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在大中型电视监控系统中,视频图像的切换一般由视频矩阵来实现,目前国际国内一些知名厂商已经将矩阵的功能做得非常完善(例如:Panasonic WV-SJ550、America Dynami-cal AD2050、SANTACHI MS650)。各种切换模式足以满足用户的要求,视频通道的隔离度也做得非常好,大多数都达到50db以上。但是,作为视频切换的主要技术指标的视频同步切换,却为广大用户和工程商所忽略,而大多数矩阵系统和摄像机恰恰在此方面存在欠缺。有些视频矩阵系统和摄像机即使具有外同步功能,但由于需要复杂的连线也不能在工程中实现系统的同步切换。
一、两种切换结果
切换的质量是指监视器从一个画面切换到另一个画面时的平滑程度(切换过程是否清爽,有没有噪音)。决定切换质量的因素有两个:(1)待切换的信号是同步信号还是非同步信号;(2)切换的方式和切换所花的时间。
1.非同步切换
在非同步切换方式中,矩阵的切换完全考虑摄像机的同步。如果在显示图像A时切换图像日,则在切换过程中在监视器的屏幕上会有抖动。部分进口矩阵系统和绝大部分国产矩阵系统为了降低成本选用音频开关(ST8816D3494)来进行视频切换,由于电子开关的速度慢,使抖动更为严重,特别是当切换时一幅图像在显示区,而另一幅图像在消隐区,屏幕甚至出现一条黑屏。
2.同步切换
如果系统中的全部摄像机由一个统一的信号同步时,则会得到一个比较好的切换效果,但又分为两种情况:
●矩阵切换时不考虑信号位置
矩阵在图像的任意位置切换,如果这时对摄像机进行场同步,则切换时可能会出现一条抖动的亮线,由于亮线出现的时间短(1/50S),所以人眼感觉抖动的不是很明显。
●矩阵在场消隐区切换
由于系统中的全部摄像机在一个场信号同步,所以矩阵可捕获这个场信号(场信号由矩阵主机发出),在执行所有切换动作时,都在场消隐区完成,如果真正做到了这一点,则其切换效果就可以达到广播级质量。
二、摄像机同步
所谓摄像机的同步工作方式是指摄像机与某一信号“锁定”的工作方式。摄像机同步分为三种:即“内同步”、“外同步”、“与电源同步”三种工作方式。
系统同步切换的前提是系统中的全部摄像机要同步,这就要求摄像机要有外同步方式。
目前,电视监控系统中采用的CCD彩色摄像机大多数为DSP数字摄像机,其中大部分采用日本SONY公司的方案,在SONY方案中给出了多种同步方式,其中最常用的是内同步方式和电源同步方式LL,由于技术上的难度,大部分国产CCD彩色摄像机都采用直流供电并只有内同步一种方式,而一些品牌摄像机如JVC6001、FUJST0790、SANTACHI2045则采用交流供电并具有内同步和电源同步两种方式供用户选择,Panasonic系列摄像机还提供了Video Clock同步方式,这些摄像机都为同步切换提供了可能。
电源同步即LL同步,是摄像机外同步的常用方式,同步信号取自交流电源,由于摄像机的场频和市电频率一致(50Hz),所以摄像机用市电频率作为本机场频率,这就可以使比同步的摄像机都在一个统一的场频下工作,目前大多数CCD彩色摄像机在交流光源下都存在不同程度的色滚(变色),如果采用LL同步,也可以完全杜绝色滚现象的出现。
摄像机当与外部同步输入信号形成闭路时,应将摄像机上的外部同步终端开关置于“OFF”上,而在其它情况下,应置于“ON”位置。两种外同步情况连接方法如图所示。
三、系统的同步切换
系统同步切换的前提是系统中的摄像机在一个同步信号下工作,如果矩阵在切换时以这个同步信号为基准,则可以达到广播级的切换效果。在实际的监控工程中要解决的问题是:如何将同步信号同时送给系统中的全部摄像机和矩阵,并且保证每台摄像机和矩阵、每台摄像机的同步位置都一致。
其原理为:矩阵通过视频信号电缆将同步信号(VS)同时送给系统中的摄像机,摄像机在视频信号电缆中检测出VS信号并作为本机的场同步信号,这样保证了系统中的摄像机全部由VS信号同步。
