模擬高清視頻傳輸系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于視頻傳輸領域，涉及一種用于在同軸電纜上傳送視頻訊號的傳輸系統(tǒng)，特別是指一種在同軸電纜或雙絞線上傳輸高清晰度模擬視頻訊號及數字信號的裝置。
【背景技術】
[0002]目前，基于同軸電纜的模擬視頻傳輸廣泛用于各類閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)應用。由于最早的CVBS標準已經不能滿足高清視頻傳輸的需求，HD-SDI在較長時間內被采用作為同軸高清視頻傳輸的標準。然而其很高的數據率限制了傳輸距離，為了解決這一問題通常有兩條途徑:其一是將數字高清視頻壓縮，藉此降低速率以降低其對信道的要求，例如各類基于MJPEG、AVC或HEVC的IP攝像機，基于IP的監(jiān)控系統(tǒng)可以獲得高度的靈活性與安全性，但壓縮會損失畫質并導致延遲，同時IP系統(tǒng)不能兼容原有的CCTV系統(tǒng)，安裝與調試也更為復雜。另一條途徑是基于CVBS技術的擴展，通過在同軸信道上傳輸更高帶寬的模擬高清信號以突破CVBS標準對于圖像分辨率的限制。其模擬傳輸特性使其在遭遇噪聲干擾或較差線纜時可以平滑降級從而提升了系統(tǒng)在極端情況下的可用性，并可以利用基于CVBS的CCTV系統(tǒng)原有的布線，安裝調試也更為簡單，這使得用戶可以更平滑的從標清監(jiān)控系統(tǒng)升級為高清監(jiān)控系統(tǒng)。
[0003]上述的兩條路徑在近年都得到了迅猛的發(fā)展，尤其在國內，模擬高清標準如aCV1、HDCV1、TVI以及AHD得到了廣泛應用。
[0004]由于目前的攝像機/DVR(數字錄像機，digitalvideo recorder)均為數字系統(tǒng)，因此模擬高清視頻系統(tǒng)需要在發(fā)送端將數字視頻轉換為模擬信號，并在接收端重新將其數字化。由于傳輸階段為模擬信號，但模擬高清視頻系統(tǒng)并不保證接收到的視頻訊號與發(fā)送的視頻訊號完全一致，因此其對于某些應用存在著欠缺。再者，攝像機端可能有一些數字信息需要傳輸至DVR端，例如在攝像機端抓拍的高清晰數字影像希望能夠完全無損的傳輸至DVR端以便保存重要的圖像數據，目前的模擬高清傳輸系統(tǒng)無法滿足這一要求。目前的模擬高清視頻系統(tǒng)僅具有一個幾千波特的上下行數字信令信道，僅能支持菜單配置以及云臺控制等應用，對于提供攝像機端的原生分辨率抓拍，數字音頻傳輸甚至同時提供編碼后的數字壓縮視頻子碼流傳輸基本上無能為力。
[0005]另一方面，現(xiàn)有的模擬高清傳輸系統(tǒng)需要支持長線傳輸，距離可以達到300?500m甚至更長，而長的纜線帶來了更大的信號衰減與色散。為此模擬高清傳輸中通常采用模擬均衡與預加重技術對信道失真進行補償。但信道失真能夠被補償的前提是對信道特性進行正確的估計。如HDCVI通過對color burst與亮度同步頭的幅值差異的對比估計信道特性。TVI則在幀消隱期使用了一行傳輸指定頻率與電平的正弦信號以確定信道在此頻率上的衰減狀況。然而這些措施都著重測量信道在特性頻點上的幅頻響應，并不能完整獲得信道的響應特性，因此在應用中還需要根據纜線模型對信道特性進行進一步的估計工作。但在實際應用中同軸電纜或者雙絞線的型號、質量與安裝環(huán)境差別懸殊，一套纜線模型以及少量的幾個頻點的幅頻響應并不能準確的描述應用環(huán)境的實際信道特性，這使得信道補償的效果不能達到預期，尤其在較差的纜在線容易出現(xiàn)拖影、模糊、重影及對比度下降等各種圖像質量損失。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明主要目的在提供一種模擬高清視頻傳輸系統(tǒng)，其可解決現(xiàn)有模擬高清視頻標準不具有高速數字上行信道的問題，同時解決對于復雜現(xiàn)場布線環(huán)境尤其是較長而質量較差的纜線的適應問題。
[0007]為達成前述目的采取的主要技術手段是使前述模擬高清視頻傳輸系統(tǒng)具有一發(fā)送端和一接收端;其中
[0008]所述發(fā)送端包括:
[0009]一視頻處理模塊，是將輸入的一高清晰數字視頻信號轉換為一光柵順序掃描的亮色信號；
[0010]一信號調制/混合模塊，是將接收所述亮色信號調制并混合為一復合視頻訊號；
[0011]—第一數字處理單元，用以對一輸入的數字信號進行調制；
