樓宇對講系統的視頻傳輸方法
2023-09-19 09:53:00
專利名稱：樓宇對講系統的視頻傳輸方法
技術領域：
本發明涉及監控領域的樓宇可視對講系統中的視頻傳輸技術，特別是利用雙絞線傳輸模擬視頻，實現中長距離可視對講的樓宇對講系統的視頻傳輸方法。
背景技術：
雙絞線視頻傳輸在監控領域的廣泛應用主要源於兩個方面的原因一方面，解決了 200米至1000米距離範圍內高質量圖像信號傳輸的問題，因為在這段距離範圍內同軸電纜傳輸在不使用放大器的情況下難以達到要求，而使用同軸視頻放大器或光纖傳輸又顯得不太經濟；另一方面，解決了密集型監控網絡的布線問題，雙絞線自身的尺寸和柔軟性克服了大量使用同軸電纜時的布線難題。但是，雙絞線對信號也存在著較大的衰減，且視頻信號的衰減同樣受傳輸距離和信號頻率影響。視頻信號如果直接在雙絞線內傳輸，也會衰減很大，只能傳輸50 60米。 所以視頻信號在雙絞線上要實現遠距離傳輸，必須進行放大和補償。而且，雙絞線傳輸視頻信號的平衡方式，目前普遍採用的是根據傳輸距離的不同而在發送端利用跳線選擇不同的調節檔位以對信號進行不同的放大和高頻補償，接收端也根據傳輸距離的不同利用跳線選擇不同的調節檔位，以對信號實現不同的放大和補償。這種形式僅適用於一對一的星型網絡連接方式。在樓宇對講系統中，終端數量大，為了節約線纜，顯然不宜使用星型網絡結構來實現一對一傳輸。
發明內容
本發明的目的是克服現有樓宇對講系統的視頻傳輸方法中一對一傳輸的缺點，提出一種新的樓宇對講系統的視頻傳輸方法，該方法能實現一對多和多對一傳輸，同時能解決因不同傳輸距離信號衰減不同而進行相應的放大與補償的問題。本發明的基本思路是引進雙絞線視頻傳輸技術、AGC(自動增益控制)技術、 AEQ (自適應均衡)技術實現對不同傳輸距離，衰減不同的視頻信號自動進行不同的放大與補償。且雙絞線視頻傳輸技術、AGC(自動增益控制)技術、AEQ(自適應均衡)技術等就其本身而言，都是成熟的現有技術。在本發明中由於雙絞線的強抗幹擾能力得益於其平衡傳輸和線纜雙絞的模式， 因而雙絞線視頻傳輸採用平衡模式。雙絞線視頻傳輸的基本原理是在發送端將非平衡視頻信號轉換為平衡視頻信號並通過雙絞線傳輸，在接收端，將平衡視頻信號轉換為非平衡視頻信號；由於樓宇對講系統中視頻信號需要雙向傳輸，即視頻信號既可從管理中心往前端傳輸，視頻信號也可從前端往管理中心傳輸，因而要求管理中心和前端處都要設置視頻信號發送端和視頻信號接收端，由此，樓宇對講系統中視頻信號雙向傳輸是這樣實現的信號源在管理中心處時，信號由管理中心的發送端發送，經雙絞線傳輸，在前端處由前端設備的接收端接收；當信號源在前端處時，信號由前端設備的發送端發送，經雙絞線傳輸，在管理中心處由管理中心的接收端接收；為節省安裝成本，降低工程施工難度，樓宇對講系統採用總線型結構實現一對多或多對一的傳輸，這種結構下必然存在視頻信號經同一發送端通過不同傳輸距離到達不同接收端，即同一管理中心到不同前端的過程，或多處發送端通過不同傳輸距離到達同一接收端，即不同前端到同一管理中心的過程，為實現圖像高質量傳輸， 應對信號按不同傳輸距離信號衰減不同而進行相應的放大與補償，如果採用傳統調節檔位的辦法，在工程上很難找到適合的方式，調試困難極大，工程施工極為不便。