступают c частотой 5 МГц на информационный вход 1 первого регистра 51, на первый /тактовый/ управляющий вход которого поступают тактовые импульсы 45 МГц, на второй управляющий вход поступает сигнал (Uвыд 5 МГц, на третий управляющий вход поступают импульсы 20 МГц с выхода 8 блока 26. Заполняя девять разрядов регистра 51, код приобретает параллельный вид, в котором он далее и используется. С регистра 51 коды выдаются с частотой 5 МГц в накопитель 52 кодов кадра, емкость его 200×10 девятиразрядных кодов. Из накопителя 52 коды выдаются сигналами 5 МГц с ключа 61. При закрытом состоянии ключа 61 коды накапливаются накопителем 52. Исходное состояние ключей в декодере: в блоке 54 открытое, в 56 закрытое, ключей 59, 61, 62 открытое и ключа 60 закрытое. В первый-восьмой разряды второго регистра 53 поступают с первого по восьмой информационные сигналы кода, а при наличии в девятом разряде сигнала опознания числа равных кодов он поступает в девятый разряд регистра 53. С регистра 53 код выдается сигналом Uвыд с ключа 62 уже с частотой 20 МГц. Пока в регистр 53 поступают коды без сигнала в девятом разряде, они далее поступают через открытые ключи блока 54 в третий регистр 55, а с него выдаются сигналом Uвыд1 с ключа 59 на выход декодера. Сигнал Uвыд1 при выдаче кода и обнуляет разряды регистра 55. При поступлении в регистр 53 кода с сигналом в девятом разряде сигнал с девятого разряда закрывает ключи в блоке 54 и открывает ключи в блоке 56, закрывает ключи 59, 61, 62 и открывает ключ 60. Выдача кодов с регистра 53 прерывается, а накопитель 52 кодов производит накопление кодов кадра, так как в него продолжают поступать коды. Код числа равных кодов через открытые ключи блока 56 поступает в вычитающий счетчик 57 импульсов, на счетный вход которого с ключа 60 поступают импульсы 20 МГц. Импульс с ключа 60 поступает и как сигнал The codes in serial form received
Uввд2 на второй управляющий вход регистра 55 и выдает содержимый в нем код, но при этом не обнуляет его. Поэтому пока идет работа счетчика 57 на вычитание, из регистра 55 выдается один и тот же код. Эти коды являются кодами, изъятыми при сжатии потока кодов в кодере. С выхода регистра 55 идет восстановленный на 100% поток кодов. С регистра 55 идут уже только восьмиразрядные коды с дискретизацией 20 МГц в блок 29 обработки кодов. По окончании вычитания в счетчике 97 в дешифратор 58 поступает код из нулей. С выхода дешифратора 58 сигнал одновременно: закрывает ключи в блоке 56, открывает ключи в блоке 54 /вход 1/, закрывает ключ 60 и открывает ключи 59, 61, 62. С накопителя 52 кодов опять выдаются коды в регистр 53, с него через ключи в блоке 54 в регистр 55, и процессы повторяются. Пропускная способность декодера определяется временем срабатывания /10,5 нс/ счетчика 57, который из микросхем 100ИЕ137 [7, с.428], плюс время 6 нс срабатывания дешифратора 58 из микросхемы 100ИД161 [7, с.433). Скорость восстановления потока кодов до 50 Мбайт/с. Восстановленный поток кодов с частотой 20 МГц /при числе 800 отсчетов в строке/ поступает на вход блока 29 /33, 37/ обработки кодов, выполняющего удвоение числа отсчетов в строке /800×2/. Удвоение выполняется получением промежуточных /средних/ кодов между каждым прошедшим и следующим за ним кодами. Блоки 29, 33, 37 выполняют сложение предыдущего и последующего кодов и деление кода суммы на два. Причем деление выполняется без временных затрат: отбрасыванием младшего разряда в коде суммы /как это делается при делении десятичного числа на десять/ путем соответствующего подключения выходов 0-7 сумматора /фиг.7/ 70 и выходов 1-8 регистров 71, 72:U input2 to the second control input of the
Разряд 0 означает перенос в старший разряд при сумме кодов.Bit 0 means transfer to the high bit when the sum of codes.
