数字视频录像机（精选7篇）
数字视频录像机 篇1
随着视频压缩技术的迅猛发展, 新的视频压缩标准不断推出。MPEG-4是由国际运动图像专家组 (MPEG) 在继MPEG-1和MPEG-2之后, 制订的又一个ISO/IEC标准, 即ISO/IEC 14496。它能够获得更高的音/视频压缩率, 具有基于内容的交互能力。目前, 国内外许多公司都在开发有关MPEG-4视频标准的产品, 最具代表意义的即是数字视频录像机 (DVR) 。
1 数字视频录像机的硬件设计
在基于S3C2410与AT2042的数字视频录像机的设计和实现中, 其终端设备以Samsung公司的32位处理器S3C2410为主控处理器, 利用Pentamicro公司的AT2042芯片完成双通道视频编码与解码, 其视频录像功能具有高分辨率和高质量。本文将介绍此终端的系统整体设计, 并详细分析系统软硬件设计, 最后给出测试结果和结论。根据市场的需求, 本系统预计实现下列几项指标:
(1) 实现对视频数据的MPEG-4标准的编解码;
(2) 编解码像素为720X576像素点, 实现25 f/s;
(3) 实现JPEG编码和解码;
(4) 实现USB/SD卡储存。
1.1 基于S3C2410与AT2042的数字视频录像机整体设计
该系统主要依靠AT2042的编解码功能, 系统的硬件框图如图1所示, 它主要由视频编码子系统、主控系统、数据处理子系统和视频解码子系统4大部分构成。
韩国Pentamicro公司生产的AT2042芯片的功能模块如图2所示, AT2042 是一个内置微控制器ARM946E 的2 通道音视频编解码 (A/VCODEC) 芯片, 主要完成对视频和语音数据的编码和解码, 支持多种音视频编解码标准, 可直接与IBM, Motorola, ARM, Xscale 和Axis 等多种CPU接口, 无需其他附加电路。
1.2 视频编解码电路设计
视频编解码电路主要包括视频编解码电路和视频压缩/解压芯片AT2042。其中, AT2042 主要负责对数字视频数据进行硬件压缩和解压缩, 而视频编解码电路则是基带模拟视频信号和AT2042 之间的一个接口电路, 它包括一个视频编码芯片和一个视频解码芯片, 主要负责视频数据的模/数和数/模转换, 以及数字视频信号格式的转换。在压缩编码过程中, 输入的NTSC/PAL/SECAM视频信号先经过视频解码芯片进行前端处理, 产生符合AT2042 视频接口标准的8 b ITU-R BT.656数字视频信号。在外部主CPU 的控制下, 该数字视频数据由压缩/解压芯片AT2042 进行硬件压缩编码, 产生的编码数据流通过芯片内部集成的Mux FIFO 接口输出。网络视频服务器的解压缩编码是压缩编码的逆过程, 需要解压的数据流通过AT2042内部集成的Demux FIFO 接口输入。视频采集接口框图如图3所示:
摄像头采集输出信号为NTSC, PAL或SECAM制式的电视信号, 必须经过视频解码处理才能转化成适合AT2042进行编码的数字信号。TVP5150是TI公司生产的一款电视信号解码专用芯片, 它对输入的模拟信号进行A/D转化, 通过设置相应的寄存器可以使输出信号满足RGB格式或YUV422格式。由于在本系统中AT2042视频接口满足ITU.RBT656标准, 故TVP5150输出配置为8位YUV422格式。如图4所示。
现在的数字电视视频接口还没有实现统一的工业标准, 故在视频输出端设计时, 仍使用现在比较流行的A/V接口或S-video接口。由于上述2种接口传输的为模拟电视信号, 故在AT2042的视频输出端口需要增加一级处理, 即将数字信号转化为模拟电视信号。在后端设计中选用SAA7121, 它是一款专用的电视信号编码芯片, 可以将输入的数字信号经过内部的D/A转化为适于传输的模拟电视信号, 通过配置相应的寄存器可以输出满足S-video接口或复用接口的信号。
1.3 AT2042的主机接口
主控CPU (S3C2410) 和AT2042 是数字视频录像机的核心处理芯片, S3C2410 控制整个数字视频录像机系统的运行, AT2042 除完成对视频信号的硬件压缩编码外, 还可对压缩后的视频数据进行硬件解压缩。AT2042 压缩编码后的视频数据通过芯片内部集成的Mux FIFO接口输出后, 外部主CPU 负责对其进行USB存储器处理, 处理后的视频数据可以存储在物理介质上, 以便在需要时通过键盘操作进行回放。
图5为S3C2410与AT2042接口框图。
AT2042的CPU_SEL[2:0]是主控CPU选择引脚, 经配置这几个引脚的高低电平, 使AT2042可选择主控CPU, CPU_SEL[2:0]为010选择ARM结构芯片;
nCS, nWAIT等为总线控制信号线;
HCLK是AT2042主机接口的工作时钟, 一般要求工作在50 MHz, 当S3C2410 在复位后设置FCLK为200 MHz, HCLK为100 MHz, PCLK为50 MHz。故将S3C2410的PCLK引脚与AT2042的HCLK引脚相连。
通过这种机制, S3C2410可以实现简单的访问AT2042。
AT2042 与CPU的通信机制如图6所示, CPU对AT2042的控制和访问主要通过AT2042的2个寄存器 (status register和command register) 和4个FIFO (Tx FIFO, Rx FIFO, Multiplex FIFO和De-Multiplex FIFO) 完成。
2 数字视频录像机的软件实现
数字视频录像机系统的软件设计包括:Bootload 代码的编写、Linux 操作系统的内核生成和Linux下驱动程序和应用程序的开发、文件系统的生成和配置以及用户应用程序4大块。
数字视频录像机软件开发的整体架构如图7所示。
2.1 系统启动Bootloader程序设计编写
Bootloader是系统启动时执行的第一个程序, 其主要完成对硬件系统的初始化。具体包括:S3C2410的初始化、TVP5150功能配置、SAA7121功能配置、加载AT2042固件、以太网及串口初始化。由于在开机时要显示开机画面, 故除在Bootloader中初始化相应硬件资源外, 还应将开机画面的图片数据, 传送到AT2042 SDRAM中。Bootloader整体流程图如图8所示。