本發明解決其技術問題所採用的具體技術方案是一種樓宇對講系統的視頻傳輸方法，包括一個管理中心和多個前端，管理中心和每個前端中都裝有視頻裝置，其特徵在於A、管理中心的視頻裝置與所有前端的視頻裝置之間採用雙絞線總線型結構連接， 實現管理中心與所有前端之間一對多傳輸視頻信號；B、在管理中心的視頻裝置中，設有視頻信號發送端和視頻信號接收端，每個前端中，也設有視頻信號發送端和視頻信號接收端，管理中心的視頻信號發送端對應每個前端的視頻信號接收端，管理中心的視頻信號接收端對應每個前端的視頻信號發送端；C、在視頻信號發送端，設有放大電路對非平衡視頻信號進行放大後，再採用視頻運放電路將放大後的非平衡視頻信號轉換為平衡視頻信號；D、在視頻信號接收端，採用視頻運放電路將平衡視頻信號轉換為非平衡視頻信號後，由補償電路根據線纜損耗對非平衡視頻信號進行相應的放大與頻率補償；E、補償電路由自動增益控制電路和自適應均衡電路兩部分組成，視頻信號經過自動增益控制電路後，再進入自適應均衡電路並從自適應均衡電路輸出。進一步的方案是自動增益控制電路包括調整電路、視頻放大電路、匹配電路、自動增益控制檢波電路、自動增益控制放大電路，視頻信號經過調整電路後，進入視頻放大電路，然後經過匹配電路後再進入自適應均衡電路；經過匹配電路後的視頻信號還有一路進入自動增益控制檢波電路，再經過自動增益控制放大電路後返回視頻放大電路。更進一步的方案是自適應均衡電路包括均衡器、量化反饋比較器和自適應控制器，來自自動增益控制電路的視頻信號經過均衡器後，再經過量化反饋比較器後輸出；經過量化反饋比較器後的視頻信號還有一路進入自適應控制器後返回均衡器。更進一步的方案是均衡器由濾波器網絡組成。在本發明中，所述視頻裝置、放大電路、視頻運放電路、調整電路、視頻放大電路、 匹配電路、自動增益控制檢波電路、自動增益控制放大電路、均衡器、量化反饋比較器和自適應控制器等都可以採用現有的常見電路或器件。自動增益控制電路是一種常用而典型的峰值型控制電路，它根據視頻信號中同步頭幅度最大的特點，取出同步頭峰值作為放大器增益的控制電壓，與傳輸圖像內容無關，並且能夠抑制混在視頻信號中的低頻幹擾，經調整分壓後進入視頻放大電路，其AGC反饋迴路從輸出中取得視頻信號，經過檢波整流，使之變成隨視頻信號的強弱而變化的直流控制電壓，該電壓反饋控制視頻放大器三極體2N5551的直流工作點，從而改變其增益，達到穩定輸出的目的。由均衡器、量化反饋比較器和自適應控制器組成的自適應均衡電路，其中均衡器為雙二階濾波器網絡，獲取色同步信號，通過量化反饋比較器與一標準信號比較產生差值反相頻率信號，經自適應控制器按特定的算術運算關係得到用於控制濾波單元的控制信號，該信號是與線纜長度成一定比例關係的，從而實現對不同長度的電纜進行自適應均衡補償，使輸出的同步信號保證在^3mV。本發明的優點和效果是採用了總線型結構實現一對多或多對一的傳輸，引進自動增益控制技術在接收端實現對視頻信號的低頻部分放大，自適應均衡技術實現對視頻信號高頻部分的自動補償，無需調節，解決了傳統樓宇對講中雙絞線視頻傳輸調節困難，施工難度大的詬病。本發明能充分利用雙絞線布線方便，抗幹擾性強的優點；能自動補償1000米範圍內不同傳輸距離對視頻信號的衰減，滿足大型社區樓宇可視對講要求；能在保證圖像高質量傳輸的同時大大降低工程安裝調試難度；通過設備級聯，傳輸距離可擴大到2000米。
四
圖1為現有星型拓撲網絡視頻傳輸原理示意圖。圖2為本發明的總線型拓撲網絡視頻傳輸原理示意圖。圖3為樓宇對講系統中信號傳輸示意4為雙絞線視頻傳輸原理框圖。圖5為接收端補償電路原理框圖
