利用双绞线传输超大分辨率和超高帧率视频信号的发送装置的制作方法

本实用新型涉及视频信号的发送装置，具体涉及利用双绞线传输超大分辨率和超高帧率视频信号的发送装置。

背景技术：

视频传输，特别是对帧图像的视频传输在人们日常生活和生产工业领域都有着重要的应用。传统领域模拟高清视频传输采用同轴电缆直线传输的方式，属于单线路传输，在传输多种信号时，信号间干扰大，传输视频的分辨率有限，容易因外界电磁波干扰而产生共模干扰,加重色度衰减；再者，单根同轴线传输带宽有限，针对于类似超大分辨率和超高帧率的高频率视频信号来说，同轴线单路传输带宽难以满足要求，并且被传输信号频率越高，同轴传输衰减越大，传输距离越短；同轴线进行视频直接传输时，图像四周亮色串扰大；同轴线架构成本较高；同时，传统的视频信号传输难于对视频信号进行前期处理并遵循单线路亮度和色度一起编码，容易产生亮色串扰。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有技术存在问题和不足，提供先对传输视频信号进行调整处理，再对亮度、色度分开进行编码，再通过多线路传输方式，利用双绞线传输超大分辨率和超高帧率视频信号的发送装置。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

利用双绞线传输超大分辨率和超高帧率视频信号的发送装置，包括依次连接的色度空间转换单元、YUV增益控制单元、图像分割单元、并行编码单元、D/A转换单元；

视频信号经色度空间转换单元将RGB格式转换成YUV格式并通过YUV增益控制单元进行亮度色度的调整；

图像分割单元对调整后的视频信号分割成若干子图像；

并行编码单元对子图像进行亮度Y、色度UV分开编码并通过D/A转换单元转换成模拟信号以在双绞线传输线路上进行传输。

作为一种改进，图像分割单元包括一个扫描单元，该扫描单元包括三个扫描器，所述扫描器对视频信号进行三次隔行扫描，最终获得四幅子图像。

作为一种改进，还包括并行控制单元，所述并行控制单元通过开关控制经图像分割单元所形成的子图像同时并行进入并行编码单元。

作为一种改进，并行编码单元包括四个编码器，编码器与子图像的个数一一对应。

作为一种改进，编码器包括互不连接的亮度编码模块和色度编码模块，所述子图像经亮度编码模块后形成亮度信号Y，经色度编码模块后形成色度信号C。

本实用新型的有益效果是：双绞线传输较同轴电缆的传输具有架构成本低、架构方式简单的优点，并有利于抑制共模干扰，减少衰减，同时，本实用新型双绞线传输实现了多路信号传输的目的，实现了多路降频处理并降低了每根信号传输的带宽要求，进一步的，本实用新型对传输信号的前期调整和亮色分离传输方式均有效避免了因亮色串扰产生的传输问题。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意框图。

图2是本实用新型的图像分割处理流程图。

图3是本实用新型的编码流程图。

图4是本实用新型编码器的内部结构示意图。

图5是本实用新型的亮度编码结构图。

图6是本实用新型的色度编码流程图。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作进一步的说明。以下实施例仅对本申请进行进一步说明，不应理解为对本申请的限制。

如图1、图2、图3、图4所示的利用双绞线传输超大分辨率和超高帧率视频信号的发送装置，包括依次连接的色度空间转换单元1、YUV增益控制单元2、图像分割单元3、并行编码单元4、D/A转换单元5；视频信号经色度空间转换单元1将RGB格式转换成YUV格式并通过YUV增益控制单元2进行亮度色度的调整；图像分割单元3对调整后的视频信号分割成若干子图像；并行编码单元4对子图像进行亮度Y、色度UV分开编码并通过D/A转换单元5转换成模拟信号以在双绞线传输线路上进行传输；本实用新型将传统的线缆传输换以双绞线传输线路进行传输，由于双绞线是四组相互独立的信号线，每组线路用于传输一副子图像的亮色度信号，故可将超大分辨率和超高帧率的视频信号进行分割以后进行亮、色分开编码传输，实现降频的同时避免亮色干扰，降低单租双绞线的信号传输带宽负荷和要求。

