使用非屏蔽双绞线电缆来连接视频获取装置和视频记录装置的中继器装置的制作方法

专利名称：使用非屏蔽双绞线电缆来连接视频获取装置和视频记录装置的中继器装置的制作方法
技术领域：
本总体发明构思通常涉及使用非屏蔽双绞线(UTP)电缆来连接视 频获取装置和视频记录装置的中继器装置。特别地，本总体发明构思涉 及中继器装置，其通过UTP电缆来连接视频获取装置和视频记录装置， 以及使用UTP电缆将视频获取装置所发送的差分视频信号(differential video signal)传送到视频记录装置中。
背景技术：
提供监视和安全的闭路电视(CCTV)系统从视频获取装置中获取 监视区域的视频，通过视频传输线将该获取的视频发送并记录到视频记 录装置中，以及在视频显示装置上选择性地输出该视频。接收到视频记 录装置中的图象质量非常依赖于该视频传输线。
图1是一种通用CCTV系统的示意图。参考图l，通用CCTV系统 通过同轴电缆20将自视频获取装置10获取的模拟视频信号进行传输和 记录到视频记录装置30中，并通过同轴电缆20在视频显示装置40上选
择输出所传输的模拟视频信号。
图2是说明一种通用多频道(路)CCTV系统传输线的视图。参考 图2，多频道(路)CCTV系统可以包括多个视频获取装置10。这些视 频获取装置IO包括提供电源的电源线，以及通过同轴电缆20将所获取 的视频信号发送到视频记录装置30中。例如，如图2所示的十六频道(路) CCTV系统需要对应该十六个频道的十六个同轴电缆。
同轴电缆对于视频传输是显著的，但是存在一些问题，即随着传输
距离的变长，同轴电缆对周围的噪声比较敏感，以及随着信号的损失视 频信号的增益和高频响应将变低。并且，同轴电缆的大尺寸和大重量也 使构造变得笨重。
可以通过提供一种用于传输噪声忍耐特性优良的差分视频信号的系 统来实现本总体发明构思上述特性和效果。
图3是说明一般模拟视频信号和差分视频信号的视图。参考图3，
说明了一种从视频获取装置10中获取并通过同轴电缆20进行传输的模 拟视频信号(a)，以及通过差分视频传输线60进行传输的差分视频信号 (b)。该差分视频信号(b)包括如该模拟视频信号(a)那样的同相位 正规视频信号和反相位的反向视频信号。
图4是说明系统传输差分视频信号的CCTV的视图。参考图4，该 CCTV系统通过同轴电缆20将自视频获取装置10中获取的模拟视频信 号发送到第一转换器50中，并将模拟视频信号转换为差分视频信号。第 一转换器50通过差分视频信号传输线的UTP电缆60将该转换过的差分 视频信号发送到第二转换器70中。该第二转换器70将该差分视频信号 转换为模拟视频信号，并通过同轴电缆20将该转换过的视频信号发送到 视频记录装置30中。
第一转换器50可以是一种无动力手工转换器52，或功率有源转换 器54来根据传输线长度调整视频信号的输出尺寸以对应信号衰减。第二 转换器70可以是一种无动力手工转换器72，或功率有源转换器74来补 偿由于传输而导致的图像损失，诸如信号增益和频率响应，以及自动最 优化或手动调整图像质量。
用于传输差分视频信号的传输线比用于传输一般视频信号的同轴电 缆更加经济。
用于传输差分视频信号的CCTV系统使用同轴电缆20来连接视频 获取装置10和第一转换器50，及第二转换器70和视频记录装置30。
在多路CCTV系统中，所需的电源线用于提供电源给相应的视频获 取装置IO。并且，需要对应各个通道的UTP电缆60将该通道所获取的 视频信号发送到视频记录装置30中。结果，实施该多路CCTV系统的 代价是高的，并且构造笨重。

发明内容
本总体发明构思提供一种中继器装置，通过使用传输差分视频信号
的方法通过CCTV系统中的一条UTP电缆传输从多通路所获取的视频 信号来减少传输线。
本总体发明构思的另外方面和用途将部分地在随后的说明中被阐 述，部分地，将从说明中明显，或者可从总体发明构思的实践中被了解。
本总体发明构思还提供一种中继器装置，以在没有提供功率到多通 路的对应的功率供给线的情况下提供功率到对应的多通路。
本总体发明构思还提供一种中继器装置，该装置转换为基于网络的 监视系统而不需要更换传输线，并在基于网络的监视系统中出现网络错 误时获取监视区域的视频信号。
另外，本总体发明构思提供视频获取装置，其在无差分信号转换装 置的情况下，将直接获取的视频信号或者转换为差分视频信号，或者转 换为网络流，并将转换的信号传输到通过UTP电缆连接的中继器装置。
另外，本总体发明构思提供一种视频记录装置，以直接地接收使用 UTP电缆从中继器装置传输的差分视频信号而无附加的装置和传输线， 以将差分视频信号转换为一般视频信号，以及其控制方法。
本总体发明构思的另外方面和用途将部分地在随后的说明中被阐 述，部分地，将从说明中明显，或者可从总体发明构思的实践中被了解。
本总体发明构思的前述和/或其它方面可以通过提供一种中继器装 置而实现，该装置包括通过多个视频获取装置和多个电缆连接的多个 端口；通过多个端口向多个视频获取装置提供功率的功率单元；以及输 出端口，从多个视频获取装置通过多个端口传送的多个视频信号通过所 述输出端口输出到使用包括多根线路的一条电缆来连接的视频记录装 置。
所述装置可进一步包括以太网供电(PoE)网络集线器，所述以 太网供电(PoE)网络集线器将通过功率单元输入的功率提供给使用多
个端口的多个视频获取装置，并且将从使用多个端口的多个视频获取装 置传输的多个网络流输出到输出端口。
所述装置可进一步包括切换单元，所述切换单元用于切换输出端 口以便输出从使用多个端口的多个视频获取装置传输的多个视频信号和 从使用多个端口的多个视频获取装置传输的多个网络流中的一个。
多条电缆可以是多条非屏蔽双绞线(UTP)电缆， 一条电缆可以是 一条UTP电缆，以及从使用多个端口的多个视频获取装置传输的多个视
频信号的差分信号被提供给包括在一条UTP电缆中的相应UTP，并被传 输到视频记录装置。
本总体发明构思的前述和/或其它方面和用途也可通过提供一种视
频获取装置而实现，该装置包括用以获取视频信号的拍摄单元；以及 转换单元，所述转换单元使用有源元件将从拍摄单元获取的视频信号转 换为差分视频信号，并将转换的视频信号传输到使用电缆连接的外部装置。
