專利名稱：一種高速球型攝像機(jī)中hd-sdi視頻信號(hào)傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及安防監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高速球型攝像機(jī)中HD-SDI視頻信號(hào)傳輸系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
SDI接口，即數(shù)字串行接口(serial digital interface)是一個(gè)廣播級的高清數(shù)字輸入和輸出標(biāo)準(zhǔn)，被用來傳送無壓縮的數(shù)字視頻信號(hào)。HD (High Definition)表征是高清信號(hào)，HD-SDI滿足SMPTE (美國電影電視工程師協(xié)會(huì))制訂的SMPTE 標(biāo)準(zhǔn)，支持在 1. 485Gb/s的信號(hào)速率條件下進(jìn)行傳輸。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了數(shù)據(jù)格式、信道編碼方式、通信電纜接口的信號(hào)規(guī)格、連接器及電纜類型與光纖接口等。高速球型攝像機(jī)憑借高速旋轉(zhuǎn)、大倍數(shù)變焦、監(jiān)控范圍廣、操作方便等優(yōu)勢，正進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用范圍。目前市場上支持HD-SDI接口的普通高清攝像機(jī)已經(jīng)出現(xiàn)，但因高速球型攝像機(jī)需要同時(shí)支持高速旋轉(zhuǎn)，給對應(yīng)產(chǎn)品的開發(fā)帶來較大的難度和挑戰(zhàn)。HD-SDI設(shè)備因信號(hào)速率達(dá)到1. 485(ib/S，如此高的信號(hào)速率，在傳輸過程中極易受到干擾而產(chǎn)生嚴(yán)重的信號(hào)完整性問題，影響圖像質(zhì)量。對于高速球型攝像機(jī)來說這更是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，因?yàn)榍蛐蛿z像機(jī)設(shè)備需要水平方向360°自由旋轉(zhuǎn)，垂直方向90°或180°翻轉(zhuǎn)。為確保設(shè)備旋轉(zhuǎn)時(shí)的電氣連接可靠性，球型攝像機(jī)通常使用一種導(dǎo)電滑環(huán)裝置進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)接，而導(dǎo)電滑環(huán)裝置存在阻抗不連續(xù)性，這樣就更容易產(chǎn)生信號(hào)完整性問題，影響高速傳輸?shù)臄?shù)據(jù)碼流的準(zhǔn)確性。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高速球型攝像機(jī)中 HD-SDI視頻信號(hào)傳輸系統(tǒng)。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種高速球型攝像機(jī)中 HD-SDI視頻信號(hào)傳輸系統(tǒng)，它主要由高清攝像頭、FPGA、導(dǎo)電滑環(huán)、HD-SDI驅(qū)動(dòng)芯片和 HD-SDI接口依次串聯(lián)組成。上述高速球型攝像機(jī)中HD-SDI視頻信號(hào)傳輸系統(tǒng)的工作過程如下(1)高清攝像頭機(jī)芯采集16bit YCbCr格式的原始圖像數(shù)據(jù)，并輸出至FPGA。(2) FPGA接收高清攝像頭機(jī)芯輸出的16bit YCbCr格式的原始圖像數(shù)據(jù)，經(jīng)緩存后按SMPTE格式定制輸出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)流，然后經(jīng)Trs_crc插入、smpte352插入、edh插入、 Scramble加擾和編碼處理，最終利用串行發(fā)送器將20位TTL信號(hào)轉(zhuǎn)換為^it LVDS數(shù)據(jù)和 Ibit LVDS時(shí)鐘信號(hào)，并輸出至導(dǎo)電滑環(huán)。(3)HD-SDI驅(qū)動(dòng)芯片接收導(dǎo)電滑環(huán)裝置上5bit LVDS數(shù)據(jù)和Ibit LVDS時(shí)鐘信號(hào)，
還原得到相應(yīng)時(shí)鐘和20位TTL數(shù)據(jù)，然后將多位數(shù)據(jù)進(jìn)行單路串行化并發(fā)送至HD-SDI接□。本實(shí)用新型的有益效果是，本實(shí)用新型通過解決視頻信號(hào)在球型攝像機(jī)中的系統(tǒng)傳輸問題，能夠?qū)崿F(xiàn)無壓縮的HD-SDI數(shù)字視頻信號(hào)輸出。
