一種將模擬圖像轉(zhuǎn)換為二值數(shù)字圖像的電路模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種模擬視頻硬件二值化電路模塊，能快速將模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字視頻信號(hào)，應(yīng)用于車牌識(shí)別、數(shù)字識(shí)別等。
【背景技術(shù)】
[0002]日常生活常遇到需要計(jì)算機(jī)處理視頻的場(chǎng)合，計(jì)算機(jī)無法直接處理模擬視頻信號(hào)，目前轉(zhuǎn)換的方法一般都是采用模數(shù)轉(zhuǎn)換，這樣處理雖然極大地保留了原始圖像的信息，但是處理時(shí)間較長而且過程復(fù)雜，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量也多隨之對(duì)存儲(chǔ)單元的容量要求也高。而一些數(shù)字圖像處理領(lǐng)域并不需要灰度圖像，只需要一個(gè)二進(jìn)制圖像即可，相比灰度圖像二進(jìn)制圖像的優(yōu)點(diǎn)在于產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量小，處理簡單。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種模擬視頻硬件二值化電路模塊，將模擬視頻信號(hào)的行場(chǎng)信號(hào)與視頻內(nèi)容信號(hào)分離，實(shí)現(xiàn)模擬視頻信號(hào)的數(shù)字化，以及實(shí)現(xiàn)硬件調(diào)節(jié)對(duì)比度。該模塊處理過后的圖像數(shù)據(jù)量小，計(jì)算機(jī)處理方便，圖像噪聲小，存儲(chǔ)方便，只用一維數(shù)組就可以存儲(chǔ)和處理。
[0004]為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型一種將模擬圖像轉(zhuǎn)換為二值數(shù)字圖像的電路模塊，包括視頻接入端子，所述視頻接入端子分別連接行場(chǎng)分離模塊和硬件二值化模塊，所述行場(chǎng)分離模塊和所述硬件二值化模塊分別連接主控模塊，所述主控模塊和存儲(chǔ)模塊接通，所述主控模塊還控制圖形信息輸出。
[0005]其中所述主控模塊包括主控芯片STM32R)30F4P6，所述行場(chǎng)分離模塊為行場(chǎng)信號(hào)分離器LM1881，硬件二值化模塊包括運(yùn)算比較器AD8032，具體電路連接為:模擬視頻輸入給AD8032的第3腳，同時(shí)經(jīng)R71接Q7的基極，發(fā)射極接電位器R73，并輸入給IC的第2腳；第I腳通過R72上拉電源正極，第I腳為數(shù)字信號(hào)輸出腳，C71構(gòu)成退耦電容；視頻信號(hào)通過C61接R62接LM1881的第2腳；第2腳連上C62接模擬地，IC的第4腳也模擬地，第8腳接電源正極，第6腳接R63并上C63接模擬地，IC的第I腳輸出行信號(hào)，第7腳輸出場(chǎng)信號(hào)，模擬地和數(shù)字地之間用L61電感連接；視頻信號(hào)輸入端經(jīng)R61接模擬地;MCU的信號(hào)接入分別是，AD8032的第I腳接MCU第9腳，第2腳接MCU第8腳，LM1881的第I和8腳分別接MCU的第10腳和11腳；最小系統(tǒng)的連接為:晶振模塊中Yl的兩個(gè)引腳分別接了兩電容C5、C6，再與微處理器相連，電容的另一極接地，參考電壓是由R24的一端接地一端接微處理器的1 口構(gòu)成。BOOT引腳一端接R21，一端接R22直接接電源正極，旁路電容分別是C7、C40
[0006]系統(tǒng)的工作原理是通過模擬視頻接收端子接收輸入視頻信號(hào)，然后分流給模擬視頻行場(chǎng)分離模塊，同步將模擬視頻信號(hào)輸送給比較電路，進(jìn)行同步比較，讓視頻信號(hào)和我們調(diào)節(jié)設(shè)定的的電壓進(jìn)行對(duì)比，然后通過運(yùn)放輸送出去，最終實(shí)現(xiàn)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后主控芯片利用1 口讀取運(yùn)放輸出的數(shù)字信號(hào)，同時(shí)利用主控芯片的中斷口采集模擬信號(hào)的行信號(hào)、場(chǎng)信號(hào)，經(jīng)主控制芯片加工處理后通過USB接口傳送給PC機(jī)進(jìn)行再次處理。