外部装置可以是中继器装置，并且视频获取进一步包括功率单元， 所述功率单元用以从使用电缆连接的中继器装置接收功率，并将功率提 供给拍摄单元和转换单元。
转换单元可包括第一和第二电阻器；同相放大器，所述同相放大 器用以根据第一和第二电阻器的变化来调整视频信号的同相放大的增 益；以及反相放大器，所述反相放大器用以根据第一和第二电阻器的变 化来调整视频信号的反相放大的增益。
所述装置可进一步包括控制信号处理器，所述控制信号处理器用 以根据通过中继器装置传输到电缆的控制信号来控制拍摄单元和转换单 元中的至少一个。
所述装置可进一步包括用以处理输入音频信号的音频处理器；以 及用以将该音频信号转换为差分音频信号的音频转换单元。
电缆可以是UTP电缆。
本总体发明构思的前述和/或其它方面和用途也可通过提供一种视 频获取装置而实现，所述装置包括用以获取视频信号的拍摄单元；以
及功率单元，所述功率单元用以接收来自传输从拍摄单元所获取视频信 号的中继器装置的功率，并将该功率提供给拍摄单元。
本总体发明构思的前述和/或其它方面和用途也可通过提供一种视 频获取装置，所述装置包括用以获取视频信号的拍摄单元；转换单元， 所述转换单元使用有源元件将从拍摄单元获取的视频信号转换为差分视 频信号，并且将转换的视频信号传输到使用电缆连接的外部装置；网络 接口单元，所述网络接口单元用以将从拍摄单元所获取的视频信号转换 为网络流；以及传输和接收单元，所述传输和接收单元用以将该转换的 网络流发送到使用电缆连接的外部装置。
外部装置可以是中继器装置，网络传输和接收单元可以接收并提供 来自使用电缆连接的中继器装置的功率，并且视频获取装置可进一步包 括功率单元，所述功率单元用以将来自网络传输和接收单元的功率提 供给拍摄单元、转换单元和网络接口单元。
网络传输和接收装置可接收通过中继器装置传输到电缆的控制信号。
转换单元可以包括第一和第二电阻器；同相放大器，所述同相放 大器用以根据第一和第二电阻器的变化来调整视频信号的同相放大的增 益；以及反相放大器，所述反相放大器用以根据第一和第二电阻器的变 化来调整视频信号的反相放大的增益。
该电缆可以是UTP电缆。
本总体发明构思的前述和/或其它方面和用途也可通过提供一种视 频记录装置来实现，所述装置包括用以接收差分视频信号的差分信号 输入端；差分视频处理器，所述差分视频处理器用以将差分视频信号转 换为一般视频信号，并且可变地放大该转换的一般视频信号；以及用以 记录该放大的一般视频信号的记录介质。
差分信号输入端可以包括多个输入端，并且接收到对应输入端的多 个差分视频信号。
所述装置可进一步包括控制器，所述控制器用以根据补偿元素的 设置值来控制差分视频处理器的放大操作，以便通过补偿一般视频信号
的增益和频率响应特性中的至少一个来优化图像质量。
补偿元素可包括 一般视频信号的增益和频率响应特性中的至少一
个，并且控制器根据用户输入的传输差分视频信号的电缆长度来自动设
置补偿元素的设置值。
控制器可根据用户的输入来自动调整补偿元素的设置值。 差分视频处理器可包括数模(D/A)转换器，所述数模(D/A)转
换器用以将频率响应的设置值和增益的设置值转换为电压；第一可变增
益放大器，所述第一可变增益放大器用以根据与该转换过的频率响应设
置值相对应的电压来调整一般视频信号的频率响应；以及第二可变增益
放大器，所述第二可变增益放大器用以根据与该转换过的增益的设置值 相对应的电压来调整一般视频信号的增益。
电缆可以是UTP电缆。
本总体发明构思的前述和/或其它方面和用途也可通过提供一种监 视系统而实现，所述系统包括视频获取装置，所述视频获取装置用以
获取监视区域的视频信号，并将该获取的视频信号转换为差分视频信号
和网络流；中继器装置，所述中继器装置用以使用连接视频获取装置的 电缆提供功率到视频获取装置，并将视频获取装置所传输的差分视频信 号和网络流之一输出到具有多根线路的电缆；以及视频记录装置，所述 视频记录装置用以将使用连接到中继器装置的一个电缆输出的该差分视 频信号转换为一般视频信号，以可变地放大该转换的一般视频信号，并 记录该放大的信号。
连接中继器装置和视频获取装置以及连接视频记录装置和中继器装 置的电缆可以是UTP电缆。
本总体发明构思的前述和/或其它方面和用途也可通过提供一种视 频系统而实现，所述系统包括 一个或多个用以获取视频信号的视频获 取装置；用以记录视频信号的视频记录装置；以及中继器装置，所述中 继器装置用以联接一个或多个视频获取装置与视频记录装置，其中中继 器装置通过非屏蔽双绞线(UTP)电缆联接到视频记录装置。
本总体发明构思的前述和/或其它方面和用途也可通过提供一种网
络可用的中继器装置来实现，该装置包括用以输出一个或多个差分视 频信号的第一输出端口；用以输出一个或多个网络流的第二输出端口； 以及切换单元，所述切换单元用以在预定的间隔检测网络状态并基于网 络状态在第一输出端口和第二输出端口之间进行切换。
本总体发明构思的前述和/或其它方面和用途也可通过提供一种改 善视频信号的方法而实现，该方法包括以下步骤输出显示信息以设置 视频信号的一个或多个补偿元素；以及根据输出的显示信息来确认用户 是否输入了传输线长度，以便如果得到确认，那么自动设置与输入的传 输线长度对应的一个或多个补偿元素的值；以及根据一个或多个补偿元 素的设置来补偿该视频信号。
本总体发明构思的前述和/或其它方面和用途也可通过提供一种操 作视频系统的方法来实现，该方法包括通过一个或多个视频获取装置 来获取视频信号；将从一个或多个获取装置所获取的视频信号提供给中 继器装置；以及通过非屏蔽双绞线(UTP)电缆将所获取的视频信号从 中继器装置提供给视频记录装置。
本总体发明构思的前述和/或其它方面和用途也可通过提供一种操 作中继器装置的方法来实现，该方法包括在预定间隔检测网络状态； 以及基于网络的状态，在用以输出一个或多个差分视频信号的第一输出 端口和用以输出一个或多个网络流的第二输出端口之间进行切换，以便 当检测到对应于网络错误的状态时，切换单元切换到用以输出一个或多 个差分视频信号的第 一输出端口 。
