專利名稱：一種可視對(duì)講系統(tǒng)的視頻處理電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種可視對(duì)講系統(tǒng)的視頻處理電路
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種可視對(duì)講系統(tǒng)，特別涉及一種可視對(duì)講系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)備。背景技術(shù)：
隨著安防行業(yè)的深入發(fā)展，希望監(jiān)控?cái)z像機(jī)能夠提供更寬廣的監(jiān)控區(qū)域，并通過(guò) 鏡頭變焦對(duì)細(xì)節(jié)進(jìn)行更深入地觀察已經(jīng)成為越來(lái)越多監(jiān)控產(chǎn)品用戶的需求。傳統(tǒng)的監(jiān)控?cái)z 像機(jī)的云臺(tái)需要額外的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，成本高體積大，維護(hù)不方便。市場(chǎng)上迫切需要一種體積 小，功耗低，無(wú)需機(jī)械維護(hù)的帶有云臺(tái)功能的監(jiān)控設(shè)備。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題，在于克服現(xiàn)有的技術(shù)不足，提出了一種利用CPLD 實(shí)現(xiàn)電子云臺(tái)功能的可視對(duì)講系統(tǒng)的視頻處理電路。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的一種可視對(duì)講系統(tǒng)的視頻處理電路，包括視頻AD轉(zhuǎn)化 電路、MCU協(xié)議轉(zhuǎn)換電路、穩(wěn)壓電路、存儲(chǔ)電路、CPLD云臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)模塊和視頻DA轉(zhuǎn)化電路， 視頻AD轉(zhuǎn)化電路將攝像頭的模擬視頻轉(zhuǎn)化為ITO656格式數(shù)字視頻，而后進(jìn)入CPLD云臺(tái)功 能實(shí)現(xiàn)模塊，CPLD云臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)模塊從數(shù)字視頻中提取有效像素后，將視頻數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ) 電路；存儲(chǔ)電路由兩片SRAM組成，用于切換實(shí)現(xiàn)視頻的實(shí)時(shí)顯示；MCU協(xié)議轉(zhuǎn)換電路分別連 接CPLD云臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)模塊、視頻AD轉(zhuǎn)化電路和視頻DA轉(zhuǎn)化電路；視頻DA轉(zhuǎn)化電路連接 CPLD云臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)模塊；所述穩(wěn)壓電路分別為各模塊供電。所述CPLD云臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)模塊由SPI控制器、VCAP抓拍控制器、VDIS顯示控制器 以及Frame幀切換控制器四個(gè)部分組成，其中SPI控制器接收MCU協(xié)議轉(zhuǎn)換電路發(fā)過(guò)來(lái)的 協(xié)議控制信息，寫入對(duì)應(yīng)的寄存器；VCAP抓拍控制器用于從視頻AD轉(zhuǎn)化電路轉(zhuǎn)化后的數(shù) 字視頻中提取有效的視頻數(shù)據(jù)，并寫入存儲(chǔ)電路中；VDIS顯示控制器進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)算法處 理，增大視頻數(shù)據(jù)量，而后根據(jù)協(xié)議控制寄存器來(lái)選擇所進(jìn)行的云臺(tái)功能的動(dòng)作；Frame幀 切換控制器協(xié)調(diào)兩片存儲(chǔ)芯片SRAM，通過(guò)乒乓切換實(shí)現(xiàn)視頻的實(shí)時(shí)顯示。所述視頻AD轉(zhuǎn)化電路包含一塊視頻AD/DA IC，用于將攝像頭的PAL制式的CVBS 模擬視頻轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的ITO656格式的視頻。所述視頻DA轉(zhuǎn)化電路包含一塊視頻AD/DA IC,該電路用于將CPLD云臺(tái)功能實(shí)現(xiàn) 模塊中的VDIS顯示控制器傳送過(guò)來(lái)的ITO656格式的數(shù)字視頻流轉(zhuǎn)化為模擬視頻，在模擬
