专利名称：音视频信号同步传输的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子监控技术领域，尤其涉及一种音频信号的调制、叠加并与视频信 号同步进行传输的方法和系统。
背景技术：
目前，在大多数的摄像机以及电视系统中，模拟视频或者模拟音 频均为分离传 输，比如 S 端子 AV 输出，CVBS (Composite Video Broadcast Signal 或 Composite Video Blanking and Sync，复合视频广播信号或复合视频消隐和同步，下称CVBS信号。)信号等 均为分离输出。现有技术中有模拟音频信号的采集、处理、传输等与模拟视频信号的采集、 处理等过程都是独立进行。在主流的音视频产品中，采用将采集的视频信号和音频信号作 为独立通道分别传输至一块视音频编解码芯片进行AD转换，经过一系列的数据结构算法， 按照ITO656等数字信号标准，转换成数字信号送给CPU处理。该种音频信号的采集、处理 和传输独立进行，分别需要独立的音频、视频通道，占用了额外的传输通道，也需要增加额 外的音频处理电路，造成浪费。现有技术中也有采用调制解调的原理，将采集的已滤波等处 理的音频信号调制在某一频率的载波信号上，然后再叠加至CVBS的同步信号上，通过延时 电路实现与视频信号同步后，再进行传输。采用该方案实现，对目前模拟监视器等需要内部 增加音频解调与分离等电路；音频调制信号对同步信号等会造成干扰，对CVBS信号造成影 响；CVBS信号中，会增加音频载波同步信号。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种能真正实现音视频复合且同步输出的音 视频信号同步传输的方法和系统。为解决上述技术问题，本发明提供一种音视频信号同步传输的方法，包括步骤S101，将音频信号进行低通滤波处理；S102，选择特定频率的正弦载波；S103，对经所述步骤SlOl处理的音频信号和步骤S102中选择的载波信号进行调 制；S104,将经步骤S103调制后的音频信号与CCD视频输出的复合同步信号进行叠加 后再分离；S105，将分离的复合同步信号与音频信号再叠加，经过视频放大缓冲得到音视频 复合信号，再将复合的音视频信号进行分离。步骤S102中的所述正弦载波可经由振荡器产生或通过正弦振荡电路来产生。可在步骤S103的音频信号调制后，步骤S104的音频信号叠加至复合同步信号之 前增加一可控延迟步骤，控制音视频的同步传输。本发明还包括一种音视频信号同步传输的系统，该系统包括低通滤波器、信号调 制器、信号叠加装置及一视频放大缓冲器，最初获取的音频信号经低通滤波器低通滤波处理后与一正弦载波信号在信号调制器中进行调制，调制后的信号与一 CCD视频输出信号中 的复合同步信号在信号叠加装置中进行叠加，叠加后的信号经视频放大缓冲器放大缓冲， 经过视频放大缓冲得到音视频复合信号，复合的音视频信号再进行分离。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果可以真正实现音视频复合输出、能较 好地实现视频信号与音频信号的同步。
图1是本发明实施例方法流程图；图2是本发明实施例系统结构图；图3是本发明实施例同步信号分离电路图。
具体实施例方式本发明采用调制解调的原理，将采集的已滤波等处理的音频信号调制在某一特 定频率的载波信号上，然后再叠加至CVBS信号(Composite VideoBroadcast Signal或 Composite Video Blanking and Sync，复合视频广播信号或复合视频消隐和同步，下称 CVBS信号。)的同步信号上，通过延时电路实现与视频信号同步后，再进行传输。该方法不 需增加额外的音频处理电路，不占用额外的传输通道，容易实现音视频的同步。如图1所示为本发明实施例一种音视频信号同步传输的方法的流程图，流程步骤 如下S101，将音频信号进行滤波处理。通过低通滤波器，去除掉音频信号中不符合要求的高频信号，得到滤波后的音频 信号。S102，选择特定频率的正弦载波。根据频谱交错原理，当音频调制信号与CVBS信号中的复合同步信号叠加后，频谱 图上显示音频调制信号与复合同步信号能分离，无互相叠加与重合部分，此时的载波频率 的大小为最佳选择，设此时的载波频率为w，载波可以为振荡器产生的一个正弦波，则载波 的大小为sin(wt)。用此载波进行音频信号的调制，可使同步信号不失真，不影响到视频信 号，避免串扰的现象发生。该载波可以为振荡器产生的一个正弦波，也可以通过正弦振荡电 路来产生。S103，进行音频信号调制。音频信号的频率范围大致为10hz-20khz，根据调制解调原理，设音频信号为 f(t)，载波的大小为sin (wt)，其中w为所述特定的载波频率，则调制音频信号的表达式可 以记为f(t)*sin(wt)(1)在视音频接收机中，增加音频同步检波器，根据同步检波器的特点，对与解调副载 波(1)有90度相位差的已调信号分量无检波输出；而只对于解调副载波(1)同相的已调信 号分量有检波输出，输出的信号正比于这一分量所反映的调制信号，于是检波后的音频信 号表达式可以记为f(t)*sin(wt)*sin(wt)(2)