一种操作监视系统的方法，该方法包括通过视频获取装置获取监 视区域的视频信号；通过视频获取装置将所获取的视频信号转换为差分 视频信号和网络流；通过中继器装置将功率提供给视频获取装置；使用 连接视频获取装置的电缆，通过中继器装置将从视频获取装置传输的差 分视频信号和网络流输出到具有多根线路的一条电缆；以及通过视频记 录装置，使用连接中继器装置的一条电缆输出的差分视频信号转换为一 般视频信号，可变地放大该转换的一般视频信号，并记录该放大的信号。
本总体发明构思的前述和/或其它方面和用途也可通过提供一种其
上具有执行一种方法的计算机程序的计算机可读记录介质来实现，其中 该方法包括在预定间隔检测网络状态；以及基于网络的状态，在用以 输出一个或多个差分视频信号的第一输出端口和用以输出一个或多个网 络流的第二输出端口之间进行切换，以便当检测到网络错误状态时，切 换单元切换到用以输出一个或多个差分视频信号的第一输出端口。


本总体发明构思的这些和/或其它方向和实用性将从结合附图的实
施例的以下说明中变得明显且更易于理解，其中
图1是示意性说明普通闭路电视(CCTV)系统的视图2是说明普通多路CCTV系统的传输线的视图3是说明一般模拟视频信号和差分视频信号的视图4是说明传输差分视频信号的CCTV系统的视图5是说明根据本总体发明构思的具体实施例所述的一种多路
CCTV系统传输线的视图，该系统包括用于通过使用非屏蔽双绞线 (UTP)电缆来连接视频获取装置和视频纪录装置的中继器装置；
图6是说明根据本总体发明构思的具体实施例的一种视频获取装置
的视图，该装置是通过使用UTP电缆与中继器装置相连接；
图7A是一种视频获取装置的示意性框图，其中在图6中所描述的
该视频获取装置是模拟视频获取装置；
图7B是说明图7A中的视频获取装置的转换单元的视图7C是说明根据本总体发明构思另一个具体实施例的模拟视频获
取装置的框图7D是说明根据本总体发明构思的再一个具体实施例的模拟视频 获取装置的框图7E是视频获取装置的框图，在其中图6所说明的视频获取装置 是一种IP视频获取装置；
图7F是说明图7E的视频获取装置的以太网供电(PoE)接收单元 的视图7G是视频获取装置的示意性框图，在其中图6所说明的视频获
取装置是一种多功能视频获取装置。
图8是说明根据本总体发明构思一个具体实施例的中继器装置的视
图9A是说明使用UTP电缆来连接到模拟视频获取装置的中继器装 置的框图9B是说明根据本总体发明构思一个具体实施例的使用UTP电缆 连接到模拟视频获取装置的中继器装置的框图9C是说明根据本总体发明构思另一个具体实施例的使用UTP电 缆连接到模拟视频获取装置的中继器装置的框图10是根据本总体发明构思一个具体实施例的视频记录装置的框
图11是说明根据本总体发明构思一个具体实施例的视频记录装置 的输入端的视图12是说明根据本总体发明构思一个具体实施例的视频记录装置 的差分视频处理器的视图13是说明根据本总体发明构思一个具体实施例的用于控制差分 视频信号的显示信息的视图；和
图14是说明根据本总体发明构思一个具体实施例的视频记录装置 的控制方法的流程图。
具体实施例方式
下面将详细地描述本总体发明构思的实施例，参考附图来说明其中 的例子，其中，全文中相同的参考数字表示相同的单元。在下面通过参 考附图来描述实施例以便解释本总体发明构思。
图5是说明根据本总体发明构思具体实施例的一种多路CCTV系统 的传输线的视图，该系统包括用于通过使用非屏蔽双绞线(UTP)电缆 来连接视频获取装置和视频纪录装置的中继器装置。
参考图5，多路CCTV系统可以包括十六个视频获取装置100，四
个中继器装置300，和一个视频记录装置400。也就是说，该CCTV系 统可以有十六个通道。
视频获取装置IOO将视频信号转换为差分视频信号，并使用第一组 UTP电缆200来将转化的信号发送到中继器装置300中。也就是说，在 四个视频获取装置100和一个中继器装置300之间用第一组UTP电缆 200短距离连接，以及四个视频获取装置100通过第一组UTP电缆200 将该差分视频信号发送到一个中继器装置300中。
尤其是，该中继器装置300使用第一组UTP电缆200和第二UTP 电缆250来连接视频获取装置100和视频记录装置400。中继器装置300 使用第一组UTP电缆200来将通过电源线输入的电(能量)提供给视频 获取装置100。在该实施例中，每个中继器装置300提供电给四个视频 获取装置100。
因此，中继器300使用四个第二UTP电缆250来将从四个视频获取 装置100中发送来的四个差分视频信号发送到视频记录装置400中。第 二 UTP电缆250通过分别用于四个通道的第二 UTP电缆250连接在中 继器300和视频记录装置400之间的长距离。
第一组UTP电缆200和第二UTP电缆250中的每个可以包括多对 UTP，例如四对。来自视频获取装置100中的差分视频信号通过使用包 括在第一组UTP电缆200中的一对UTP来进行传输，以便将来自四个 视频获取装置100中的四个差分视频信号通过包括在第二 UTP电缆250 中的四对UTP发送到视频记录装置400中。
图6是说明根据本总体发明构思具体实施例所述的一种视频获取装 置的视图，该装置是通过使用UTP电缆与中继器装置相连接。
参考图6，视频获取装置100与连接到中继器装置300上的第一 UTP 电缆200进行连接。作为视频获取装置100的一个例子，可以使用一种 隐藏式摄像机(carema)。该隐藏式摄像机将从预设监视区域中获取的模 拟视频信号转换为差分视频信号，并使用第一 UTP电缆200将该转换的 差分视频信号发送到中继器装置300中。
图7A是一种视频获取装置的示意性框图，其中在图6中所描述的
该视频获取装置是模拟视频获取装置。
参考图7A，视频获取装置100获取并传输模拟视频信号。视频获取
装置100可以包括一个拍摄单元110、信号处理器120、转换器130和功 率(电源)单元140。
拍摄单元110通过将光学视频转换为电子信号来获取模拟视频信号。
信号处理器120处理从拍摄单元110中接收的视频信号，并将处理 过的模拟视频信号发送到将在下面进行解释的转换器130中。