显示开机画面, 其主要通过AT2042的JPEG解码功能来实现。首先配置AT2042的JPEG解码功能, 将要显示图像先以头文件的形式添加到程序中, 当需要显示时再将图像数据发送给AT2042。
2.2 Linux系统的配置及设备驱动程序的编写
本系统使用的是Linux2.4.18内核, 在内核配置中需增加以下几个内容:由于本系统中要实现对视频编码数据的存储, 故要添加内核配置中USB support选项中的USB Mass storage support;在调试时需要通过以太网来烧些程序, 故内核配置时需添加LAN91C111网卡驱动, 方法为在NetWork device support选项下选择SMC91111 support, 同时内核要支持各种文件系统, 需在File system选项下进行相应配置。
系设备驱动程序主要完成以下的功能:
AT2042 设备驱动子模块系统调用是操作系统内核和上层应用程序之间的接口, AT2042 设备驱动子模块是操作系统内核和AT2042 硬件设备之间的接口。操作系统内核向AT2042设备驱动子模块提供内核API 和其他的内核支持。AT2042 设备驱动子模块为上层应用程序屏蔽了AT2042硬件的细节, 这样在应用程序看来, AT2042 硬件设备只是一个设备文件, 应用程序可以像操作普通文件一样对AT2042 硬件设备进行操作。AT2042 设备驱动子模块作为系统内核的一部分, 主要完成对AT2042 的初始化、编解码数据的读写、以及编解码功能参数的设置。包含的功能函数主要有模块入口函数、设备操作函数集合和中断服务程序等。
2.3 数字视频录像机应用软件的设计与实现
(1) 界面显示与菜单功能的设计与实现。
界面和菜单的显示是通过AT2042的OSD (on Screen Display) 功能来实现的, AT2042共有3个显示层面, 分别为底层是背景层、中间是回放层, 顶层是OSD层。
OSD层支持16色的调色板。由于AT2042自身没有相应的ROM存储OSD所要显示的图片及文字数据, 故在利用OSD功能来显示图片或文字时, 首先要将需显示的图片或文字数据加载到AT2042的SDRAM中, 然后调用显示功能将图片或文字显示在OSD层上。
这个功能的实现过程中主要调用以下2个函数:
void at2042_load_font (uns8 *font_data, uns32 font_data_size) 该函数的主要功能是把要显示的数据加载到AT2042的SDRAM中, 同时设置显示位置, 即垂直、水平像素点的位置。
void osd_on_off (uns8 temp) 该函数的功能是打开或关闭OSD模式。
(2) MPEG-4视频编码实现。
该功能主要利用AT2042来实现。首先, 配置相应的编码寄存器, 例如编码模式、编码像素点、编码帧率及设置编码流格式 (PES, PS, TS) 等。本系统中采用MPEG-4模式、720X576、每秒25帧及生成PES流来对视频数据进行编码。
AT2042视频编码的流程如图9所示。
实现这一功能主要通过对以下几个函数的调用:
void set_encoder_parameter (uns16 hsize, uns16 vsize, uns8 rate, uns8 mode) 该函数用来设置编码参数;
void video_encoder_start (uns8 mode) 该函数用来启动AT2042的编码功能;
void video_encoder_stop (uns8 mode) 该函数用来关闭AT2042的编码功能;
void encoding_stream_read (uns8 *data, uns32 data_size) 该函数实现将编码数据从MuxFIFO中读出。
(3) 解码功能实现。实现的具体流程如图10所示。
实现这些功能主要通过对以下几个函数的调用:
void set_decoder_parameter (uns16 hsize, uns16 vsize, uns8 rate, uns8 mode) 该函数用来设置解码参数;
void video_decoder_start (uns8 mode) 该函数用来启动AT2042的解码功能;
void video_decoder_stop (uns8 mode) 该函数用来关闭AT2042的解码功能;
void get_file_length (const char *file_name) 该函数用来获取文件的长度;
void video_replay (const char*file_name, uns8 mode) 该函主要实现对视频文件的播放控制, mode控制播放模式 (暂停、快进、快退) 。
3 测试结果
实验结果进行测试, 可以采用2套方案来完成。
(1) 使用自行设计的硬件平台, 在该平台上完成对视频编解码的测试。
图11为在本系统平台上对编码数据的解码播放截图。
(2)
将编码后的视频文件拷贝到PC机上, 应用Media Player、暴风音影和风雷音影等视频播放软件对编码结果进行测试, 同时可以对比解码播放的效果。
因为本系统中视频文件是以PES流形式保存到储存介质, PES满足ISO13818标准, 所以PC平台上的普通视频播放器都能播放该文件。图12是用风雷音影播放器对编码结果进行解码播放的截图。
由图可以看出, 解码出的视频文件是720X576像素点, 解码播放的速率为25.59 f/s。画面没有出现失真现象, 没有明显的块效应。由表1中的数据可得, 在使用AT2042对静止图像编码时, 可实现接近100∶1的压缩比, 在对动态画面进行编码时, 可以实现40∶1的压缩比。
4 结 语
本文详细介绍基于专用视频编解码芯片AT2042的数字视频录像机系统的硬件设计和软件开发流程。该系统已实现对视频数据的编码和解码, 同时实现了MPEG-4/MPEG-2/MPEG-1 H.263视频标准, 并已作为成型产品推向市场。
参考文献
[1]王学龙.嵌入式Linux系统设计与应用[M].北京:清华大学出版社, 2001.