[0012]—加法器，用以將調制后的數字信號、所述復合視頻訊號和一同步/控制信號混合后獲得一復合視頻數字信號；
[0013]—預加重模塊，用以將所述復合視頻數字信號進行預加重后獲得一復合視頻數字信號；
[0014]一 DAC模塊，用以將所述復合視頻數字信號轉換成為一模擬信號；
[0015]—線路驅動模塊，用以將所述模擬信號放大并傳送出去；
[0016]所述接收端包括:
[0017]—模擬前端模塊，將接收的所述模擬信號放大并初步補償信道衰減；
[0018]— ADC模塊，根據一定時信息所述模擬信號進行采樣而量化獲得一復合視頻數字信號；
[0019]—同步檢測模塊，由所述復合視頻數字信號中獲得所述同步信息；
[0020]一視頻數字信號分離模塊，接收所述復合視頻數字信號及所述同步信息，并從復合視頻數字信號中分離出所述數字信號以及所述復合視頻訊號；
[0021]一第二數字處理單元，用以接收所述數字信號(2)，經處理后產生所述定位信息、一信道信息和一數字信號(3);并將所述數字信號(3)進行信源解碼，以獲得輸入至所述第一數字處理單元的數字信號；
[0022]—時域均衡解調分離模塊，將接收的所述信道信息、所述數字信號(3)以及所述復合視頻訊號完成時域均衡以及主動抵消操作，并完成解調及分離獲得所述亮色信號；
[0023]—視頻處理模塊，用以接收所述亮色信號并進行光柵反掃描以轉換為所述高清晰數字視頻信號。
[0024]利用上述技術可在模擬高清視頻系統(tǒng)嵌入數字信號，利用其不使用的行/場消隱以及空閑的時/頻空間進行傳輸，并且能夠做到向下兼容。且由于使用數字信道估計技術，能夠準確的估計同軸電纜/雙絞線信道的幅頻及相頻響應，相比現(xiàn)有技術僅能根據測量信道少量頻點的幅頻響應估計信道響應，本發(fā)明的信道估計精度有顯著的提高，從而提升了對不同信道尤其是較差纜線的適應能力。
【附圖說明】
[0025]圖1為一個典型的模擬高清視頻傳輸系統(tǒng)的方框圖。
[0026]圖2為本發(fā)明的模擬高清視頻傳輸系統(tǒng)的方框圖。
[0027]圖3為一個典型的模擬高清視頻傳輸系統(tǒng)的幀結構圖。
[0028]圖4為一個典型的模擬高清視頻傳輸系統(tǒng)的信號時/頻特性圖。
[0029]圖5為本發(fā)明使數字信號和復合視頻信號共享同一頻帶時的頻譜圖。
【具體實施方式】
[0030]以下配合圖式及本發(fā)明的較佳實施例，進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術手段。
[0031]圖1為一個典型的模擬高清傳輸系統(tǒng)的架構。包括一發(fā)送端10和一接收端20;其中，所述發(fā)送端10包括一視頻處理模塊11、一信號調制/混合模塊12、一加法器13、一預加重模塊14、一DAC模塊15和一線路驅動模塊16;所述視頻處理模塊11接受來自外部輸入的高清晰數字視頻信號，將其轉換為光柵順序掃描的亮色信號0，通常消隱期插入在此階段完成。所述信號調制/混合模塊12接受所述亮色信號O，將其調制并混合為一復合視頻訊號O。所述復合視頻訊號O與一同步/控制信號由所述加法器13相加后進入所述預加重模塊14，所述預加重模塊14放大輸入的信號的高頻分量以補償信道衰減并將處理后的信號送至所述DAC模塊15。所述DAC模塊15接收輸入的數字高清視頻訊號并將其轉換為一模擬信號0，所述模擬信號O被傳送至所述線路驅動模塊16，所述線路驅動模塊16將輸入的模擬信號O放大并通過同軸電纜或者雙絞線送出。
[0032]所述接收端20包括一模擬前端模塊21、一ADC模塊22、一同步檢測模塊23、一信號分離/解調模塊24和一視頻處理模塊25;其中，所述模擬前端模塊21將來自同軸電纜或者雙絞線的信號放大并補償信道衰減后獲得一模擬信號I傳送至所述ADC模塊22。所述ADC模塊22接收模擬信號I并將其進行轉換為一復合視頻訊號I。所述同步檢測模塊23從所述復合視頻訊號I中提取同步信號，包括行/場以及色度副載波的同步信號。所述信號分離/解調模塊24利用所述同步信號從復合視頻訊號I中分離出亮度及色度信號并進行解調獲得一亮色信號I。解調后的亮色信號I進入所述視頻處理模塊25進行光柵反掃描，轉換為高清晰度數字視頻信號r。通過上述系統(tǒng)即將一高清晰數字信號就從發(fā)送端10通過同軸電纜或雙絞線發(fā)送至接收端20。
[0033]圖2為運用了本發(fā)明后的模擬高清傳輸系統(tǒng)結構圖，基本架構與圖1相同。不同處在于:本發(fā)明的發(fā)送端10進一步包括處理數字信號的一第一數字處理單元17，在本實施例