转换器130将从信号处理器120中获取的模拟视频信号转换为差分 视频信号，并使用包括在第一UTP电缆200中的四对UPT之一来将该 转换的差分视频信号传输到中继器装置300中。
转换器130是介电有源转换器，其调整视频信号的输出大小以便处 理信号衰减。
功率单元(power unit) 140将功率提供给包括在第一 UTP电缆200 中的四对UTP之一而到供拍摄单元110、信号处理器120和转换器130。
图7B是说明图7A中的视频获取装置的转换单元的视图。
参考图7B，转换器130是一种介电有源转换器。该转换器130通过 调整视频信号的增益来将视频信号转换为差分视频信号。该转换器130 可以包括同相放大器Opl、反相放大器Op2、以及反馈参数R1和R2。
方程式1用来调整同相放大器Opl和反相放大器Op2的增益。方程式1
同相放大器增益=1+^，反相放大器增益=-^
参考方程式1，生成差分视频信号，其中放大增益和非放大增益根 据反馈参数Rl和R2的变量来进行调整。
图7C是说明根据本总体发明构思另一个具体实施例的模拟视频获 取装置的框图。
参考图7C，视频获取装置100可以包括拍摄单元110、信号处理器 120、转换器130、功率单元140和控制信号处理器150。
控制信号处理器150根据通过UTP电缆200所传输的控制信号来控 制拍摄单元110、信号处理器120和转换器130。例如，如果反馈参数 Rl和R2的变量作为控制信号进行传输，那么控制信号处理器150控制 转换器130将增益调整到所传输的反馈参数Rl和R2的变量。如果设置 夜间模式或日间模式的信号作为控制信号进行传输，那么控制信号处理 器150控制拍摄单元IIO和信号处理器120来处理夜间模式或日间模式 下的视频。
图7D是说明根据本总体发明构思另一个具体实施例的模拟视频获 取装置的框图。
参考图7D，视频获取装置IOO可以包括拍摄单元110、信号处理器 120、转换器130、功率(电源)单元140、控制信号处理器150、声音 处理器160和声音转换器165。
声音处理器160处理从麦克风中输入的模拟声音信号，并将处理过 的模拟声音信号发送到将在下面进行描述的声音转换器165中。
声音转换器165将从声音处理器160中传输的模拟声音信号转换为 差分声音信号，并使用包括在UTP电缆200中的四对UTP之一来将该 转换过的差分声音信号传输到中继器装置300中。
声音转换器165将通过UTP电缆200传输的差分声音信号转换为模 拟声音信号，并将该转换过的模拟声音信号传输到声音处理器160中。 声音处理器160处理从声音转换器165中传输的模拟声音信号，并通过 扬声器输出声音。
如果使用UTP电缆200输入声音信号的控制信号，那么声音处理器 160和声音转换器165根据该控制信号处理器150的控制来处理声音信 号。
图7E是视频获取装置的框图，其中图6所说明的视频获取装置是 一种IP视频获取装置.
参考图7E，视频获取装置IOO被连接到一个网络上。该视频获取装 置IOO获取模拟视频信号，并在网络流中提供该获取的视频信号。该视 频获取装置100可以包括拍摄单元110、信号处理器120、功率单元140、 以太网供电(PoE)接收器170和网络接口单元180。
信号处理器120将从拍摄单元110中传输的视频信号转换为数字信 号。功率单元140将从将在下面进行解释的PoE接收器170中提供的电 提供给拍摄单元110、信号处理器120和网络接口单元180。
PoE接收器170接收来自包括在UTP电缆200中的四对UTP之一 的电源，并将网络流传输到除了差分视频信号传输UTP和电源供给UTP 之外的四对UTP之一。
网络接口单元180将信号处理器120转换的数字视频信号转换为网 络流(network stream),并将该网络流传输到PoE接收器170。网络接 口单元180可以包括编码译码器182和以太网接口单元184。编码译码 器180将数字视频信号转换为网络流，以及该以太网接口单元184根据 TCP/IP协议将该网络流传输到PoE接收器170上。
图7F是说明图7E的视频获取装置的以太网供电(PoE)接收单元 的视图。
参考图7F， PoE接收器170可以包括功率源装置(PSE) 172和功 率装置(PD) 174。
PSE172将48V的电源提供给信号对线、PD174使用DC转换器175 将48V电源转换为直流电流(DC)，并输出该转换的电(功率)源。网 络数据线和电源线共享。也就是说，电源被提供给信号对线，以及网络 流被传输到信号对线中的一个。
图7G是视频获取装置的示意性框图，其中图6所说明的视频获取 装置是一种多功能视频获取装置。
参考图7G，视频获取装置100是一种组合了图7A的模拟视频获取 装置和图7E的IP视频获取装置的一种视频获取装置。该视频获取装置 IOO可以包括拍摄单元110、信号处理器120、转换器130、功率单元140、 PoE接收器170和网络接口单元180。
该视频获取装置100将从预设监视区域中获取的视频信号转换为差 分视频信号和网络流，并通过UTP电缆200将该转换的视频信号传输到 中继器装置300中。
如果在基于网络的CCTV系统中由于网络错误而发生没有获得监视
区域信息这样的错误，那么通过传输差分视频信号来避免监视区域信息
的遗漏。
图8是说明根据本总体发明构思的具体实施例的中继器装置的视图。
参考图8，中继器装置300通过四个UTP电缆(202—208)来与四 个视频获取装置(ch.l — ch.4)进行连接。
中继器装置300使用四个UTP电缆(202 — 208)来将电源线输入的 功率提供给视频获取装置(ch.l — ch.4)。中继器装置300通过包含在第 二 UTP电缆250之一中的四对UTP来将四个差分视频信号传输到视频 记录装置400中，四个差分视频信号是通过四个UTP电缆(202 — 208) 从视频获取装置(ch.l — ch.4)中传输的。
图9A是说明使用UTP电缆来连接到模拟视频获取装置的中继器装 置的框图。