[2]周立功.ARM嵌入式Linux系统构建与驱动开发范例[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2006.
[3]Pentamicro.AT204x_DataSheet_v20 (Eng) [EB/OL].www.pentamicro.com.
[4]李严.基于ARM7TDMI和μClinux的嵌入式MPEG4网络视频终端及服务器[D].浙江:浙江大学, 2006.
[5]王卉, 吴庆洪.MPEG-4嵌入式视频解码系统的研究与实现[J].现代电子技术, 2007, 30 (18) :149-151, 155.
[6]于雪莲, 陈钱.基于MPEG-4网络视频服务器的研制[J].现代电子技术, 2007, 30 (16) :122-123, 127.
智能摄像机:视频分析的力量 篇2
于是各种先进的图像处理软件应运而生。视频分析使得各组织机构能够充分利用其摄像机提供的海量视频镜头。它可以实时生成自动警报和相应措施信息, 提出预警, 通过标注相关数据来突出包含在视频流中的重要信息, 并提供情报和分析意见。简言之, 它使视频流更易于管理。
边缘视频分析
目前可用的视频分析应用软件涉及运动检测、人脸识别、摄像机防破坏报警、人员计数、虚拟警戒线等。此外, 视频分析也越来越多地被用于商业智能目的, 例如, 零售店通过视频分析了解顾客行为和改善顾客体验。
视频分析使得监控系统能够提供更具针对性的信息, 而不只是未经编辑的视频流, 所以视频分析能够提供众多的好处:更加有效地利用工作人员, 降低工作负荷, 更加迅速地获取存储的视频等。所以, 少量的操作人员就能够监控大型系统, 并对发现的情况进行快速响应。
此外, 还有一个好处:视频分析能够极大地降低网络负荷和存储需求, 并能够降低有关的成本。由于每台摄像机就是一台微型计算机, 所以处于网络边缘的摄像机至少能够处理和分析自己获取的部分数据。再也无需昂贵的专用中央分析处理器, 需要通过网络传输的数据大大减少, 未经压缩的馈送视频也可以进行分析。这样一来, 整体架构变得非常灵活且极具成本效益。以往通常只能处理几条视频流的分析系统, 现在则能够同时处理数百条视频流。
有了视频分析软件的触发, 摄像机还可以仅记录和传输那些包含了活动的视频, 因此进一步减少了视频数据和存储需求。
某些专业的应用, 比如人员计数和牌照识别, 只需要具体的数据而非整个的视频镜头, 此时通过摄像机进行视频分析对于网络和服务器的负荷有着显著的影响。摄像机仅提取并发送所需的数据和信息, 也许几个相关的镜头便足矣。
解决实际问题
从基本的摄像机增强型软件到复杂的视频分析系统, 视频分析应用软件可以量身定制, 以满足各种网络摄像机的多样化需求。它们还可以不断扩展, 以满足大多数的应用情形和场景, 但前提是摄像机厂商必须提供一个开放式的应用软件开发平台, 方便整合第三方解决方案。免费的、行业标准的应用编程接口保证了各种视频分析算法能够简便地嵌入, 最终形成先进的视频应用软件, 解决实际的问题。市场研究专业公司Markets and Markets预计, “到2020年, 视频分析市场规模将达到39.712亿美元, 远高于2015年的15.379亿美元。”而且, 随着视频分析技术的成熟, 更多低成本、易于安装和配置的解决方案将现身于市场。
数字录像机日常维护及检修办法 篇3
我台播控系统主要使用SONY的MSW—M2100P、MSW—M2000P, JVC的BR—D50ECX、BR—D52EC几种机型。录像机能否在较长时间内保持良好的工作状态直接影响到优质播出, 录像机的日常维护及检修极为重要, 下面就我部录像机日常维护及检修办法归纳介绍。
一、基础理解
1、数字视频磁带记录的特点
数字磁带记录是把模拟信号变换成数字信号并记录于磁带之上。模数转换是对输入的分量信号Y/R-Y/B-Y分别进行的, 取样频率分别为13.5M赫兹、6.75M赫兹、6.75M赫兹 (数字BETACAM、BETACAM SX) 。采用方形像素、8bit线性量化PCM编码方式。
相对模拟记录, 数字磁带记录的失真、杂波和复录对图像质量的影响较小, 同时可采用多磁头并行录放技术来解决最短记录波长及磁头-磁带相对速度的最高值受限问题。
2、数字磁带录像的特征与要求
模拟录像机糊磁头时, 随着程度的加重, 画面上的噪波逐渐加大, 同时RF电平表指示的数值逐渐减小。其图像劣化曲线相对平缓, 且图像质量的下降先是噪波增加, 严重时图像出现雪花或模糊。而数字录像机采用数字压缩方式对记录信号进行处理, 为了保证图像质量, 在机器中加入了很强的误码校正电路, 重放过程通过误码矫正, 甚至采用误码隐蔽技术, 即使是在读出信号较差的情况下 (RF电平低) 仍可以保证较高的图像质量。所以即使糊磁头产生了误码, 只要在误码校正的阈值范围内, 都能保证高质量的重放。但是一旦信道质量超过阈值, 画面就会突然劣化, 图像质量迅速下降, 出现马赛克, 严重时甚至黑屏, 没有图像输出。CHANNEL CONDITION指示灯也会从绿变黄或红。