顯示屏上顯示。所述MCU協(xié)議轉(zhuǎn)換電路包含一顆51內(nèi)核的單片機(jī)U3，通過(guò)接收外部串口的云臺(tái)控 制協(xié)議信息轉(zhuǎn)換為CPLD內(nèi)部的云臺(tái)控制協(xié)議信息，同時(shí)將轉(zhuǎn)換后的控制協(xié)議信息通過(guò)SPI 控制器發(fā)送給CPLD云臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)模塊。所述穩(wěn)壓電路主要由兩個(gè)線性穩(wěn)壓電源芯片組成，是把外部輸入的電源穩(wěn)成各個(gè) 功能模塊所需要的+3. 3V電源，以及視頻AD轉(zhuǎn)化電路所需的+1. 8V電源，同時(shí)對(duì)輸入的外 部電源進(jìn)一步濾波。[0010]所述存儲(chǔ)電路由兩片SRAM組成，用于緩存CPLD云臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)模塊中的VCAP抓拍 控制器抓取的有效視頻數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型提出了一 種利用CPLD實(shí)現(xiàn)電子云臺(tái)功能的可視對(duì)講系統(tǒng)的視頻處理 電路，該電路通過(guò)視頻采集數(shù)據(jù)的算法處理，可以輕松實(shí)現(xiàn)了攝像機(jī)畫面的縮放和俯仰平 移效果。傳統(tǒng)的云臺(tái)設(shè)備一般是放置在室外環(huán)境中，使用環(huán)境比較惡劣，維護(hù)成本高，而本 專利所述的利用CPLD方法的實(shí)現(xiàn)電子云臺(tái)功能是利用視頻數(shù)據(jù)處理算法，在內(nèi)部實(shí)現(xiàn)云 臺(tái)的功能，使用環(huán)境穩(wěn)定。因此，與傳統(tǒng)的云臺(tái)設(shè)備相比，不需要增加額外的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，從而 減小了設(shè)備的體積，降低了功耗，更不需要機(jī)械維護(hù)，穩(wěn)定可靠，并且降低了成本，增加了用 戶的便利。

下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。圖1是本實(shí)用新型的視頻處理電路的系統(tǒng)框圖。圖2是本實(shí)用新型的視頻處理電路的視頻AD轉(zhuǎn)化電路的連接圖。圖3是本實(shí)用新型的視頻處理電路的視頻DA轉(zhuǎn)化電路的連接圖。圖4是本實(shí)用新型的視頻處理電路的MCU協(xié)議轉(zhuǎn)換電路的連接圖。圖5是本實(shí)用新型的視頻處理電路的穩(wěn)壓電路的連接圖。圖6是本實(shí)用新型的視頻處理電路的存儲(chǔ)電路的連接圖。圖7是本實(shí)用新型的視頻處理電路的CPLD云臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)模塊的電路連接圖。
具體實(shí)施方式請(qǐng)參閱圖1，一種可視對(duì)講系統(tǒng)的視頻處理電路，包括視頻AD轉(zhuǎn)化電路01、視頻DA 轉(zhuǎn)化電路02、MCU協(xié)議轉(zhuǎn)換電路100、穩(wěn)壓電路101、存儲(chǔ)電路102、CPLD云臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)模塊 103 ；以CPLD云臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)模塊103為中心，視頻AD轉(zhuǎn)化電路01、視頻DA轉(zhuǎn)化電路02、存 儲(chǔ)電路102與CPLD云臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)模塊103連接，MCU協(xié)議轉(zhuǎn)換電路100與外部端口 104、視 頻AD轉(zhuǎn)化電路01、視頻DA轉(zhuǎn)化電路02連接；MCU協(xié)議轉(zhuǎn)換電路100與CPLD云臺(tái)功能實(shí)現(xiàn) 模塊103連接；穩(wěn)壓電路101連接外部端口 104及給各功能電路供電，所述外部端口 104采 用常用的接口電路。請(qǐng)參閱圖2，是本實(shí)用新型的視頻處理電路的視頻AD轉(zhuǎn)化電路連接圖，所述視頻 AD轉(zhuǎn)化電路01由視頻AD/DAIC以及外圍元件組成，將攝像頭的PAL制式的CVBS模擬視頻 轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的ITO656格式的視頻，該視頻數(shù)據(jù)流入CPLD云臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)模塊103中的VCAP 抓拍控制器1032，提取出有效視頻數(shù)據(jù)。