参考图9A，中继器装置300可以包括功率连接器310、功率提供器 320和五个UTP电缆端口 (332 — 340)。
功率连接器310通过功率供给线接收功率。功率提供器320通过连 接到四个UTP电缆端口 (332 — 338)的四个UTP电缆(202 — 208)来 将功率连接器310输入的功率提供给视频获取装置(dU — ch.4)。
连接中继器装置300和视频获取装置(ch.l—ch.4)的四个UTP电 缆(202 — 208)被连接到四个UTP电缆端口 (332 — 338)。作为输出电 缆端口的剩余一个UTP电缆端口 340被连接到连接中继器300和视频记 录装置400的一个UTP电缆250上。
通过包括在连接到输出UTP电缆端口 340上的第二 UTP电缆250 中的四对UTP将四个差分视频信号传输到视频记录装置400中，该四个 差分视频信号是通过连接到四个UTP电缆端口 (332 — 338)上的四个 UTP电缆(202 — 208)从视频获取装置(ch.l — ch.4)传输过来的。
图9B是说明根据本总体发明构思一个具体实施例的使用UTP电缆 连接到模拟视频获取装置的中继器装置的框图。
参考图9B，中继器300可以包括功率连接器310、 PoE网络集线器 320和六个UTP电缆端口 332 — 342。
PoE网络集线器320通过连接到四个UTP电缆端口 (332 — 338)的 四个UTP电缆(202 — 208)将功率连接器310输入的功率提供给视频获 取装置(ch.l — ch.4)
PoE网络集线器320使用包括在连接到UTP电缆端口 342以输出网 络流的UTP电缆中的四对UTP来将四个网络流发送到网络上，四个网 络流是通过连接到四个UTP电缆端口(332 — 338)的四个UTP电缆(202 一20S)来从视频获取装置(ch.l—ch.4)中传输的。
也就是说，如果中继器300连接视频获取装置100和网络，那么中 继器300包括将差分视频信号输出到视频记录装置400的用于输出差分 视频信号的端口 340以及将网络流输出到网络上的用于输出网络流的端 卩342。
设置了使用用于输出差分视频信号的端口 340来连接中继器装置 300和视频记录装置400的UTP电缆，并设置了使用用于输出网络流的 端口 342来连接中继器装置300和网络的UTP电缆。
图9C是说明根据本总体发明构思另一个具体实施例的使用UTP电 缆连接到模拟视频获取装置的中继器装置的框图。
参考图9C，中继器装置300可以包括功率连接器310、 PoE网络集 线器320、七个UTP电缆端口 (332 — 342和360)以及切换单元350。 功率连接器310、PoE网络集线器320、和六个UTP电缆端口 (332 — 342) 执行与图9B所描述的相同功能。
切换单元350或者切换用于输出差分视频信号的端口 340的输出或 者切换用于输出网络流的端口 342的输出。也就是说，中继器装置300 以规则的间隔检查网络状态以便网络出现问题时切换用于输出差分视频 信号的端口 340的输出。
如果由于在基于网络的CCTV系统中的网络错误而没有获得监视区 域信息的错误出现，那么通过传送差分视频信号来避免监视区域信息的 遗漏°
图10是根据本总体发明构思一个具体实施例的一种视频记录装置 的框图。
参考图10，视频记录装置400可以包括操纵单元411，音频输入端 412，音频信号处理器413，音频输出端414，差分信号输入端415，差 分视频处理器420，视频信号处理器430，显示信息生成单元431，视频 输出端432，存储单元433，记录介质434和控制器435。
操纵单元411设置有用于根据用于使用者的命令而生成输入信号的 按钮。如果通过用户的操作选择了按钮，那么操纵单元411生成对应所 选择按钮的输入信号，并将所产生的输入信号传输到将在下面进行解释 的控制器435中。 一般地，操纵单元411可以是设置在视频记录装置400 上的操纵板，遥控器，单独设置的操纵装置，以及用于通过网络输入操 纵命令的外部装置。
音频输入端412从外部接收音频信号并将所接收的音频信号提供给 音频信号处理器413。
音频信号处理器413解码从音频输入端412传送来的音频信号，并 将该解码的音频信号提供给将在下面进行解释的音频输出端414和记录 介质434。
音频输出端414将从音频信号处理器413发送过来的音频信号发送 到外部音频输出装置。
差分信号输入端415通过连接到UTP电缆250的终端(例如RJ— 45连接器)接收差分视频信号，并将该接收的差分视频信号提供给将在 下面进行解释的差分视频处理器420中。
差分视频处理器420将通过差分视频信号输入端415输入的差分视 频信号转换为一般的视频信号，并不定地放大该转换的一般视频信号。 特别地，差分视频处理器420将如上所描述的差分视频信号转换为一般 的视频信号，并在控制器435的控制下通过补偿补偿元素中的至少一个 来不定地放大该转换的一般视频信号以便优化图像质量，所述补偿元素 诸如一般视频信号的增益和频率响应特性。下文将描述用于设置补偿元 素的显示信息的生成和根据用户操作命令对补偿元素的设置。
视频信号处理器430解码从差分视频处理器420中传送过来的视频 信号，并将该解码的视频信号提供给将在下面进行解释的显示信息生成 单元431和记录介质434。
显示信息生成单元431生成用于对视频记录装置400进行设置和控 制的显示信息，并将所产生的显示信息单独地输出或与来自视频信号处 理器430的视频信号一起进行输出。
视频输出端432将从显示信息生成单元431中接收的视频信号发送 给外部视频显示装置。
存储单元433存储控制算法来设置和控制视频记录装置400。此外， 存储单元433存储根据传输线长度的信号增益和频率响应特性的设置值 以用于通过元素补偿的优化图像质量。
记录介质434通过在视频记录装置400中所提供的记录介质接口来 存储视频和音频信号。例如，记录介质可以是磁带或盘、光盘、存储条 等等。
控制器435根据通过操纵单元411输入的用户的命令、使用预存储 在存储单元433中的控制算法来控制视频记录装置400的全部操作。