特别要注意的是模拟录像机的图像劣化在任何画面上都可以得到确认, 而数字录像机的图像劣化只有在动态画面上方可确认, 往往记录彩条时图像良好, 看不出任何问题, 但记录活动画面时, 活动部分的边缘就会产生区域噪波, 出现马赛克。长时间使用的录像机, 模拟记录的画面质量随着时间渐渐劣化, 产生过调制, 而数字记录的画面质量在使用一定的时间后突然发生劣化, 出现马赛克。
模拟录像机的图像劣化同RF波形的凹陷部分相对应, 但数字录像机的图像劣化却没有这种对应关系。
数字录像机由于其很高的记录密度而采用了具有精细金属磁粉及表面烫整技术的金属磁带。平滑的磁带表面虽然有利于磁带与磁头的紧密接触而提高输出效率, 但是平滑磁带表面其研磨力较弱, 对磁头的自清洁作用不强, 一旦糊磁头, 简单的快进快退操作其清洁作用就不明显。
综上所述不难发现, 数字录像机的日常维护与检修尤为重要。
二、日常维护:
1、日常维护与清洁:
我们大家都碰到过在新磁鼓更换后每隔一段时间就会发生图象质量劣化, 有时频繁发生, 而清洁就好的现象, 这是由于外部环境问题机器外表、内部会有很多灰尘, 以及磁带磁粉脱落, 这样就会加快磁头的磨损, 通路变差, 进而会引起重放、记录图像质量劣化, 频繁的使用清洁带会减少磁鼓的使用寿命, 加大维修成本。通过日常维护延长机器使用寿命, 对录像机的外部、内部进行彻底清洁除尘, 对磁带运行通路的导杆、CTL磁头、AT磁头、主导轴等进行清洁调整, 使机器保持一个良好的工作状态。
2、检修办法:磁鼓的清洁
2) 视频磁头的清洁
3) 磁带清洁器、磁鼓清洁轮的检查
a、定时清洁磁带清洁器。
b、ATE、CTL、全消头的清洁
c、带盘的清洁
d、导杆的清洁
注:录像机应在关机状态下进行清洁;切勿使清洁布接触到录像机中有油的部件;切忌使用脏布, 可用清水洗净清洁布并晾干后使用;切勿使用蘸有清洁剂的清洁布清洁录像机中的结露感应装置, 一旦脏了可用干的清洁布进行清洁。4) 整机、电扇的清洁
三、定期保养:
定期保养主要是部门根据相关设备的维修调整手册, 为了防范机械系统、驱动系统的磨损和老化所造成的故障及隐患而进行的。以SONY录像机为例T2所示时间 (1000、3000小时) 为标准或根据机器的具体使用状况, 定期保养的主要内容分为三项保养:
1) 机械保养:以T2=1000小时为标准, 对压带轮、清洁轮、穿带电机、闸靴进行更换 (因为它们的安全寿命为1000小时) , 同时必须检查电机特性、张力大小, 在保证安全使用的情况下节约我们的维修成本。
2) PMC A类 (1000小时大修换鼓) :就是以T2=1000小时为基准, 更换上磁鼓、压带轮、清洁轮、穿带电机、闸靴等。同时必须进行射频波 (RF) 的通路调整、CTL位置、AT磁头位置、开关点调整、射频波 (RF) 的电平调整、亮度 (Y) 和色度 (C) 的失落调整、张力检查以及输出幅度检查等。
3) PMC B类 (3000小时大修换鼓) :我们以T2=3000小时为标准, 将上述零件与A类保养相结合进行B类保养, 通过对机械系统、伺服系统、电路系统进行更规范的检查、调整, 从而使维护保养后的机器达到安全和理想的状态。
在实际使用过程中我们发现, 由于我台播控机房环境较好, 录像机使用率较低, 因此我们对备播录像机的清洁与保养周期要远远大于厂商要求 (约) 。而上载机房由于环境较差, 录像机使用率较高, 因此, 对上载录像机的清洁与保养周期接近于设备标准要求。
数字录像机的磁头、磁带及其保养 篇4
定期保养:通过对磨损零件的更换和对其它机械零件进行清洁、加油等, 对机械系统、电路系统进行更规范的检查、调整, 从而使维护保养后的机器达到安全和理想的状态。
日常维护、清洁:由于外部环境的问题, 机器外表、内部会有很多灰尘, 以及磁带磁粉脱落, 这样就会加快磁头的磨损, 通路变差, 进而会引起重放、记录图像质量劣化, 频繁的使用清洁带会减少磁鼓的使用寿命, 加大维修成本。通过日常维护, 使机器保持一个良好的工作状态。
一、定期保养的主要内容 (以PVW系列为例)
定期保养主要分为三项保养 (1) 机械保养 (2) PMCA类 (3) PMCB类
PMC定期维护 (清洁) 的内容 (以录像机为例)
1. 磁鼓的清洁
清洁方法:用麂皮沾酒精顺着磁鼓旋转方向擦磁鼓的表面。
2. 视频磁头的清洁
清洁方法:只能用清洁带。在清洁后, 机器自录自放时的RF表指针一定要在绿区内 (3—5) , 如不符合指标要再一次使用清洁带清洁, 否则会造成磁头片的永久性伤痕。
3. 磁带清洁器、磁鼓清洁轮的检查