圖1是本實(shí)用新型的傳輸系統(tǒng)原理圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。如圖1所示，本實(shí)用新型高速球型攝像機(jī)中HD-SDI視頻信號(hào)傳輸系統(tǒng)主要由高清攝像頭、FPGA、導(dǎo)電滑環(huán)、HD-SDI驅(qū)動(dòng)芯片和HD-SDI接口依次串聯(lián)組成。本實(shí)用新型在視頻傳輸系統(tǒng)前端使用FPGA完成攝像頭原始數(shù)據(jù)采集、編碼加擾和LVDS發(fā)送；中間環(huán)節(jié)通過導(dǎo)電滑環(huán)裝置進(jìn)行傳輸；后端用HD-SDI驅(qū)動(dòng)芯片實(shí)現(xiàn)LVDS接收和HD-SDI接口驅(qū)動(dòng)。對于導(dǎo)電滑環(huán)裝置信號(hào)的傳輸問題，本系統(tǒng)是采用LVDS方式傳輸處理，可避免單端方式傳輸帶來的反射和串?dāng)_等信號(hào)完整性問題。同時(shí)利用串行發(fā)送器將20位TTL數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為^Dit LVDS數(shù)據(jù)，經(jīng)導(dǎo)電滑環(huán)到接收器后再還原為20位TTL數(shù)據(jù)。這種轉(zhuǎn)換不僅能保證良好的信號(hào)完整性，還能大幅度節(jié)省了 PCB空間及連接件尺寸及數(shù)量。LVDS (low voltage differential signaling)是一種小振幅差分信號(hào)技術(shù)，使用非常低幅度信號(hào)(大約350mV)通過一對差分PCB走線或平衡電纜傳輸數(shù)據(jù)。LVDS傳輸方式特有的低振幅及恒流源模式驅(qū)動(dòng)使其具有低功耗、低誤碼率、低串?dāng)_和低輻射等特點(diǎn)，與傳統(tǒng)的TTL/CM0S接口相比，在對信號(hào)完整性、低抖動(dòng)及共模特性要求較高的系統(tǒng)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。本實(shí)用新型的工作過程具體如下本HD-SDI視頻傳輸方法由兩部分組成，第一部分由FPGA完成高清原始圖像采集、 編碼加擾和LVDS發(fā)送；第二部分實(shí)現(xiàn)LVDS接收和HD-SDI接口驅(qū)動(dòng)功能；兩部分中間環(huán)節(jié)使用導(dǎo)電滑環(huán)裝置進(jìn)行連接。第一部分利用FPGA來實(shí)現(xiàn)的圖像采集、加擾編碼和LVDS發(fā)送功能。主要包括采集高清攝像頭機(jī)芯輸出的16bit YCbCr格式的原始圖像數(shù)據(jù)，經(jīng)緩存后按SMPTE格式定制輸出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)流，然后經(jīng)Trs_crc插入、smpte352插入、edh插入、Scramble加擾和編碼處理，最終利用串行發(fā)送器將20位TTL信號(hào)轉(zhuǎn)換為^Dit LVDS數(shù)據(jù)和Ibit LVDS時(shí)鐘信號(hào)， 并輸出至導(dǎo)電滑環(huán)裝置。第二部分利用HD-SDI驅(qū)動(dòng)芯片接收導(dǎo)電滑環(huán)裝置上5bit LVDS數(shù)據(jù)和Ibit LVDS 時(shí)鐘信號(hào)，還原得到相應(yīng)時(shí)鐘和20位TTL數(shù)據(jù)，然后將多位數(shù)據(jù)進(jìn)行單路串行化并通過內(nèi)置電纜驅(qū)動(dòng)器發(fā)送至HD-SDI接口。HD-SDI驅(qū)動(dòng)芯片可以采用美國國家半導(dǎo)體公司的LMH0040芯片，HD-SDI接口使用 75歐姆BNC連接器與75歐姆同軸電纜，只要將該同軸線纜直接連接至SDI接收設(shè)備即可。上述實(shí)施例用來解釋說明本實(shí)用新型，而不是對本實(shí)用新型進(jìn)行限制，在本實(shí)用新型的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對本實(shí)用新型作出的任何修改和改變，都落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1. 一種高速球型攝像機(jī)中HD-SDI視頻信號(hào)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，它由高清攝像頭、 FPGA、導(dǎo)電滑環(huán)、HD-SDI驅(qū)動(dòng)芯片和HD-SDI接口依次串聯(lián)組成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種高速球型攝像機(jī)中HD-SDI視頻信號(hào)傳輸系統(tǒng)，它是在支持HD-SDI接口的高速球型攝像機(jī)中，使用FPGA采集攝像頭原始數(shù)據(jù)并進(jìn)行緩存、加擾和編碼處理后，利用LVDS方式在導(dǎo)電滑環(huán)中傳輸高速數(shù)字視頻信號(hào)，避免單端方式傳輸帶來的反射和串?dāng)_等信號(hào)完整性問題，后端經(jīng)HD-SDI驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)行串行化處理并驅(qū)動(dòng)至HD-SDI接口，輸出無壓縮的高清數(shù)字視頻信號(hào)。
文檔編號(hào)H04N5/225GK202135249SQ20112012856
公開日2012年2月1日 申請日期2011年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月27日
發(fā)明者傅利泉, 吳軍, 吳堅(jiān), 張興明, 朱江明, 李劍平, 章濤 申請人:浙江大華技術(shù)股份有限公司