为了通过补偿一般视频信号的增益和频率响应特性中的至少一个来 优化图像质量，控制器435还根据补偿元素的设置值来控制差分视频处 理器420的放大操作。
另外，为了设置补偿元素的设置值，控制器435通过显示信息生成 单元431生成补偿元素设置窗口，并将该生成的补偿元素设置窗口输出 到外部视频显示装置中，以便根据用户操作的输入而设置补偿元素的设 置值。
另外，控制器435根据在存储单元433中存储的设置值来自动设置 补偿元素的设置值，其已经根据用户输入的差分视频信号的传输线长度 而设置过。通过用户操作的输入来执行设置值的精细调整。尤其是，按 如上描述根据补偿元素的设置来补偿输出的视频信号，以便将补偿过的 视频信号直接进行显示。
因此，输出视频的质量得到增强，以及用户能够很容易地设置视频
的补偿元素，以便提高用户的便利性。
图11是说明根据本总体发明构思一个具体实施例的视频记录装置 的输入端的视图。
参考图11，在视频记录装置400的后面设置差分信号输入端415。
也就是说，图11是图5中所示十六通道CCTV系统中设置的视频记录 装置400的后视图，以及该差分信号输入端415包括四个输入端。因为 由四个通道获取的视频被发送到一个UTP电缆上，所以十六个通道所获 取的视频被发送到四个UTP电缆上。
尤其是，差分信号输入端415包括四个输入端，其包括连接到用于 传输由通道1一4所获取的视频的UTP电缆上的输入端，连接到用于传 输由通道5 — 8所获取的视频的UTP电缆上的输入端，连接到用于传输 由通道9一12所获取的视频的UTP电缆上的输入端，以及连接到用于传 输由通道13 — 16所获取的视频的UTP电缆上的输入端。
传统地，如果CCTV系统被连接到同轴电缆上，视频记录装置包括 十六个输入端，但是根据本总体发明构思的具体实施例的十六通道 CCTV系统包括四个输入端。
图12是说明根据本总体发明构思的一个具体实施例的视频记录装 置的差分视频处理器的视图。
参考图12，差分视频处理器420可以包括数模(D/A)转换器421， 第一可变增益放大器422和第二可变增益放大器426。
如果诸如增益和频率响应特性这样的补偿元素的设置值根据用户操 作的输入被设置，那么控制器435将该设置值传送到D/A转换器421中。
D/A转换器421将从控制器435中发送过来的设置值进行转换，并 作为电压将该转换的值进行输出。D/A转换器421将对应于调整频率响 应设置值的电压输出到第一可变增益放大器422中，并将对应于增益调 整设置值的电压输出到第二可变增益放大器426中。
第一可变增益放大器422可以包括第一电压控制倍增(乘法)器423 和第一操作放大器(OPAMP) 425，以及第二可变增益放大器426可以 包括第二电压控制倍增(乘法)器428和第二操作放大器(OP AMP)
第一和第二可变增益放大器422和426使用Rc将通过差分信号输 入端415输入的差分视频信号的电压级转换为电流IM。通过包括在第一 和第二可变增益放大器422和426中的电压控制倍增(乘法)器423和 428来将根据频率响应调整的设置值和增益调整的设置值应用到电流
IRC3。应用对应设置值的电流1^被传送到具有电流反馈结构的第一和第 二 OPAMP425和429中的放大级上。
第一可变增益放大器422根据该设置值调整差分视频信号的频率响 应，以及第二可变增益放大器426根据该设置值调整可变视频信号的增 益，并输出该调整值。将第二可变增益放大器426的输出作为反馈电流 操作到第一可变增益放大器422的放大级中，以便输出最终视频信号。
图13是说明根据本总体发明构思一个具体实施例的用于控制差分 视频信号的显示信息的视图。
图13是说明如下内容的视图，即设置屏幕510，补偿元素设置窗口 520和外部视频显示装置的详细补偿元素设置屏幕530，其中外部视频显 示装置上组合显示诸如频道、屏幕设置和补偿元素设置这样的显示信息。
补偿元素设置窗口 520呈现UTP电缆的全部距离(Distance),和当 前设置的补偿元素的设置值(Gain (增益)，Fr叫(频率))。如果选择了 补偿设置窗口 520中的一项，那么将显示详细的补偿元素设置屏幕530。
如果用户在详细的补偿元素设置屏幕530上输入了传输线的距离， 那么根据输入值来在预设值上设置增益和频率。然后，可以根据用户输 入的精细设置来设置补偿元素。
图14是说明根据本总体发明构思一个具体实施例的视频记录装置 的控制方法的流程图。
参考图14，在操作S610中，控制器435控制显示信息生成单元431
以便输出显示信息来设置补偿元素。
然后，在操作S620中，控制器435根据在操作S610中输出的显示 信息来确认用户是否通过操作单元411输入传输线长度。
如果确认传输线长度被输入，那么在操作630中，控制器435自动
设置补偿元素的值以便与输入的传输线长长度匹配。否则，在操作S650 中，控制器435判断是否通过操作单元411输入设置补偿元素(要素) 的精细调整。
例如，控制器435根据基于传输线长度而预设并存储在存储单元433 中的补偿元素值来设置补偿元素。
在操作S640中，控制器435根据设置补偿元素来控制差分视频处 理器420的放大操作以便对视频信号进行补偿。因此，该输出视频信号 得到补偿并输出。
在操作S650中，控制器435判断是否通过操作单元411输入设置 补偿元素的精细调整。
如果输入了精细调整，那么控制器435再次执行操作S640，以便输 出视频信号得到补偿并输出。
UTP电缆包括四对UTP，但这仅仅是本总体发明构思的一个具体实 施例。因此，UTP电缆可以包括除了四对之外的多个UTP。虽然以四对 UTP来实施UTP电缆而将四个视频获取装置连接到一个中继器装置上， 但是这仅仅是本总体发明构思的一个具体实施例。因此，根据例如多个 UTP包括在UTP电缆中的情况，除了四个以外的多个视频获取装置可以 被连接到一个中继器装置上。