定时清洁磁带清洁器。定时更换磁鼓清洁轮, 否则磁鼓清洁轮上的脏东西就会反过来损伤磁鼓。
4. 压带轮、主导轴的清洁
清洁方法:用纱布沾酒精清洁。千万不要用稀料或石油醚。
5. ATE、CTL、全消头的清洁
清洁方法:用麂皮沾酒精清洁。
6. 带盘的清洁
清洁方法:用纱布沾酒精清洁。
7. 导杆的清洁
经常清洁走带通路的导杆, 可以减少磁带的划伤。
8. 整机、电扇的清洁
定时用强力吹风机在室外吹干净整机的尘土是非常必要的, 它可以减缓设备的老化。电扇的清洁尤为重要, 它是将尘土带入机内的主要通道。
二、数字磁带记录的原理与特点
1. 视频磁带记录原理简介
录像机的工作过程, 实际上是一个电-磁-电的换能过程, 其基础是利用铁磁物质的剩磁特性, 靠磁头在磁带上“扫描”来实现的:在记录时, 录像机的磁头绕组中通以信号电流, 铁芯中就产生磁通, 并在磁头缝隙周围产生强度与信号电流成正比的磁场, 紧贴磁头工作缝隙运行的, 涂敷着硬磁性材料 (磁粉) 的磁带, 在离开磁头缝隙的瞬间就会形成与磁头缝隙附近磁通成正比的剩磁, 留下一条条磁迹。磁迹上各点的剩磁 (Br) 强弱和极性, 由磁头缝隙间的磁场强弱和极性决定, 实际上也就是由信号电流的大小和方向所决定。由于输入到磁头绕组的是随时间变化的信号电流, 而在磁带上留下的却是按空间分布的磁迹。这样, 电信号的频率 (f) 便与磁迹的记录波长 (被记录信号的一周期内, 在磁带上留下的磁迹长度) 有着对应关系:记录波长 (入) =扫描速度 (v) /信号频率 (f) 。为了获得满意的图像质量, 视频系统的上限频率一般均在5M赫兹以上, 不仅具有远大于音频信号 (<20KHz) 的高频频率, 而且还具有更大的倍频程 (音频信号20Hz-20Kz约10个倍频程) , 因此录像机均采用了有效提高扫描速度的旋转磁头方案 (不同于音频记录的固定磁头) 和压缩倍频程的调频记录方式 (区别于音频的偏磁记录) 。
2. 数字视频磁带记录的特点
数字磁带记录是把模拟信号变换成数字信号并记录于磁带之上。模数转换是对输入的分量信号Y/R-Y/B-Y分别进行的, 取样频率分别为13.5M赫兹、6.75M赫兹、6.75M赫兹 (数字BETACAM、BETACAM SX) 。采用方形像素、8bit线性量化PCM编码方式。
相对模拟记录, 数字磁带记录的失真、杂波和复录对图像质量的影响较小, 同时可采用多磁头并行录放技术来解决最短记录波长及磁头-磁带相对速度的最高值受限问题。
3. 磁头、磁带与磁迹
磁头是录像机 (包括模拟和数字) 最重要的关键部件之一。由其构成材料不同有铁体磁头、Sendust (铁硅铝合金) 磁头和非晶体磁头之分。由于现在的数字录像机均采用了矫顽磁力高达1500高斯的金属磁带, 要在这种磁带上得到最佳的记录效果, 就必须选择饱和磁通密度 (Bs) 大的磁性材料来制作磁头, 以防止磁头尖的饱和效应。影响磁头性能的几何参数主要是缝隙宽度和缝隙深度。缝隙损耗主要取决于缝隙宽度, 减少缝隙宽度可以提高最高工作频率。但缝隙变小, 其磁阻也变小, 重放效率降低, 使输出变小。缝隙深度影响磁头的寿命和电感量。缝隙深度越大, 使缝隙磁阻减小, 磁头电感量加大, 高频响应不好, 且重放效率低。录像机实际工作时, 磁头要记录各种频率的信号。为了使输出最大, 必须仔细设计和调教记录放大器的特性, 使其对各种频率都能均衡到最佳状态。
三、定期清洁保养
1. 定期清洁保养的重要性
要想使专业录像机录放良好的画质和音质, 保证机器工作在稳定正常的工作状态是至关重要的。与使用氧化物磁带的U-matic或虽然是金属磁带, 但记录密度较低的Betacam SP相比, 采用短记录波长、高密度记录的数字录像机对磁头与磁带之间的接触及整个磁带、信号通道指标要求更加严格。在记录及重放这些信号时, 磁带通路保持更高的精度及信号通道保持良好的指标, 就显得尤为重要。
2. 清洁的目的和方法
如果您长时间使用录像机而没有清洁, 那么使用环境中的尘埃就会逐渐聚集, 并附着在磁头上。甚至划伤磁头表面, 妨碍磁头与磁带之间良好的接触, 进而导致磁头的记录和重放功能趋向减弱, 降低画质和音质。这是影响使用金属磁带的数字录像机图像质量的主要原因之一。定期清洁能保持机器良好的画质、音质.清洁的方法有使用清洁带、清洁液和清洁布两种。
总之, 数字录像机的使用环境要求, 要高于模拟录像机, 污物所造成的头带间隙损失大, 并使其画质的劣化。由于其优异的纠错补偿而不易被人眼所察觉, 其使用的金属磁带本身的自清洁能力又较弱, 因此数字录像机的清洁工作就必须有意识地去进行, 而且要定期去完成, 这样才能保证其正常工作状态和优异的视音频质量。
摘要：在长期的实际工作中, 我们非常关注机器是否能在较长时间内保持良好的工作状态。而这就必然涉及到设备的维护保养问题, 包括设备日常使用过程中的维护、清洁方法及运行到一定时期后, 所应进行的定期维护保养工作。