Удвоение отсчетов в строке сокращает период следования кодов вDoubling samples in a row shortens the period of codes in
два раза, который становится 25 нс , т.е. 40 МГц. Процесс сложения двух 8-разрядных кодов должен занимать 25 нс. В качестве сумматора применяется микросхема К555ИМ6 [7, с.258] с временем сложения 25 нс. После включения питания в регистрах 66-69 нули. С приходом первого импульса 20 МГц на вход триггера 63 /фиг.7/ с его первого выхода сигнал Uвыд1 одновременно: выдает "код 0" с регистра 67 на первые входы сумматора 70, из регистра 68 "код 0" в регистр 72 для хранения на 50 нс и через диоды на вторые входы сумматора 70, сигналы выдачи и обнуляют регистры, открывает Uот ключи в блоке 64 на время прохода следующего кода через ключи, и регистры 66, 67 заполняются кодом "код 1". В сумматоре 70 за 25 нс идет сложение "код 0+код 0", и код суммы идет на выход при этом он делится на два:two times that becomes 25 ns , i.e. 40 MHz. The process of adding two 8-bit codes should take 25 ns. As an adder, the K555IM6 microcircuit is used [7, p. 258] with an addition time of 25 ns. After turning on the power in the registers 66-69 zeros. With the arrival of the first 20 MHz pulse to the input of trigger 63 (Fig. 7/) from its first output, the signal U vyd1 simultaneously: gives a "code 0" from
Регистры 71 и 72 хранят код /задерживают/ 50 нс, причем первая половина задержки приходится на процесс выполнения сложения в сумматоре /0-25 нс/. С приходом второго импульса 20 МГц в триггер 63 он обнуляет сумматор 70, а сигнал со второго выхода триггера Uвыд2 одновременно: выдает с регистра 72 код №2 "код 0", с регистра 66 "код 1" в регистр 71 и через диоды в сумматор, с регистра 69 "код 0" в сумматор, открывает ключи в блоке 65, и регистры 68, 69 заполняются кодом "код 2". В сумматоре идет сложение "код 0+код 1", по окончании которого /через 25 нс/ код суммы идет на выход сумматора с делением на два: С приходом третьего импульса 20 МГц в триггер 63 он обнуляет сумматор 70, а сигнал с его первого выхода Uвыд3 одновременно: выдает с регистра 71 код №4 "код 1" на выход блока, из регистра 67 выдает "код 1" в сумматор, из регистра 67 "код 2" в регистр 72 и через диоды в сумматор, открывает ключи в блоке 64, и регистры 66, 67 заполняются кодом "код 3". В сумматоре идет сложение "код1+код 2", код суммы идет на выход и делится на два: С приходом четвертого импульса в триггер 63 он обнуляет сумматор 70, а с сигнал Uвыд одновременно: выдает код №6 "код 2" из регистра 72, с регистра 66 "код 3" в регистр 71 и через диоды в сумматор, с регистра 69 "код 2" в сумматор, открывает ключи в блоке 65, регистры 68, 69 заполняются следующим кодом «код 4». В сумматоре идет сложение "код3+код4", и код суммы идет на выход с делением его на два: код 7 С приходом пятого импульса в триггер 63 он обнуляет сумматор 70, а сигнал UВЫД5 с первого выхода триггера одновременно: выдает с регистра 72 код №8 "код 3", выдает с регистра 67 "код 3" в сумматор, с регистра 68 "код 4" в регистр 72 на хранение и черев диоды в сумматор, открывает ключи в блоке 64, и регистры 66, 67 заполняются кодом "код 5". Сумматор выполняет сложение "код 3+код 4", код суммы следует на выход с делением на два: код №9 С приходом шестого и следующих импульсов в триггер 63 процессы повторяются. Выходы 0-7 сумматора 70 и выходы 1-8 регистров 71, 72 поразрядно объединены и являются выводами блока 29 /33, 37/. Коды с блоков 29, 33, 37 с частотой 40 МГц в параллельном виде поступают на информационные входы накопителей соответственно 30, 34, 38 кодов кадра.