[0007]本實(shí)用新型電路模塊與現(xiàn)有技術(shù)不同之處在于本實(shí)用新型取得了如下技術(shù)效果:
[0008](I)本實(shí)用新型采用基于Cortex-MO內(nèi)核的32位低功耗芯片_STM32R)30F4P6為主控芯片，在滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求對(duì)MCU處理速度要求的同時(shí)，充分兼顧了功耗和成本的要求；
[0009](2)本實(shí)用新型PCB板結(jié)構(gòu)簡單，電路明晰，體積小巧，可以直接插在PC機(jī)上完成處理工作；
[0010](3)本實(shí)用新型采用LM1881作為模擬視頻信號(hào)的行場(chǎng)信號(hào)分離器，該芯片具有體積小、精度高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)；
[0011](4)本實(shí)用新型采用USB接口作為向PC機(jī)輸送信號(hào)的接口，用該接口減少了發(fā)送端和PC間的距離，減少了 EMC和EMI對(duì)信號(hào)的干擾，同時(shí)還具有體積小巧、操作方便節(jié)省安裝空間的優(yōu)點(diǎn)；
[0012](5)本實(shí)用新型采用AD8032作為運(yùn)算比較器，該運(yùn)放是一款單電源電壓反饋型放大器，具有高速特性，小信號(hào)帶寬為80 MHz,壓擺率為30 ν/μ8,建立時(shí)間為125 ns，實(shí)現(xiàn)以上特性只需采用+5 V單電源供電，功耗小于4.0 mW。這一低功耗特性可以在不犧牲動(dòng)態(tài)性能的情況下延長高速、電池供電系統(tǒng)的工作時(shí)間；
[0013](6)本實(shí)用新型采用的供電來自PC端，通過USB接口把電源分配給各個(gè)模塊。因?yàn)殡娔X電源相對(duì)波紋較小且功率較大，減少了本新型的生產(chǎn)和設(shè)計(jì)成本。
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型主控芯片及外圍電路、行場(chǎng)分離電路、比較電路；
[0016]圖2是本實(shí)用新型邏輯結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說明。
[0018]圖1所示本實(shí)用新型的所有外設(shè)均與主控芯片相接。在晶振模塊中Yl的兩個(gè)引腳分別接了兩電容C5、C6，再與微處理器相連，電容的另一極接地，參考電壓是由R24的一端接地一端接微處理器的1 口構(gòu)成。BOOT引腳一端接R21，一端接R22直接接電源正極，旁路電容分別是C7、C4。
[0019]圖1所示是行場(chǎng)分離模塊，其實(shí)現(xiàn)方法利用LM1881作為分離核心，視頻信號(hào)通過C61接R62接LM1881的第2腳。第2腳連上C62接模擬地，IC的第4腳也模擬地，第8腳接電源正極，第6腳接R63并上C63接模擬地，IC的第I腳輸出行信號(hào)，第7腳輸出場(chǎng)信號(hào)，模擬地和數(shù)字地之間用L61電感連接。視頻信號(hào)輸入端經(jīng)R61接模擬地。
[0020]圖1所示為比較電路模塊，模擬視頻輸入給AD8032的第3腳，同時(shí)經(jīng)R71接Q7的基極，發(fā)射極接電位器R73，并輸入給IC的第2腳。第I腳通過R72上拉電源正極，第I腳為數(shù)字信號(hào)輸出腳，C71構(gòu)成退耦電容。