数字视频录像机 篇5
基于视频技术的监控和目标识别技术时至今日如雨后春笋般大规模的发展和推广开了, 利用基于视频技术进行目标识别能够显著的提高识别精度, 降低相关设备的成本等更有利于识别技术的推广。如果我们忽略摄像机镜头的相关缩放等运动, 那么摄像机的运动也可以等同于摄像机载体的运动测定, 本文将基于以上条件, 忽略摄像机镜头的相关运动仅对摄像机本身的运动进行计算和处理, 即对摄像机的运动测定技术进行研究和分析。
1 相关运动模型及搜索算法
1.1 相关运动模型
假设图像的运动只是由摄像机载体相对于被摄目标运动的线速度V: (Tx, Ty, TZ) 和角速度Ω: (Ωx, Ωy, Ωz) 引起的, 则图1可以表示摄像机坐标和图像坐标及它们运动之间的相互关系。在图中, X, Y, Z是摄像机的坐标系, 其运动参数为运动的线速度:Y: (TX, TY, TZ) T, 运动的角速度Ω: (Ωx, Ωy, Ωz) T。P: (x, y, z) T表示相对于摄像机的一个地面景物点。而xoy坐标是摄像机的靶面坐标。其中, Pˊ (x, y) T表示景物t1时刻在图像上的相应的投影点坐标。由于机载摄像机的运动, 经过△t时间后, 导致点P在图像上的坐标发生变化, 而使投影点在图像的Pˊˊ位置[4]。
1.2 相关搜索算法
经典的全搜索算法FS (Full Search) [5]是搜索精度最高的运动估计搜索算法, 也是运算量最大的搜索算法。由于全搜索算法的计算量太大, 很难满足实时性的要求, 所以相继出现了很多运动估计的快速搜索算法, 出现比较早的主要有三步搜索法TSS (Three-Step Search) [6]、共轭方向搜索法CDS (Conjugate Direction Search) [7]和二维对数搜索法TDLS (Two-Dimensional Logarithmic Search) ;后来又提出了新三步法、四步法FSS (Four-Step Search) [8]、NTSS (New Three-Step Search) [9]、梯度下降搜索法BBGDS (Block-Based Gradient Descent Search) [10]、菱形搜索法DS (Diamond Search) [11]等等, 这些快速搜索算法是以牺牲精度为代价提高搜索速度的。
2 获取运动矢量
2.1 全搜索模块
本文采用8*8的参考块, 搜索窗的范围是 (-8, +8) , 即搜索窗口大小24*24。为了能够保证搜索时能够搜索到各个方向的运动, 把参考块置于搜索窗口的中心, 这样图像匹配才更有意义。选择最小误差值SAD作为匹配准则。为了提高运算效率, 本文选取图像中间的160*160的图像块参与匹配运算, 所以单帧图像里有20*20个参考块参与匹配运算, 结束后得到400个块运动矢量, 把这400个块运动矢量的平均值作为单帧的全局运动矢量。
匹配函数fullsearch () 返回搜索范围内的最佳匹配块和参考块的相对位移, 函数中调用了SAD准则下的误差累加函数dist1 () , 该函数的功能是计算并返回参考块和候选块的绝对误差和。为了减少计算量而定义的阀值T就应用在dist1 () 函数中, 匹配过程中每累加一行 (8个象素) 的绝对误差和就与阀值T相比较, 如果绝对误差和大于阀值T则认为本块不是最佳匹配块, 放弃本次匹配;若绝对误差和小于阀值T则开始下一行的匹配, 依此类推, 直到整个匹配块搜索完毕绝对误差和仍小于原来的阀值, 就用这个绝对误差和更新阀值T。
利用改进的全搜索算法得到一组块匹配运动矢量, 一帧中所有块运动矢量的平均值作为本帧的帧间运动矢量, 处理一段视频后得到一组帧间运动矢量。
2.2 获取运动矢量模块
由全搜索算法和匹配准则, 即可得出相应各帧图像各块的运动矢量。
2.3 全局运动矢量模块
由获取的各组块的运动矢量经过简单的算术平均即可得到全局运动矢量, 用平均法求最佳运动矢量。
3 实验结果与分析
3.1 数据处理
本实验使用素材见图2:
由于条件限制没能获取到定量的摄像机运动相关参数, 故仅能对实验结果数据进行基于主观认识的判断论证本方案的可行性。
3.2 实验结果与分析
对于视频2gongyuan主观分析:此时摄像机置于运动载体上, 该载体以一定的速度向着固定方向行驶, 由于运动载体的颠簸, 摄像机有上下运动情况。实验结果图3较为符合实际情况。
4 总结与展望
本文主要针对两维平面的图像序列进行研究, 主要处理X轴与Y轴的平移运动, 没有考虑三维的旋转。本文提出的方案不适用于闪电、局部运动物体占背景的大部分区域等一些特殊的运动场景和具有缩放、旋转等运动场景的摄像机运动测定。
参考文献
[1]黄莹.基于双尺度的单轴陀螺高精度转速测量技术研究[J].理论与方法, 2009 (2) .