Работа блоков 73 регистров, фиг.8, 9, 10.The operation of the
Сигналы кодов поступают на третьи входы разрядов восьми регистров 77 /фиг.9/. Заполнение регистров строки начинается с открытием сигналом кадра Uк 25 Гц первого ключа в первом блоке 731 регистров /фиг.8/. Ключ 74 /фиг.9/ пропускает импульсы 40 МГц на вход распределителя 76 импульсов, тактовые импульсы с которого последовательно поступают на первые входы разрядов параллельно с восьми регистров 77. По заполнению регистров 77 с последнего выхода /1600-го/ блока 76 сигнал Uз закрывает ключ 74 и в качестве управляющего выходного сигнала открывает ключ 74 в следующем блоке 732 регистров, регистры которого заполняются кодами второй строки. За период кадра 40 мс последовательно заполняются кодами регистры 77 всех блоков 731-1000 регистров. С блока 731000 регистров выходной сигнал поступает параллельно на четвертые управляющие входы всех блоков 73 регистров /фиг.8/ и открывает в них вторые ключи 75, которые пропускают по одному сигналу Uвыд, который синхронно выдает из всех блоков 731-1000 регистров коды кадра в свои формирователи 31, 35, 39 управляющих сигналов /фиг.2/, Каждый накопитель 30, 34, 38 кодов кадра имеет 12,8×106 выходов /1600×8×1000/, которые подключены к стольким же входам в каждом из блоков 31, 35, 39, каждый из которых имеет в своем составе 1,6×106 преобразователей /1600×1000/ "код - число импульсов излучений". Выходы от трех блоков 31, 35, 39 4,8×106/3×1,6×106/ подключены к стольким же входам в СД-экране 40. Для надежной и длительной работы устройства воспроизведения лучшим вариантом исполнения его будет исполнение накопителей кодов кадра и формирователей управляющих сигналов на тыльной стороне СД-экрана в единой и неразборной с ним конструкции.The signals of the codes are fed to the third inputs of the bits of eight
Работа видеокамеры.The operation of the camcorder.
ФЭП2 формирует матрицей ПЗИ 3 /фиг.1/ аналоговые цветовые сигналы, которые преобразуются АЦП 7, 8, 9 с частотой 20 МГц в 8-разрядные коды, поступающие в кодеры 10, 11, 12, Кодеры выполняют сжатие потока кодов с коэффициентом 4 за период кадра. Затем параллельные коды преобразуются блоками 13, 14, 15 в последовательные, которые поступают на 1, 2, 3 входы накопителя 23 цифровой информации, на 4-й вход которого поступают коды сигналов звука. При воспроизведении /фиг.2/ сигнал 25 Гц открывает ключ 27, пропускающий тактовые сигналы 45 МГц, являющиеся сигналами выдачи, которые выдают коды R, G, В из накопителя 23 цифровой информации на информационные входы трех декодеров 28, 32, 36, которые восстанавливают сжатые потоки кодов. Блоки 29, 33, 37 выполняют удвоение числа отсчетов в строке, c них коды с частотой 40 МГц поступают на информационные входы накопителей 30, 34, 38 кодов кадра, которые за первый период кадра сосредотачивают все коды кадра в блоках 731-1000 регистров. Выходной управляющий сигнал с последнего блока 731000 регистров синхронно выдает вое коды кадра в формирователи 31, 35, 39 управляющих сигналов, в которых коды преобразуются в сигналы запитывания светодиодов СД-экрана. Видеорежим при воспроизведении на СД-экране 40 1600×1000×25 Гц. Сигналы 1,28 МГц со второго выхода блока 26 выдают из блока 23 коды сигнала звука, которые поступают в блок 41, преобразуются в нем в аналоговые сигналы и воспроизводятся громкоговорителем 43. В устройстве воспроизведения отсутствуют строчная и кадровая развертки. Технические характеристики видеокамеры в таблице 2. В устройстве выполнены заявленные цели: упрощен фотоэлектрический преобразователь, увеличено в 4 раза время работы с видеокамерой и в два раза повышено разрешение кадра.FEP2 generates a matrix of
Использованные источникиUsed sources
1. Патент №220529 C1, кл. H04N 5/225, бюл.5 от 20.02.06, аналог.1. Patent No. 220529 C1, cl.