五具體實施例方式下面結合附圖對本發明進行詳細地描述。圖1所示的星型結構只能實現實現一對一傳輸，即管理中心和每個前端之間一對一傳輸視頻信號。如圖2、圖3、圖4、圖5，一種樓宇對講系統的視頻傳輸方法，包括一個管理中心和多個前端，管理中心和每個前端中都裝有視頻裝置，其特徵在於A、管理中心的視頻裝置與所有前端的視頻裝置之間採用雙絞線總線型結構連接， 並實現管理中心與所有前端之間一對多傳輸視頻信號；B、在管理中心的視頻裝置中，設有視頻信號發送端和視頻信號接收端，每個前端中，也設有視頻信號發送端和視頻信號接收端，管理中心的視頻信號發送端對應每個前端的視頻信號接收端，管理中心的視頻信號接收端對應每個前端的視頻信號發送端；C、在視頻信號發送端，設有放大電路對非平衡視頻信號進行放大後，再採用視頻運放電路將放大後的非平衡視頻信號轉換為平衡視頻信號；D、在視頻信號接收端，採用視頻運放電路將平衡視頻信號轉換為非平衡視頻信號後，由補償電路根據線纜損耗對非平衡視頻信號進行相應的放大與頻率補償。E、補償電路由自動增益控制電路和自適應均衡電路兩部分組成，視頻信號經過自動增益控制電路後，再進入自適應均衡電路並從自適應均衡電路輸出。自動增益控制電路包括調整電路、視頻放大電路、匹配電路、自動增益控制檢波電路、自動增益控制放大電路，視頻信號經過調整電路後，進入視頻放大電路，然後經過匹配電路後再進入自適應均衡電路；
經過匹配電路後的視頻信號還有一路進入自動增益控制檢波電路，再經過自動增益控制放大電路後返回視頻放大電路。自適應均衡電路包括均衡器、量化反饋比較器和自適應控制器，來自自動增益控制電路的視頻信號經過均衡器後，再經過量化反饋比較器後輸出；經過量化反饋比較器後的視頻信號還有一路進入自適應控制器後返回均衡器。均衡器由濾波器網絡組成。其中圖2所示的總線型結構實現了一對多，多對一傳輸，實現管理中心與所有前端之間一對多傳輸視頻信號。如圖3所示，樓宇對講系統中視頻信號雙向傳輸是這樣實現的信號源在管理中心處時，信號由管理中心的發送端發送，經雙絞線傳輸，在前端處由前端設備的接收端接收；當信號源在前端處時，信號由前端設備的發送端發送，經雙絞線傳輸，在管理中心處由管理中心的接收端接收。如圖4所示，在發送端，放大電路對視頻信號進行放大，並由視頻運放電路將放大後的非平衡視頻信號轉換為平衡視頻信號，以驅動線纜傳輸。在接收端，將平衡視頻信號轉換為非平衡視頻信號後，由補償電路根據線纜損耗對視頻信號進行放大與頻率補償。在接收端採用視頻運放電路，實現平衡與非平衡的轉換。如圖5所示，補償電路主要由自動增益控制電路AGC和自適應均衡電路AEQ兩部分組成。採用自動增益控制電路，根據線纜傳輸對視頻信號的低頻衰減進行不同放大，使輸出穩定在一定範圍內。採用自適應均衡電路，根據線纜傳輸對不同頻率視頻信號的衰減進行不同高頻補償。自動增益控制電路包括調整電路、視頻放大電路、匹配電路、自動增益控制檢波電路、自動增益控制放大電路，視頻信號經過調整電路後，進入視頻放大電路，然後經過匹配電路後再進入自適應均衡電路；經過匹配電路後的視頻信號還有一路進入自動增益控制檢波電路，再經過自動增益控制放大電路後返回視頻放大電路。自動增益控制電路是一閉環幅度反饋控制系統。該部分電路主要修正低頻信號損耗，增益自動調節，能夠恢復1000米線纜上低頻信號損耗，使輸出信號獲得標稱同步信號。