[2]何海波, 杨元喜, 孙中苗几种GPS测速方法的比较分析[J].测绘学报, 2008 (3) .
[4]李智勇, 等.动态图像分析[M].北京:国防工业出版社, 1999.
[5]张方, 肖嵩, 吴成柯.一种快速自适应全局运动估计算法的研究[J].电子与信息学报, 2004 (4) .
[6]T.Koga, K.Iinuma, A.Hirano, Y.Lijima, and T.Ishiguro, "Motion compensated inter-frame oding for video conferencing", in Proceedings Nat.Telecommunications Conf.81, New Orleans, LA, pp.G5.3.1-G5.3.5, Nov.1981.
[7]E.G.Richardson, J.R.Martyn."Digital Video Communications".Copyright@Artech House, 1997.
[8]L.M.Po, W.C.Ma, "Anovel four-step search algorithm for fast block motion estimation", IEEE Transactions on CSVT, vol.6, no.3, pp.313-317, June 1996.
[9]R.Li and M.L.Liou."A new three-step search algorithm for block motion estimation", IEEE Trans on Circuits System Video Technology, 1994, 4 (4) :438-442.
[10]L.Liu, E.Feig, "A block-based gradient descent search algorithm for block motion estimation in video coding, "IEEE Transactions on CSVT, vol.6, no.4, pp.419-422, June1996.
数字视频录像机 篇6
1 DVCAM格式数字录像机的发展历程
1996年, 日本索尼公司在DV格式上开发了1/4英寸磁带的DVCAM专业级数码摄录标准, 它的水平解析度达到了800线以上, 是世界标准的DV格式的扩展。DVCAM格式的摄录产品自从1996年开始问世以后, 以全新的设计理念和性价比吸引了众多客户。随着电视节目录制、播出的质量不断提高, 索尼公司又不断推出了数字行动系列推广活动, 不断提高视频图像质量和音频质量, 更高性能的编辑, DVCAM格式已经被电视台、制作公司、机关单位、电教等广泛应用, 成为了数字视频产品的代名词。DVCAM格式数字录像机几乎遍布了全国各地中小电视台。长沙电视台、新疆电视台、广州电视台和沈阳电视台等多家电视台使用了DVCAM格式数字录像机, 大大提高了节目的制作效率和质量。以长沙电视台女性频道为例, 该频道从电视节目采集、制作全部采用了DVCAM设备, 用DVCAM设备拍摄的纪实电视片《八千湘女上天山》获得了金鹰奖优秀的纪录片奖。
2 DVCAM格式数字录像机常见故障
2.1 卡带故障
DSR-1800P数字录像机遇到带盒变形、带仓老化、磁带左右不平衡的情况下, 经常出现这种故障。一旦设备出现故障, 录像机系统进入自动保护状态, 并提示错误的信息代码, 磁带会滞留在录像机的带仓中。然而磁带不同的情况处理方法也不同。第一种磁带卡在进退带途中。这样故障处理方法比较简单, 只要关掉录像机的电源开关, 打开录像机的上盖, 观察磁带盒带仓中的位置, 如果是带盒放置位置不正确, 则用镊子等工具调整磁带的位置, 然后向内拨动带仓进出盒齿轮, 则可以立即恢复正常。如果磁带放置位置正确, 则指需要拨动进出盒的齿轮使之恢复正常。第二种就是卸载过程中出现卡带的故障。这种情况与第一种情况不同的是, 磁带已经进入到仓内压带轮, 但磁带松散在磁带通路中, 摄像机会出现异常响动。出现这类故障以后, 要立即关闭录像机。如果磁带包裹着磁鼓和倒柱, 则用十字螺丝刀压下并逆时针转动磁鼓退出齿轮, 然后按按住上、下箭头的方向键, 让磁带慢慢卷入到磁盒中, 如果磁带比较散乱, 则需要用牙签等一些非金属物品将磁带引入到正确的通路上来, 慢慢卷入磁盒中, 直到全部磁带全部进入到磁盒中, 才能再次开启录像机, 执行自动卸载和自动出仓动作。
2.2 带仓不执行入带
当录像机插入磁带时, 录像机带仓不执行装带动作, 录像机也没有显示故障信息。出现这样的问题, 首先要检查带仓机械是否完好, 用带仓红色手动加带齿轮模拟进带, 查看齿轮是否完好, 带仓是否加载到位, 如果无法完成模拟运行, 则可能是设备出现损坏, 只要更换就好。如果模拟运行正常, 那么就要对检测系统进行检查, 检查对象为传感器、电路板、排线等。
2.3 图像出现马赛克或者蓝屏现象
DVCAM格式数字录像机在录制节目或者加载磁带时, 可能会出现马赛克或者蓝屏现象。误码率是评价专业广播级数字录像机重要的参考指标, 误码率直接反映了录像机的工作状况, 也影响这录像机的图像质量。误码率过高就会出现马赛克或者蓝屏的现象。造成录像机误码率的原因有很多, 最常见的原因是磁带质量、磁头磨损、走带及数字视频处理电路失调和噪音等。技术人员可以根据马赛克出现的方式判断误码率产生的原因。如果磁带长期使用时, 会造成磁带灰尘粘附、磁粉脱落, 引起信号失灵, 出现马赛克, 这种马赛克一般以百叶窗或者满屏“马赛克”出现, 只有清洗磁头或者更换磁带就可以解决。
3 结语
DVCAM格式数字录像机对使用的环境要求非常高, 温度过高、空气潮湿, 都会影响录像机的正常使用, 因此在日常工作中, 录制人员要保管好机器设备, 并定期对录像机进行保养, 延长录像机的使用寿命。
摘要：数字录像机结构复杂, 机械精度高、磁带长, 所以盒带在进出舱或者磁带上下载时很容易发生卡带故障。在实际应用中, 录像机的故障多由于录像人员操作不当引起。所以, 只要简单的分析, 就能找到问题所在, 排除故障, 从而节省维修的时间。本文简单介绍DVCAM录像机的一些常见故障及排除方法。
关键词：DVCAM格式,数字录像机,常见故障
参考文献
[1]王俊岭, 马冲.DVCAM录像机的常见故障排除和维护经验[J].才智, 2011 (2) .