本总体发明构思还可以作为在计算机可读介质上的计算机可读代码 的形式来实施。计算机可读介质可以包括计算机可读记录介质和计算机 可读传输介质。该计算机可读记录介质是任何的数据存储装置，它能够 存储可由计算机系统所读取的数据。计算机可读记录介质的例子可以包 括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、 CD-ROM、磁带、软 盘和光学数据存储装置。计算机可读记录介质还可以分布在网络连接的 计算机系统上，以便计算机可读代码可以以分布的形式进行存储和执行。 计算机可读传输介质可以将载波或信号进行传送(例如，通过互联网进 行有线或无线数据传输)。同样，本总体发明构思所属领域的程序员可以 容易地理解实现本总体发明构思的函数式程序，代码和代码段。
如上所述，通过使用应用了 UTP电缆抑制同步噪声的差分视频信号的传输方法来提高传输效率。同样，因为CCTV系统的结构变得简单，
所以当使用应用了 UTP电缆的CCTV系统时，比起使用同轴电缆的传 统CCTV系统来说，传输线的费用得到减少，以及生产更加方便。
位于短距离的多个视频获取装置被连接到中继器装置上，以及通过 中继器装置将功率提供给多个视频获取装置，以便减少实施用于提供功 率的线的费用。中继器装置通过一个UTP电缆将从多个视频获取装置获 取的差分视频信号传送给位于远距离的视频获取装置，以便减少实施传 输线的费用。
因为传输线的结构与包括UTP电缆和网络集线器的传统网络传输 线的结构相同，所以转换到基于网络的监视系统是方便的，并且不需要 替换传输线。
.差分视频信号和网络流被同时或选择性地通过UTP电缆进行输出。 因此，当出现网络错误时，差分视频信号被选择输出，以便防止监视区 域的信息遗漏。
用户在没有附加装置和传输线在情况下直接接收差分视频信号以将 该差分视频信号转换为一般的视频信号。结果，当实施CCTV系统时， 根据本总体发明构思具体实施例的中继器装置提高了整个系统的效率并 简化了系统结构。
传统的差分视频信号是通过机械操作来进行控制，但是用户应用中 继器装置通过根据使用显示信息的设置值而显示的屏幕来检查并同时控 制补偿。尤其是，除了补偿元素的直接输入之外根据传输线长度的补偿
元素被自动预先设置，以便存储的值被设置。因此，用户的便利性得到提高。
虽然本总体发明构思的各种实施例已经作了说明和描述，本领域的 技术人员明白，在不脱离本总体发明构思的原理和精神的情况下，可以 在这些实施例上做出改变，本总体发明构思的范围被限定在权利要求及 其等价物中。
权利要求
1、一种中继器装置，包括通过多个视频获取装置和多条电缆连接的多个端口；通过所述多个端口向多个视频获取装置提供功率的功率单元；以及输出端口，从多个视频获取装置通过多个端口发送的多个视频信号通过所述输出端口输出到使用包括多根线路的一条电缆来连接的视频记录装置。
2、 如权利要求l所述的装置，进一步包括以太网供电(PoE)网络集线器，所述以太网供电(PoE)网络集线器将通过功率单元输入的功率提供给使用多个端口的多个视频获取装 置，并且将从使用多个端口的多个视频获取装置发送的多个网络流输出 到输出端口。
3、 如权利要求2所述的装置，进一步包括-切换单元，所述切换单元用于切换输出端口以便输出从使用多个端 口的多个视频获取装置发送的多个视频信号和从使用多个端口的多个视 频获取装置发送的多个网络流中的一个。
4、 如权利要求l所述的装置，其中-所述多条电缆是多条非屏蔽双绞线(UTP)电缆；以及 所述一条电缆是一条UTP电缆，并且从使用多个端口的多个视频获取装置发送的多个视频信号的差分信号被提供给包括在一条UTP电缆 中的相应UTP，并被发送到视频记录装置。
5、 一种视频获取装置，包括 用以获取视频信号的拍摄单元；以及转换单元，所述转换单元使用有源元件将从拍摄单元获取的视频信 号转换为差分视频信号，并将转换所得的视频信号发送到使用电缆连接 的外部装置。
6、 如权利要求5所述的装置，其中外部装置是中继器装置；并且进一步包括功率单元，所述功率单元用以从使用电缆连接的中继器装置接收功率，并将功率提供给拍摄单元和转换单元。
7、 如权利要求5所述的装置，其中转换单元包括 第一和第二电阻器；同相放大器，所述同相放大器用以根据第一和第二电阻器的变化来调整视频信号的同相放大的增益；以及反相放大器，所述反相放大器用以根据第一和第二电阻器的变化来 调整视频信号的反相放大的增益。
8、 如权利要求5所述的装置，进一步包括控制信号处理器，所述控制信号处理器用以根据通过中继器装置发 送到电缆的控制信号来控制拍摄单元和转换单元中的至少一个。
9、 如权利要求5所述的装置，进一步包括 用以处理输入音频信号的音频处理器；以及用以将该音频信号转换为差分音频信号的音频转换单元。
10、 如权利要求5所述的装置，其中该电缆包括UTP电缆。
11、 一种视频获取装置，包括 用以获取视频信号的拍摄单元；以及功率单元，所述功率单元用以接收来自发送从拍摄单元获取的视频 信号的中继器装置的功率，并将该功率提供给拍摄单元。
12、 一种视频获取装置，包括 用以获取视频信号的拍摄单元；转换单元，所述转换单元使用有源元件将从拍摄单元获取的视频信 号转换为差分视频信号，并且将转换所得的视频信号发送到使用电缆连 接的外部装置；网络接口单元，所述网络接口单元用以将从拍摄单元所获取的视频 信号转换为网络流；以及发送和接收单元，所述发送和接收单元用以将转换所得的网络流发 送到使用电缆连接的外部装置。
13、 如权利要求12所述的装置，其中 外部装置是中继器装置；以及网络发送和接收单元接收并提供来自使用电缆连接的中继器装置的 功率；并且进一步包括功率单元，所述功率单元用以将来自网络发送和接收单元的功率提 供给拍摄单元、转换单元和网络接口单元。
14、 如权利要求12所述的装置，其中网络发送和接收装置接收通过 中继器装置发送到电缆的控制信号。
15、 如权利要求12所述的装置，其中转换单元包括第一和第二电阻器；同相放大器，所述同相放大器用以根据第一和第二电阻器的变化来调整视频信号的同相放大的增益；以及反相放大器，所述反相放大器用以根据第一和第二电阻器的变化来 调整视频信号的反相放大的增益。
16、 如权利要求12所述的装置，其中该电缆包括UTP电缆。
