视频获取与处理技术课件.ppt

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1、4.3.3视频采集卡工作原理视频采集卡工作原理如右图。可分成6个主要部分包括TV-coder功能。视频获取与处理技术1.A/D变换和数字解码TDA8708/TDA8709接收摄像机、录像机等彩色电视信号，转换为8位数字信号。数字信号经SAA7191数字式多制式解码器，输出YUV信号。YUV输出根据不同的采样有固定格式。2.窗口控制器－Pc-Video窗口控制器芯片82C9001A用于视频的获取、叠加、显示。PC总线接口：主机访问PcVideo内部功能由这部分控制，如帧存储器地址映射、帧存储器读写等。视频获取与比例变换：场选择、输入窗口的大小定义、视频数据比例变换。比例范围可以是原图的1/64-

2、64/64。改变比例靠周期性地减少象素和扫描行实现。视频获取与处理技术VRAM读写、刷新控制：视频获取输入和主机读写都是通过VRAM的随机读写端口，需进行访问和选体控制。输出窗口VGA同步、色键控制部分：驱动帧存储器的数据同VGA的视频信号同步读出，以实现捕获视频与VGA信号的叠加。视频获取与处理技术3.帧存储系统从视频源采集到的信号，经A/D变换、数字解码，在窗口控制器的控制下，存入帧存储器。74ns/象素。显示系统每隔74ns从帧存储器取一个象素，供VGA实时显示/或叠加显示。计算机可以通过视频窗口控制器，对帧存储器的内容读写。如进行压缩编码处理、发往信道传输等。目前技术采用双体存储器，即

3、顺序的两个象素打入两个存储体，以缩短存取时间。4.数模转换和矩阵变换D/A转换器SAA9065把YUV数字信号转换为模拟信号，TDA4680把YUV信号变换为RGB信号。视频获取与处理技术5.视频信号与VGA信号叠加采集来的视频信号是经PCVideo同步处理的，与VGA信号完全同步。使用交替切换两路信号即可实现信号叠加。该电路使用74HCT4053模拟开关电路实现。6.数字式多制式视频信号编码：TV-Coder将视频采集信号和VGA信号叠加。再转换为某种制式的电视信号。编码器芯片为SAA7199。视频获取与处理技术4.3.4DSP技术计算机获取图像后，其中一个重要应用是进行处理。如图像识别、压

4、缩、图像增强等。这些处理需进行大量的数学运算，如：点处理：常用于对比度增强、密度非线性校正、阈值处理、伪彩色处理等。处理方法是对象素数据实施数学变换。如对数变换，可实现暗区对比度扩张。二维卷积运算：常用于图像平滑、尖锐化、轮廓增强、空间滤波、模板匹配等。若用MxM卷积核矩阵对一幅图进行卷积时，每个象素的输出需MxM次乘法和MXM-1次加法。二维正交变换：如FFT、DCT和K-L变换等。用于图像增强、复原、数据压缩等。视频获取与处理技术坐标变换：常用于图像放大、缩小、旋转、移动等。统计量计算：如计算密度直方图、均值、协方差矩阵等。用于K-L变换、图像分割等。图像的上述处理都是十分复杂的。例子：装

5、配机器人视觉系统，其识别零件的理论和算法都已解决，但处理一幅512X512X8bit的图像，把零件与其背景、零件和零件分割出来，算法中使用3X3卷积运算，对应25fps的实时处理，需512*512*9*2*25/s=118MOPS。要求CPU速度10-100倍，即1180-11800M,运算速度要求惊人。解决办法：大型机、小型高速阵列机和专用处理芯片(DSP)。DSP是最经济的方案。它牺牲了计算机的通用性，针对视频信号二维向量特点及大量的向量乘、加运算，专门设计，直接用硬件实现算法(如卷积运算、DCT变换等),不采用VonNeumann结构,而采用HARVARD结构。视频获取与处理技术DSP的

6、结构DSP使用VLSI技术，是一种集成度很高的数字信号处理器芯片，主要用于图像、语音等的信号处理，自1987年以来，DSP产品越来越多，应用也越来越广泛。DSP采用一种非VonNeumann结构－HARVARD结构。典型的HARVARD结构使用双体存储器，分别保存数据和指令(程序),通过独立的总线从分离的存储器中并行地取指令和数据。使用了HARVARD结构的DSP，一个时钟周期就可完成一般微处理器需25个时钟周期完成的一次乘法运算。DSP一般使用更灵活的、适合二维向量处理的流水线结构。如INMOS公司的卷积芯片A110，21个加法器可组成NXM结构，以适应不同的卷积核。视频获取与处理技术DSP

7、举例①INMOS公司的A110卷积器。做3X7卷积，卷积系数矩阵为Cij,I=1,2,3;j=1,2,…7，如图所示的二维流水线结构。流水线冲满时一个时钟脉冲即可输出一个卷积结果：视频获取与处理技术②C-Cube公司的CL450MPEGⅠ解码器。它有自己的CPU和DRAM，DRAM里是用于解码的微程序。主机通过主机接口向CL450发送压缩数据流和宏命令。视频获取与处理技术③Creative公司的专