同時(shí)，MCU協(xié)議轉(zhuǎn)換電路100還可以通過(guò)IIC總線 控制視頻AD/DA IC的亮度，色度和對(duì)比度寄存器值。如圖3，是本實(shí)用新型的視頻處理電路的視頻DA轉(zhuǎn)化電路的連接圖。所述視頻DA 轉(zhuǎn)化電路02由視頻AD/DA IC以及外圍元件組成。該部分電路將CPLD云臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)模塊 103中的VDIS顯示控制器1033送過(guò)來(lái)的ITO656格式的數(shù)字視頻流轉(zhuǎn)化為模擬視頻，在模 擬顯示屏上顯示。如圖4，是本實(shí)用新型的視頻處理電路的MCU協(xié)議轉(zhuǎn)換電路的連接圖。所述MCU協(xié) 議轉(zhuǎn)換電路100主要由U3組成及其外圍元件組成，U3是一顆51內(nèi)核的單片機(jī)。通過(guò)接收外部串口的PELCO-D云臺(tái)控制協(xié)議轉(zhuǎn)換為CPLD內(nèi)部的云臺(tái)控制協(xié)議，同時(shí)將轉(zhuǎn)換后的控制 信息通過(guò)SPI發(fā)送給CPLD云臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)模塊103。該部分電路同時(shí)可以通過(guò)IIC總線配置 視頻AD/DA模塊的亮度、色度和對(duì)比度的寄存器，從而改變視頻顯示的效果。如圖5，是本實(shí)用新型的視頻處理電路的穩(wěn)壓電路的連接圖。所述穩(wěn)壓電路101主 要由兩個(gè)線性穩(wěn)壓電源芯片(LDO)組成，是把外部輸入的電源穩(wěn)成各個(gè)功能模塊所需要的 +3. 3V電源以及視頻AD轉(zhuǎn)化電路01所需的+1. 8V電源，同時(shí)對(duì)輸入的外部電源進(jìn)一步濾 波。 如圖6，是本實(shí)用新型的視頻處理電路的存儲(chǔ)電路的連接圖。所述存儲(chǔ)電路由兩 片SRAM組成，主要緩存CPLD云臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)模塊103中的VCAP抓拍控制器1032抓取的有 效視頻數(shù)據(jù)。如圖7是本實(shí)用新型的視頻處理電路的CPLD云臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)模塊的電路連接圖。該 CPLD云臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)模塊103是云臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)的核心部分，采用Lattice低成本CPLD芯片， 進(jìn)行有效視頻數(shù)據(jù)算法處理實(shí)現(xiàn)云臺(tái)的效果。主要包括四個(gè)部分SPI控制器1031、VCAP 抓拍控制器1032、VDIS顯示控制器1033以及Frame幀切換控制器1034，其中SPI控制器 1031主要接收MCU協(xié)議轉(zhuǎn)換電路100發(fā)送過(guò)來(lái)的轉(zhuǎn)換后的PELCO-D云臺(tái)控制協(xié)議信息， 將該信息寫入對(duì)應(yīng)的寄存器；VCAP抓拍控制器1032實(shí)現(xiàn)從視頻AD轉(zhuǎn)化電路01轉(zhuǎn)化后的 ITU656數(shù)字視頻中提取有效的視頻數(shù)據(jù)，并寫入存儲(chǔ)電路102中的一片SRAM ；VCAP顯示控 制器1033負(fù)責(zé)CPLD內(nèi)部云臺(tái)實(shí)現(xiàn)的算法處理，根據(jù)SPI控制器1031的寄存器選擇預(yù)置點(diǎn)， 從存儲(chǔ)電路102中的一片SRAM中讀取視頻數(shù)據(jù)而后進(jìn)行相應(yīng)的云臺(tái)效果動(dòng)作；Frame幀切 換控制器1034負(fù)責(zé)存儲(chǔ)電路102中的兩片SRAM進(jìn)行乒乓切換，保證視頻的實(shí)時(shí)顯示。本實(shí)用新型的工作原理如下 本實(shí)用新型的視頻處理電路工作時(shí)，需要通過(guò)外部端口 104接入一個(gè)5V的直流電 源，該電源通過(guò)穩(wěn)壓電路101產(chǎn)生3. 3V和+1. 8V穩(wěn)壓電源，該電源提供給MCU協(xié)議轉(zhuǎn)換電 路100、視頻AD轉(zhuǎn)化電路01、視頻DA轉(zhuǎn)化電路02、存儲(chǔ)電路102以及CPLD云臺(tái)功能實(shí)現(xiàn) 模塊103，同時(shí)還需接入PAL制式的攝像頭以及模擬屏顯示模塊。