17、 一种视频记录装置，包括用以接收差分视频信号的差分信号输入端；差分视频处理器，所述差分视频处理器用以将差分视频信号转换为 一般视频信号，并且可变地放大转换所得的一般视频信号；以及 用以记录该放大的一般视频信号的记录介质。
18、 如权利要求17所述的装置，其中差分信号输入端包括多个输入 端，并且接收到对应输入端的多个差分视频信号。
19、 如权利要求17所述的装置，进一步包括控制器，所述控制器用以根据补偿元素的设置值来控制差分视频处 理器的放大操作，以便通过补偿一般视频信号的增益和频率响应特性中 的至少一个来优化图像质量。
20、 如权利要求17所述的装置，其中补偿元素包括 一般视频信号 的增益和频率响应特性中的至少一个，并且控制器根据用户输入的传输差分视频信号的电缆长度来自动设置补偿元素的设置值。
21、 如权利要求19所述的装置，其中控制器根据用户的输入来自动 调整补偿元素的设置值。
22、 如权利要求17所述的装置，其中差分视频处理器包括数模(D/A)转换器，所述数模(D/A)转换器用以将频率响应的设 置值和增益的设置值转换为电压；第一可变增益放大器，所述第一可变增益放大器用以根据与被转换 的频率响应设置值相对应的电压来调整一般视频信号的频率响应；以及第二可变增益放大器，所述第二可变增益放大器用以根据与被转换的增益的设置值相对应的电压来调整一般视频信号的增益。
23、 如权利要求20所述的装置，其中电缆包括UTP电缆。
24、 一种监视系统，包括视频获取装置，所述视频获取装置用以获取监视区域的视频信号， 并将该获取的视频信号转换为差分视频信号和网络流；中继器装置，所述中继器装置用以使用连接视频获取装置的电缆提 供功率到视频获取装置，并将视频获取装置所发送的差分视频信号和网 络流之一输出到具有多根线路的一条电缆；以及视频记录装置，所述视频记录装置用以将使用连接到中继器装置的 一条电缆输出的该差分视频信号转换为一般视频信号，以可变地放大转 换所得的一般视频信号，并记录该放大的信号。
25、 如权利要求24所述的系统，其中连接中继器装置和视频获取装 置以及连接视频记录装置和中继器装置的电缆包括UTP电缆。
26、 一种视频系统，包括 一个或多个用以获取视频信号的视频获取装置； 用以记录视频信号的视频记录装置；以及中继器装置，所述中继器装置用以耦合一个或多个视频获取装置与 视频记录装置，其中，中继器装置通过非屏蔽双绞线(UTP)电缆耦合到视频记录 装置。
27、 如权利要求26所述的视频系统，其中该UTP电缆具有双绞线，所述双绞线的数量对应于一个或多个视频 记录装置的数量。
28、 如权利要求27所述的视频系统，进一步包括.-多条UTP电缆，所述多条UTP电缆用以将一个或多个视频获取装 置连接到中继器装置，其中多条UTP电缆的数量对应于一个或多个视频 装置的数量。
29、 一种网络可用的中继器装置，该装置包括-用以输出一个或多个差分视频信号的第一输出端口； 用以输出一个或多个网络流的第二输出端口；以及切换单元，所述切换单元用于以预定的间隔检测网络状态并基于网 络状态在第一输出端口和第二输出端口之间进行切换。
30、 如权利要求29所述的中继器装置，其中 当检测到对应于网络错误的状态时，切换单元切换到第一输出端口以输出一个或多个差分视频信号。
31、 一种改善视频信号的方法，该方法包括以下步骤 输出显示信息以设置视频信号的一个或多个补偿元素；以及 根据输出的显示信息来确认用户是否输入了传输线长度，以便如果得到确认，那么自动设置与输入的传输线长度对应的一个或多个补偿元素的 值；以及根据一个或多个补偿元素的设置来补偿该视频信号。
32、 如权利要求31所述的方法，进一步包括确定是否已经输入了对所设置的补偿元素的调整，以及如果是，那 么根据一个或多个补偿元素的设置来补偿该视频信号。
33、 如权利要求32所述的方法，进一步包括通过视频记录装置记录经补偿的视频信号。
34、 一种操作视频系统的方法，该方法包括步骤 通过一个或多个视频获取装置来获取视频信号；将从一个或多个获取装置所获取的视频信号提供给中继器装置；以及通过非屏蔽双绞线(UTP)电缆将所获取的视频信号从中继器装置 提供给视频记录装置。
35、 一种操作中继器装置的方法，该方法包括步骤以预定间隔检测网络状态；以及基于网络的状态，在用以输出一个或多个差分视频信号的第一输出 端口和用以输出一个或多个网络流的第二输出端口之间进行切换，以便 当检测到对应于网络错误的状态时，切换单元切换到用以输出一个或多 个差分视频信号的第一输出端口。
36、 一种操作监视系统的方法，该方法包括步骤 通过视频获取装置获取监视区域的视频信号；通过视频获取装置将所获取的视频信号转换为差分视频信号和网络流；使用连接视频获取装置的电缆，通过中继器装置将功率提供给视频 获取装置；通过中继器装置将从视频获取装置发送的差分视频信号和网络流输 出到具有多根线路的一条电缆；以及通过视频记录装置，将使用连接中继器装置的一条电缆输出的差分 视频信号转换为一般视频信号，可变地放大转换所得的一般视频信号， 并记录该放大的信号。
37、 一种其上具有执行一种方法的计算机程序的计算机可读记录介 质，其中该方法包括步骤以预定间隔检测网络状态；以及基于网络的状态，在用以输出一个或多个差分视频信号的第一输出 端口和用以输出一个或多个网络流的第二输出端口之间进行切换，以便 当检测到网络错误状态时，切换单元切换到用以输出一个或多个差分视 频信号的第一输出端口。
全文摘要
一种视频获取装置，其获取监视区域的视频信号，将该获取的视频信号转换为差分视频信号和网络流，并通过使用UTP电缆将该转换的信号发送到中继器装置上。中继器装置使用UTP电缆将功率提供给视频获取装置，并接收来自视频获取装置的差分视频信号和网络流。如果网络状态不是令人满意的，那么中继器通过使用一条UTP电缆将所接收的差分视频信号输出到视频记录装置。该视频记录装置将使用一条UTP电缆输出的差分视频信号转换为一般视频信号，并可变地放大和记录该转换的一般视频信号。
文档编号H04N7/18GK101179714SQ20071019994
公开日2008年5月14日 申请日期2007年8月24日 优先权日2006年8月25日
发明者张一权 申请人:三星电子株式会社