2. Патент №2303334 C1, Кл. H04N 5/225, бюл.20 от 20.07.07, прототип.2. Patent No. 2303334 C1, Cl.
3. В.И.Мураховский. Устройство компьютера, М., 2003, с.552.3. V.I. Murakhovsky. Computer device, M., 2003, p. 522.
4. Колесниченко О.В., Шишигин И.В. Аппаратные средства PC. 5-е изд, СПб, 2004, с.832, 833, 835.4. Kolesnichenko OV, Shishigin I.V. PC hardware. 5th ed., St. Petersburg, 2004, p. 832, 833, 835.
5. "Радио", №9, 2004, с.47.5. Radio, No. 9, 2004, p. 47.
6. "Домашний компьютер", №12, 2006, с.43.6. "Home computer", No. 12, 2006, p. 43.
7. Цифровые интегральные микросхемы. Минск, 1991, с.258, 279, 272, 428, 433.7. Digital integrated circuits. Minsk, 1991, p. 258, 279, 272, 428, 433.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007141039/09A RU2359425C1 (en) | 2007-11-06 | 2007-11-06 | Video camera |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007141039/09A RU2359425C1 (en) | 2007-11-06 | 2007-11-06 | Video camera |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2359425C1 true RU2359425C1 (en) | 2009-06-20 |
Family
ID=41026079
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007141039/09A RU2359425C1 (en) | 2007-11-06 | 2007-11-06 | Video camera |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2359425C1 (en) |
-
2007
- 2007-11-06 RU RU2007141039/09A patent/RU2359425C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Schreiber et al. | Synthetic highs—an experimental TV bandwidth reduction system | |
CN101395901B (en) | Possesses the imageing sensor that time-interleaving image exports | |
CN101079969B (en) | Solid-state imaging device, method of driving the same, and camera | |
CN1866748A (en) | Column analog-to-digital conversion apparatus and method supporting a high frame rate in a sub-sampling mode | |
RU2410846C1 (en) | Universal television system | |
RU2359425C1 (en) | Video camera | |
RU2421934C1 (en) | Video camera | |
RU2315439C1 (en) | System for volumetric video recording and reproduction | |
RU2358412C1 (en) | Video camera | |
RU2369041C1 (en) | Stereo-television system | |
RU2420025C1 (en) | System of stereophonic television | |
RU2477008C1 (en) | Video camera | |
RU2384010C1 (en) | Stereo television system | |
RU2334369C1 (en) | Stereoscopic television system | |
RU2477578C1 (en) | Universal television system | |
RU2413387C1 (en) | Double-channel television system | |
RU2358411C1 (en) | Television system | |
RU2368097C1 (en) | Television system | |
RU2279708C1 (en) | Personal computer | |
RU2481726C1 (en) | Universal television system | |
RU2428812C1 (en) | Video camera | |
JPH0730925A (en) | Optical disk recording and reproducing device and optical disk | |
RU2448433C1 (en) | Stereoscopic television system | |
RU2270529C1 (en) | Digital video-camera | |
RU2384012C1 (en) | Stereo television system |