當(dāng)MCU協(xié)議轉(zhuǎn)換電路100 接收到上位機(jī)的PELCO-D云臺(tái)控制協(xié)議時(shí)，將云臺(tái)協(xié)議的信息轉(zhuǎn)換為CPLD云臺(tái)功能實(shí)現(xiàn) 模塊103內(nèi)部的云臺(tái)協(xié)議，通過(guò)MCU自定義的SPI發(fā)送控制信息給CPLD云臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)模塊103。視頻AD轉(zhuǎn)化電路01將攝像頭的模擬視頻轉(zhuǎn)化為ITO656格式數(shù)字視頻，而后進(jìn)入 CPLD云臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)模塊103，CPLD云臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)模塊103從數(shù)字視頻中提取有效像素后， 將視頻數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)電路102。存儲(chǔ)電路102由兩片SRAM組成，構(gòu)成乒乓切換實(shí)現(xiàn)視頻的 實(shí)時(shí)顯示。CPLD云臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)模塊103由四個(gè)部分組成，SPI控制器1031、VCAP抓拍控制器 1032、VDI S顯示控制器1033以及Frame幀切換控制器1034。其中SPI控制器1031接收 MCU協(xié)議轉(zhuǎn)換電路100發(fā)過(guò)來(lái)的協(xié)議控制信息，寫入對(duì)應(yīng)的寄存器，VDIS顯示控制器1033 進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)算法處理，增大視頻數(shù)據(jù)量，而后根據(jù)協(xié)議控制寄存器來(lái)選擇所進(jìn)行的云臺(tái) 動(dòng)作，F(xiàn)rame幀切換控制器1034協(xié)調(diào)兩片存儲(chǔ)芯片SRAM，通過(guò)乒乓切換實(shí)現(xiàn)視頻的實(shí)時(shí)顯示ο
權(quán)利要求一種可視對(duì)講系統(tǒng)的視頻處理電路，其特征在于包括視頻AD轉(zhuǎn)化電路、MCU協(xié)議轉(zhuǎn)換電路、穩(wěn)壓電路、存儲(chǔ)電路、CPLD云臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)模塊和視頻DA轉(zhuǎn)化電路，所述視頻AD轉(zhuǎn)化電路將攝像頭的模擬視頻轉(zhuǎn)化為ITU656格式數(shù)字視頻，而后進(jìn)入CPLD云臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)模塊，CPLD云臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)模塊從數(shù)字視頻中提取有效像素后，將視頻數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)電路；存儲(chǔ)電路由兩片SRAM組成，用于切換實(shí)現(xiàn)視頻的實(shí)時(shí)顯示；MCU協(xié)議轉(zhuǎn)換電路分別連接CPLD云臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)模塊、視頻AD轉(zhuǎn)化電路和視頻DA轉(zhuǎn)化電路；視頻DA轉(zhuǎn)化電路連接CPLD云臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)模塊；所述穩(wěn)壓電路分別為各模塊供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可視對(duì)講系統(tǒng)的視頻處理電路，其特征在于所述CPLD云臺(tái) 功能實(shí)現(xiàn)模塊由SPI控制器、VCAP抓拍控制器、VDIS顯示控制器以及Frame幀切換控制器 四個(gè)部分組成，其中SPI控制器接收MCU協(xié)議轉(zhuǎn)換電路發(fā)過(guò)來(lái)的協(xié)議控制信息，寫入對(duì)應(yīng)的 寄存器；VCAP抓拍控制器用于從視頻AD轉(zhuǎn)化電路轉(zhuǎn)化后的數(shù)字視頻中提取有效的視頻數(shù) 據(jù)，并寫入存儲(chǔ)電路中；VDIS顯示控制器進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)算法處理，增大視頻數(shù)據(jù)量，而后根 據(jù)協(xié)議控制寄存器來(lái)選擇所進(jìn)行的云臺(tái)功能的動(dòng)作；Frame幀切換控制器協(xié)調(diào)兩片存儲(chǔ)芯 片SRAM，通過(guò)乒乓切換實(shí)現(xiàn)視頻的實(shí)時(shí)顯示。