[0021]2所示是結(jié)構(gòu)框圖，各部分是:數(shù)據(jù)流是通過視頻輸入端子，并分兩路，一路給行場(chǎng)分離模塊，一路給比較電路，行場(chǎng)分離模塊的功能是提取出視頻的行信號(hào)和場(chǎng)信號(hào)，輸送給主控芯片，另一路模擬視頻信號(hào)的作用是輸送給比較電路，比較模擬視頻的灰度值，通過電位器調(diào)節(jié)比例電壓，更改灰度比例，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。輸送給主控芯片處理，然后經(jīng)過主控芯片處理加工后經(jīng)串口轉(zhuǎn)USB發(fā)送給PC端進(jìn)行再次處理加工。
[0022]上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種將模擬圖像轉(zhuǎn)換為二值數(shù)字圖像的電路模塊，其特征在于:包括視頻接入端子，所述視頻接入端子分別連接行場(chǎng)分離模塊和硬件二值化模塊，所述行場(chǎng)分離模塊和所述硬件二值化模塊分別連接主控模塊，所述主控模塊和存儲(chǔ)模塊接通，所述主控模塊還控制圖形信息輸出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種將模擬圖像轉(zhuǎn)換為二值數(shù)字圖像的電路模塊，其特征在于:所述主控模塊包括主控芯片STM32R)30F4P6，所述行場(chǎng)分離模塊為行場(chǎng)信號(hào)分離器LM1881，硬件二值化模塊包括運(yùn)算比較器AD8032，具體電路連接為:模擬視頻輸入給AD8032的第3腳，同時(shí)經(jīng)R71接Q7的基極，發(fā)射極接電位器R73，并輸入給IC的第2腳；第I腳通過R72上拉電源正極，第I腳為數(shù)字信號(hào)輸出腳，C71構(gòu)成退耦電容；視頻信號(hào)通過C61接R62接LM1881的第2腳；第2腳連上C62接模擬地，IC的第4腳也模擬地，第8腳接電源正極，第6腳接R63并上C63接模擬地，IC的第I腳輸出行信號(hào)，第7腳輸出場(chǎng)信號(hào)，模擬地和數(shù)字地之間用L61電感連接；視頻信號(hào)輸入端經(jīng)R61接模擬地;MCU的信號(hào)接入分別是，AD8032的第I腳接MCU第9腳，第2腳接MCU第8腳，LM1881的第I和8腳分別接MCU的第10腳和11腳；最小系統(tǒng)的連接為:晶振模塊中Yl的兩個(gè)引腳分別接了兩電容C5、C6，再與微處理器相連，電容的另一極接地，參考電壓是由R24的一端接地一端接微處理器的1 口構(gòu)成，BOOT引腳一端接R21，一端接R22直接接電源正極，旁路電容分別是C7、C4。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種將模擬圖像轉(zhuǎn)換為二值數(shù)字圖像的電路模塊，通過硬件電路的作用進(jìn)行圖像的灰度處理，這種數(shù)字灰度圖像是適合計(jì)算機(jī)處理的信息，本新型識(shí)別視頻的同步槽同步將原始模擬視頻的行場(chǎng)分離，同時(shí)采用比較器比較模擬信號(hào)輸出?？赏ㄟ^電位器調(diào)解比較器的比較電壓，改變輸出信號(hào)。從而實(shí)現(xiàn)模擬視頻信號(hào)的數(shù)字化。本新型的主要由視頻信號(hào)輸入端子，行場(chǎng)分離模塊，電壓比較模塊，主控制器模塊，儲(chǔ)存單元，輸出端子構(gòu)成。本新型能夠?qū)⒂?jì)算機(jī)難以直接處理的模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可直接處理的數(shù)字視頻信號(hào)，還具有轉(zhuǎn)換速率快，幀密度高，功耗低，可通過手動(dòng)調(diào)節(jié)視頻灰度比例的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】H04N7/01
【公開號(hào)】CN204633918
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520312146
【發(fā)明人】王蓓, 陳希, 黃良邦
【申請(qǐng)人】江西科技學(xué)院
【公開日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2015年5月15日