[2]苗森, 曹伟.DVCAM录像机的常见故障排除与使用技巧[J].现代电视技术, 2008 (1) .
数字视频录像机 篇7
目标
中石化曹妃甸原油商业储备基地工程为中国第三大原油商业储备基地, 包括32 座10 万立方米大型浮顶原油储罐、输油泵站、消防站等工程。随着原油商业储备基地的建成, 中石化在曹妃甸建成完善的接卸、储运体系, 为建设曹妃甸大型炼化基地奠定了基础, 对曹妃甸乃至华北地区的石化产业发展起到支撑作用。
为满足其生产操作、防火监视、安全保卫及管理的需要。在储备基地现场设置一套电视监视系统, 主要用于监控曹妃甸原油商业储备基地油罐罐区内、消防站、消防泵站、变电所、输油泵房、围墙及主要路口, 及时发现险情给予报警及火灾确认等, 同时与周界报警系统进行视频联动。
解决方案
曹妃甸油库电视监视系统采用基于IP网络的数字视频监控技术。图像数字化、传输、存储、管理系统构建在油库的计算机局域网系统之上, 网络采用开放的IP架构;主要设备:视频管理及流媒体服务器、视频存储服务器、电视监控终端、摄像机、云台、防护罩、光纤收发器、显示器等。
成效
监控用户可以利用计算机信息网上的任何一台微机/笔记本电脑当作监控客户端, 安装分控中心的客户端图像安装软件之后, 即可成为一个监控客户终端, 完全摆脱了专用监控室的概念, 使用户随时随地都能查看到所需要的画面。
中石化曹妃甸原油商业储备库仪表工程师说:“油库采用安讯士摄像机拍摄的监控图像非常清晰、流畅, 对我们生产管理起很大帮助。同时安讯士厂家售前售后的服务也都十分高效和专业, 与安讯士公司的此次合作让我们感到非常愉快和舒心!”
其它
在曹妃甸油库电视监视系统中, 前端全部采用Axis网络摄像机摄像机。在罐顶安装内置高清1080PAXIS Q1755的防爆摄像机, 用于监视防爆区域的设备状态;在生产区域及库区周界, 安装1080P室外高速球型高清摄像机 (AXIS Q6045-E) , 监视生产区域内人员及设备状态;在配电室、机柜间等室内区域安装1080P室内网络球机 (AXIS P5415-ZE) 。
来自前端Axis摄像机的网络, 通过光缆全部接入综合办公楼电视监控机柜;通过以太网光纤收发器 (接收机) , 接入控制中心网络交换机, 同时来自周界报警系统的报警开关量信号通过网络报警模块接入到核心交换机, 从而实现周界报警视频联动功能, 在综合办公楼设置一套电视监控网络视频管理及流媒体服务器软件, 用于对摄像机的管理及用户授权等系统管理;所有工业电视服务器及客户终端都连接到带光模块的千兆核心交换机上。
监控终端登录到管理服务器上后, 即可执行全部的视频图像监控任务, 其主要功能为:
实时监控功能
提供1/4/8/9/12/16 多分屏画面显示, 其中8/12 画面为不平均分割画面;1/4/9/16 画面全屏显示;可以显示任意组合画面;自定义镜头分组或者选择预定义镜头组, 根据分组镜头数自适应画面分割;支持组内镜头轮巡和全部镜头组轮巡;支持多种云镜控制协议;支持摄像机自动巡视功能;可以设置、调用预置位;地图辅助控制, 在辅助地图上直接控制云台镜头转动和调用预置位;控制权限优先级机制, 高权限用户和低权限用户有协商使用权限机制;支持语音对讲。
录像回放
提供计划录像、报警联动录像、手动录像、和手动抓图多种图像存储方式;按照地点、报警事件、时间检索录像资料;自由编辑录像播放列表并进行录像回放;对录像硬盘空间进行管理。
报警和联动
用户可以任意设定报警点布防和撤防时间;在布防时间段内, 服务器接收到报警信号可联动摄像机预置位、录像或者驱动其他设备协同工作;报警信息提示和弹出关联摄像机窗口或者相应设备所在地图;报警录像可以检索并导出到本地计算机;网络摄像机设备可以提供图像动态侦测功能。
电子地图功能