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可視對(duì)講系統(tǒng)的視頻處理電路，其特征在于所述視頻AD轉(zhuǎn) 化電路包含一塊視頻AD/DA IC，用于將攝像頭的PAL制式的CVBS模擬視頻轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的 ITU656格式的視頻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可視對(duì)講系統(tǒng)的視頻處理電路，其特征在于所述視頻DA轉(zhuǎn) 化電路包含一塊視頻AD/DA IC,該電路用于將CPLD云臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)模塊中的VDIS顯示控制 器傳送過(guò)來(lái)的ITO656格式的數(shù)字視頻流轉(zhuǎn)化為模擬視頻，在模擬顯示屏上顯示。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可視對(duì)講系統(tǒng)的視頻處理電路，其特征在于所述MCU協(xié) 議轉(zhuǎn)換電路包含一顆51內(nèi)核的單片機(jī)U3，通過(guò)接收外部串口的云臺(tái)控制協(xié)議信息轉(zhuǎn)換為 CPLD內(nèi)部的云臺(tái)控制協(xié)議信息，同時(shí)將轉(zhuǎn)換后的控制協(xié)議信息通過(guò)SPI控制器發(fā)送給CPLD 云臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可視對(duì)講系統(tǒng)的視頻處理電路，其特征在于所述穩(wěn)壓電 路主要由兩個(gè)線性穩(wěn)壓電源芯片組成，是把外部輸入的電源穩(wěn)成各個(gè)功能模塊所需要的 +3. 3V電源，以及視頻AD轉(zhuǎn)化電路所需的+1. 8V電源，同時(shí)對(duì)輸入的外部電源進(jìn)一步濾波。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可視對(duì)講系統(tǒng)的視頻處理電路，其特征在于所述存儲(chǔ)電路 由兩片SRAM組成，用于緩存CPLD云臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)模塊中的VCAP抓拍控制器抓取的有效視頻 數(shù)據(jù)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種可視對(duì)講系統(tǒng)的視頻處理電路，包括視頻AD轉(zhuǎn)化電路、MCU協(xié)議轉(zhuǎn)換電路、穩(wěn)壓電路、存儲(chǔ)電路、CPLD云臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)模塊和視頻DA轉(zhuǎn)化電路，視頻AD轉(zhuǎn)化電路將攝像頭的模擬視頻轉(zhuǎn)化為ITU656格式數(shù)字視頻，而后進(jìn)入CPLD云臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)模塊，CPLD云臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)模塊從數(shù)字視頻中提取有效像素后，將視頻數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)電路；存儲(chǔ)電路由兩片SRAM組成，用于切換實(shí)現(xiàn)視頻的實(shí)時(shí)顯示。本實(shí)用新型所述的利用CPLD方法的實(shí)現(xiàn)電子云臺(tái)功能是利用視頻數(shù)據(jù)處理算法，在內(nèi)部實(shí)現(xiàn)云臺(tái)的功能，使用環(huán)境穩(wěn)定。
文檔編號(hào)H04N7/18GK201774623SQ201020108580
公開日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2010年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月4日
發(fā)明者朱瑩, 謝禮龍 申請(qǐng)人:福建省冠林科技有限公司