进一步的，本实用新型还采用了色度空间转换单元1、YUV增益控制单元2对视频信号进行了预处理，按照NTSC或PAL制式将RGB编码方式视频数据转换成对应的YUV编码方式的视频数据，在转换成YUV格式后经过YUV增益单元2对Y、U、V进行增益调整，本实用新型引入的视频信号前期处理的方式，将视频信号由RGB格式转换为更适用于编码及传输的YUV格式便于分离亮色度信息，避免亮色干扰；而YUV增益控制，是对YUV三分量分别控制，能达到更好的视觉效果，更进一步的，其对微弱的变量值进行调整，便于后续传输，以防微弱信号衰减致使后续采集及其困难；进一步的，本实用新型创造性地将增益好的YUV格式视频信号进入图像分割单元3进行多种形式的图像分割，具体方式系采用不同的扫描方式，如隔行扫描等对输入的视频信息进行扫描以使得视频信号满足双绞线传输线路的传输要求为止，图像分割单元3的引入使得原本超大分辨率和超高帧率的视频信息得到多次的分割，并根据分割的结果进行多线路传输，实现了降频的目的，同被分割成多组子图像的视频信息其对传输线缆的带宽要求也相应地降低，既起到了使得子图像视频信息之间相对独立、避免互相干扰的作用，又降低了单根双绞线的带宽压力，避免了高频率视频信号衰减大、传输短的问题。

最后本实用新型采用了根据分割后的子图像数量将各个子图像分别导入各个并行编码单元4，并行编码单元4对已经分割好的子图像再次进行色度和亮度的分离，即如果原本分割出来的子图像为4幅，则经过编码单元4亮度和色度分离后，另形成的传输信号为8个，分别为经图像分割单元3分割后的4幅子图像各自对应的亮度Y和色度C的传输信号，共8个，避免了视频传输时候图像四周亮色的串扰，保证最终视频传输还原度、分辨率、清晰度都处于较高标准，较少存在失真情况。

作为一种改进的具体实施方式，如图2所示，图像分割单元3包括一个扫描单元31，扫描单元31对视频信号进行三次扫描以获得子图像，本实用新型采用扫描的方式对视频信号进行分割，简单易于实现，且因为各个扫描单元31扫描的方式、扫描的次数不同，可以根据子图像个数的具体需求选择不同的扫描单元31所对应的扫描方式，具体可以采用多种分割方式扫描，如，隔行，按列分割等，如果需求量较多的，可以通过对一个或者多个相同或者不同的扫描单元31进行重复扫描或者交叉扫描予以实现，且扫描的图像分割方式有利于完整地保留原始图像的所有组成，只需要将扫描分割的部分按照扫描的方法重新拼合即可完成对子图像的组合，即扫描分割以后，子图像的重组亦容易实现并能相互照应，可操作性强。

作为一种改进的具体实施方式，如图2所示，所述扫描单元31包括三个扫描器311，分别是隔行扫描0、隔行扫描1和隔行扫描2。将YUV数据(4*M，4*N)送入图像分割单元的隔行扫描0，将上述输入的单帧大分辨率图像隔行扫描，得到奇数行扫描图片(2*M，4*N)和偶数行扫描图片(2*M，4*N)；将上述两幅子图像再次分别进行隔行扫描，得到四幅最终分割图像(M，4*N)。本实用新型系针对超大分辨率和超高帧率视频信号进行发送，为了满足降频，降低各线路承担信号带宽以达到本实用新型的带宽要求的目的。

作为一种改进的具体实施方式，如图1所示，本实用新型的利用双绞线传输超大分辨率和超高帧率视频信号的发送装置，还包括并行控制单元6，并行控制单元6控制经图像分割单元3所形成的子图像同时并行进入并行编码单元4，并行控制单元6以使得所有经图像分割单元3所形成的子图像能同时的、并行得进入并行编码单元4，从而使得并行编码单元4能同时对子图像进行处理，编码单元4包括四个编码器41，具体可以是，在每个编码器41前端安置一个并行控制开关，保障信号同时进入编码器41，同时也可以选择单个编码器41导通，即进行单路信号传输，独立控制，如图4中，并行控制单元6控制4个并行控制开关的通断，从而可以优化选择信号传输模式，针对低频信号等形式，可以不进行图像分割，只打开一个编码器41进行亮色分开传输，使用双绞线一对线路即可，即本实用新型同样适用于传统低频信号进行传输。