自適應均衡電路包括均衡器、量化反饋比較器和自適應控制器，來自自動增益控制電路的視頻信號經過均衡器後，再經過量化反饋比較器後輸出；經過量化反饋比較器後的視頻信號還有一路進入自適應控制器後返回均衡器。自適應均衡電路的工作原理為視頻信號通過由濾波器網絡組成的均衡器進行頻率補償，均衡後信號由量化反饋比較器與預置標準信號進行比較，將結果反饋至自適應控制器單元，藉助於一個得到的輸出和一個給定的基準值而實施一種算術運算所得出的均衡誤差最小化，通過自動調節電路中的工作點參數，進而控制均衡器單元係數，從而實現對高頻信號自適應均衡控制。
權利要求
1.一種樓宇對講系統的視頻傳輸方法，包括一個管理中心和多個前端，管理中心和每個前端中都裝有視頻裝置，其特徵在於A、管理中心的視頻裝置與所有前端的視頻裝置之間採用雙絞線總線型結構連接，實現管理中心與所有前端之間一對多傳輸視頻信號；B、在管理中心的視頻裝置中，設有視頻信號發送端和視頻信號接收端，每個前端中，也設有視頻信號發送端和視頻信號接收端，管理中心的視頻信號發送端對應每個前端的視頻信號接收端，管理中心的視頻信號接收端對應每個前端的視頻信號發送端；C、在視頻信號發送端，設有放大電路對非平衡視頻信號進行放大後，再採用非平衡到平衡的轉換電路，將放大後的非平衡視頻信號轉換為平衡視頻信號；D、在視頻信號接收端，採用視頻運放電路將平衡視頻信號轉換為非平衡視頻信號後， 由補償電路根據線纜損耗對非平衡視頻信號進行相應的放大與頻率補償；E、補償電路由自動增益控制電路和自適應均衡電路兩部分組成，視頻信號經過自動增益控制電路後，再進入自適應均衡電路並從自適應均衡電路輸出。
2.根據權利要求1所述的樓宇對講系統的視頻傳輸方法，其特徵在於自動增益控制電路包括調整電路、視頻放大電路、匹配電路、自動增益控制檢波電路、自動增益控制放大電路，視頻信號經過調整電路後，進入視頻放大電路，然後經過匹配電路後再進入自適應均衡電路；經過匹配電路後的視頻信號還有一路進入自動增益控制檢波電路，再經過自動增益控制放大電路後返回視頻放大電路。
3.根據權利要求1所述的樓宇對講系統的視頻傳輸方法，其特徵在於自適應均衡電路包括均衡器、量化反饋比較器和自適應控制器，來自自動增益控制電路的視頻信號經過均衡器後，再經過量化反饋比較器後輸出；經過量化反饋比較器後的視頻信號還有一路進入自適應控制器後返回均衡器。
4.根據權利要求3所述的樓宇對講系統的視頻傳輸方法，其特徵在於均衡器由濾波器網絡組成。
全文摘要
一種樓宇對講系統的視頻傳輸方法，包括一個管理中心和多個前端，管理中心和每個前端中都裝有視頻裝置，其特徵在於管理中心的視頻裝置與前端的視頻裝置之間採用雙絞線總線型結構連接；管理中心和前端中設有視頻信號發送端和視頻信號接收端；在視頻信號發送端，設有放大電路和視頻運放電路；視頻信號接收端，採用視頻運放電路和補償電路根據線纜損耗對非平衡視頻信號進行放大與頻率補償；補償電路由自動增益控制電路和自適應均衡電路兩部分組成，視頻信號經過自動增益控制電路後，再進入自適應均衡電路並從自適應均衡電路輸出。
文檔編號H04N7/18GK102316312SQ201110317950
公開日2012年1月11日 申請日期2011年10月19日 優先權日2011年10月19日
發明者葉先華, 張亭, 張陽, 林光俊 申請人:綿陽靈通電訊設備有限公司