由于具有系统同步的摄像机将VS的同步位置定在消隐区,所以矩阵只要在VS同步下进行切换,在切换时,矩阵通过同轴视频电缆发送一个同步信号到摄像机,迫使所有摄像机同步,这样就可以保证每次切换发生在场消隐区,彻底解决了视频切换时图像抖动问题,用户只需通过菜单设定在每个视频输入端是否叠加VS信号,而在线路或硬件上不需做任何改动。
综上所述,在电视监控系统中注意使用视频同步切换对提高视频图像质量有很大帮助。
一、两种切换结果
切换的质量是指监视器从一个画面切换到另一个画面时的平滑程度(切换过程是否清爽,有没有噪音)。决定切换质量的因素有两个:(1)待切换的信号是同步信号还是非同步信号;(2)切换的方式和切换所花的时间。
1.非同步切换
在非同步切换方式中,矩阵的切换完全考虑摄像机的同步。如果在显示图像A时切换图像日,则在切换过程中在监视器的屏幕上会有抖动。部分进口矩阵系统和绝大部分国产矩阵系统为了降低成本选用音频开关(ST8816D3494)来进行视频切换,由于电子开关的速度慢,使抖动更为严重,特别是当切换时一幅图像在显示区,而另一幅图像在消隐区,屏幕甚至出现一条黑屏。
2.同步切换
如果系统中的全部摄像机由一个统一的信号同步时,则会得到一个比较好的切换效果,但又分为两种情况:
●矩阵切换时不考虑信号位置
矩阵在图像的任意位置切换,如果这时对摄像机进行场同步,则切换时可能会出现一条抖动的亮线,由于亮线出现的时间短(1/50S),所以人眼感觉抖动的不是很明显。
●矩阵在场消隐区切换
由于系统中的全部摄像机在一个场信号同步,所以矩阵可捕获这个场信号(场信号由矩阵主机发出),在执行所有切换动作时,都在场消隐区完成,如果真正做到了这一点,则其切换效果就可以达到广播级质量。
二、摄像机同步
所谓摄像机的同步工作方式是指摄像机与某一信号“锁定”的工作方式。摄像机同步分为三种:即“内同步”、“外同步”、“与电源同步”三种工作方式。
系统同步切换的前提是系统中的全部摄像机要同步,这就要求摄像机要有外同步方式。
目前,电视监控系统中采用的CCD彩色摄像机大多数为DSP数字摄像机,其中大部分采用日本SONY公司的方案,在SONY方案中给出了多种同步方式,其中最常用的是内同步方式和电源同步方式LL,由于技术上的难度,大部分国产CCD彩色摄像机都采用直流供电并只有内同步一种方式,而一些品牌摄像机如JVC6001、FUJST0790、SANTACHI2045则采用交流供电并具有内同步和电源同步两种方式供用户选择,Panasonic系列摄像机还提供了Video Clock同步方式,这些摄像机都为同步切换提供了可能。
电源同步即LL同步,是摄像机外同步的常用方式,同步信号取自交流电源,由于摄像机的场频和市电频率一致(50Hz),所以摄像机用市电频率作为本机场频率,这就可以使比同步的摄像机都在一个统一的场频下工作,目前大多数CCD彩色摄像机在交流光源下都存在不同程度的色滚(变色),如果采用LL同步,也可以完全杜绝色滚现象的出现。
摄像机当与外部同步输入信号形成闭路时,应将摄像机上的外部同步终端开关置于“OFF”上,而在其它情况下,应置于“ON”位置。两种外同步情况连接方法如图所示。
三、系统的同步切换
系统同步切换的前提是系统中的摄像机在一个同步信号下工作,如果矩阵在切换时以这个同步信号为基准,则可以达到广播级的切换效果。在实际的监控工程中要解决的问题是:如何将同步信号同时送给系统中的全部摄像机和矩阵,并且保证每台摄像机和矩阵、每台摄像机的同步位置都一致。
其原理为:矩阵通过视频信号电缆将同步信号(VS)同时送给系统中的摄像机,摄像机在视频信号电缆中检测出VS信号并作为本机的场同步信号,这样保证了系统中的摄像机全部由VS信号同步。
由于具有系统同步的摄像机将VS的同步位置定在消隐区,所以矩阵只要在VS同步下进行切换,在切换时,矩阵通过同轴视频电缆发送一个同步信号到摄像机,迫使所有摄像机同步,这样就可以保证每次切换发生在场消隐区,彻底解决了视频切换时图像抖动问题,用户只需通过菜单设定在每个视频输入端是否叠加VS信号,而在线路或硬件上不需做任何改动。
综上所述,在电视监控系统中注意使用视频同步切换对提高视频图像质量有很大帮助。