作为一种改进的具体实施方式，如图4所示，编码单元4包括四个编码器41，所述编码器41与子图像的个数一一对应；一一对应的编码器41能保证所有经过图像分割单元3分割形成的子图像都能并行、独立地进行编码，避免了相互之间的干扰同时加快编码进程，提高效率，四个编码器41的设置能最大程度配合双绞线传输方式的设定，合理高效。

作为一种改进的具体实施方式，如图4所示，所述编码器41包括互不连接的亮度编码模块42和色度编码模块43，子图像经亮度编码模块42后形成亮度信号Y，经色度编码模块43后形成色度信号C；本实用新型将编码器41分为两个编码模块，分别是亮度编码模块42和色度编码模块43，经过亮度编码模块42和色度编码模块43后的子图像能形成亮度信号Y和色度信号C，由于YUV格式本身的特点，其中Y即为亮度分量，UV即为色度分量，故编码器41实际通过亮度编码模块42和色度编码模块43对YUV格式进行了Y分量的亮度编码和UV分量的色度编码，从而使得子图像中的亮度和色度部分在编码时候便得以区分并分别形成传输信号，即相应地图像分割单元3如果将图像分为4个子图像，此时经过编码器41进行亮度色度的分开编码后，即形成8个传输信号，该8个传输信号分别是4个子图像的色度信号C和亮度信号Y,故之后线路传输时，亮度信号Y和色度信号C也能各自独立传输，即避免了传输过程中亮色信号的互相串扰现象。

作为一种改进的具体实施方式，如图5所示，亮度编码模块由输入图像的亮度分量加上时序同步单元编码而成，每一帧图像亮度编码可分为帧消隐区间和帧有效视频区间，其中帧消隐区间包括均衡信号行、帧同步信号行和正常消隐行；而帧有效视频区间行主要用于传输有效视频亮度分量。

本实用新型所述亮度编码模块42包括有时序同步单元421，所述时序同步单元421生成时序信号并附在亮度信号Y上，由于亮度编码模块42和色度编码模块43需要对亮度和色度进行分别编码从而生成亮度信号Y和色度信号C以进行分别独立地传输，为了保证同一子图像的亮度信号Y和色度信号C在编码完成后传输完成后能更容易进行重新组合以恢复完整地子图像，由于传输路径中的情况、传输的速度、路径等都会影响到亮度信号Y和色度信号C的一致性，故通过时序同步单元421在亮度信号Y上同步时序，具体系附在亮度信号Y的信号消隐区，后期解码时，色度信号C时序由在亮度信号Y上解码出的同步信号一同控制，即在传输完成时能根据亮度信号Y上解码出的时序信号对亮度信号Y和色度信号C进行重新统一，使得传输完成后极易恢复，简化流程并保证传输的精确性，减少传输错误的几率。

作为一种改进的具体实施方式，如图6所示，色度编码模块43通过直接式数字频率合成器DDS产生的固定频率的正弦信号作为色度副载波与色度分量U和V及色同步信号进行正交幅度调制合成色度信号C；由于YUV格式的特性，其色度分量分为UV两个分量，为了更好地统一UV分量成为统一地色度信号C并有利于传输，本实用新型采用了固定频率的正弦信号作为色度副载波进行正交幅度调制合成色度信号C，其中，正弦信号根据DDS原理产生，具体过程为：假定原始时钟频率为Q，需要产生的频率为P，根据奈奎斯特定律，P小于等于Q/2。使用32位的累加器，在每个时钟时刻加上一个32位的步长P*232/Q，将累加器每个时刻的累加值输出，并对其以232取模再送入累加器，取模之后的值即为所需频率的相位。以相位作为索引，查询特定表格，即可产生所需频率的正弦波信号；该行正交幅度调制合成色度信号C得上述合成方法统一了UV分量，使得色度分量UV能以色度信号C的形式进行传输，简化了传输流程，两者合成主要减少一路传输通道，并利于统一化的操作。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。