对于上述的载波信号在视音频接收机中经过同步检波器，将音频信号和复合同步 信号分离出来；然后经过一低通滤波器滤波，滤波的目的是将音频信号和载波信号分离，得 到原始的那个音频信号。至于幅度上衰减，完全可以通过电路增益进行补偿。S104，将调制后的音频信号(2)叠加至C⑶视频输出的复合同步信号上，并与其 它信号一起组成完整的 CVBS (Composite Video Broadcast Signal 或 Composite Video Blanking and Sync，复合视频广播信号或复合视频消隐和同步)信号，再对该复合同步信 号进行分离。将在上述步骤S103调制后的音频信号叠加至CCD视频输出的复合同步信号，该复 合同步信号与其他信号(如亮度信号、色度信号等)一起组成完整的CVBS信号。 其中，同步信号的作用是为了收、发同步的需要，在发送端每当扫描完一行加入一 个同步脉冲，每当扫描完一场加入场同步脉冲，分别在行场逆程期间传送，因此只是在CVBS 信号传输中起到辅助的作用。为保证更好的同步效果，可在音频信号调制后，叠加至同步信号之前增加适当的 可控延迟电路，控制音视频的同步。在外部电路中采用同步分离电路对CVBS信号中的复合同步信号进行分离，本发 明复合同步信号分离电路如图3所示。S105，将分离的复合同步信号与经过耦合的音频信号，通过叠加原理，即可将音频 信号钳位在复合同步信号上，再经过必要的视频放大缓冲器可以得到音视频复合信号，再 将复合的音视频信号进行分离。本发明实施例采用调制解调的原理，将采集的已滤波等处理的音频信号调制在某 一特定频率的载波信号上，然后再叠加至CVBS的同步信号上，通过延时电路实现与视频信 号同步后，再进行传输。该方法不需增加额外的音频处理电路，不占用额外的传输通道，容 易实现音视频的同步。如图2所示为本发明实施例一种音视频信号同步传输的方法的系统结构图。该系统包括低通滤波器、信号调制器、信号叠加装置及一视频放大缓冲器。该系统 包括最初的音频信号输入、正弦载波输入信号及CCD视频输出信号，CCD视频输出信号包括 复合同步信号，与其他信号如色度信号、亮度信号等一起形成CVBS信号。首先，音频信号输入至低通滤波器，低通滤波器用于将输入的音频信号通过低通 滤波处理，去掉音频信号中不符合要求的高频信号，得到滤波后的音频信号。再输入载波信号，该载波信号与经过低通滤波的音频信号经信号调制器进行调 制。该载波信号为正弦载波信号，可以为振荡器产生的一个正弦波，或者通过正弦振荡电路 产生。根据频谱交错原理，当音频调制信号与同步信号叠加后，频谱图上显示音频调制信号 与同步信号能分离、无互相叠加与重合部分，此时的载波频率的大小为最佳选择，设此时的 载波频率为《，则载波的大小为Sin(Wt)。用此载波进行音频信号的调制，可使同步信号不 失真，不影响到视频信号，避免串扰的现象发生。信号调制器用于将低通滤波后的音频信号和载波信号进行调制，得到调制后的音 频信号。该信号调制器采用的调制方式是正交平衡调幅调制方式。音频信号的频率范围大致为10hz-20khz，根据调制解调原理，设音频信号为 f(t)，载波的大小为Sin(Wt)，其中w为所述特定的载波频率，则调制音频信号的表达式可以记为f(t)*sin(wt)(1)在视音频接收机中，增加音频同步检波器，根据同步检波器的特点，对与解调副载 波(1)有90度相位差的已调信号分量无检波输出；而只对于解调副载波(1)同相的已调信 号分量有检波输出，输出的信号正比于这一分量所反映的调制信号，于是此次输出的音频 信号表达式可以记为f(t)*sin (wt) *sin (wt)(2) 对于上述的载波信号在视音频接收机中经过同步检波器，将音频信号和复合同步 信号分离出来；然后经过一低通滤波器滤波，滤波的目的是将音频信号和载波信号分离，得 到原始的那个音频信号。至于幅度上衰减，完全可以通过电路增益进行补偿。调制后的音频信号叠加至CCD输出信号的复合同步信号上，与其他信号一起组成 完整的CVBS信号，可以在叠加至CVBS的同步信号之前增加适当的可控延迟电路，以更好地 保证音视频的同步问题。复合同步信号的作用是为了收、发同步的需要，在发送端每当扫描 完一行加入一个同步脉冲，每当扫描完一场加入场同步脉冲，分别在行场逆程期间传送，因 此只是在CVBS信号传输中起到辅助的作用。再通过一同步分离电路(详后述，请参见图3) 对CVBS信号中的同步信号进行分离。将分离的复合同步信号通过一信号叠加装置与经过耦合的音频信号进行叠加，即 可将音频信号嵌位在复合同步信号上。该信号叠加装置为一可实现信号叠加功能的电路装 置。该复合同步信号再通过一视频放大缓冲器，对视频信号进行放大，从而得到符合需求的 音视频符合信号，然后可再将音视频信号进行分离。图3为本发明的同步信号分离电路，包括晶体管V、电容Cl及电阻R1、电阻RC。 该电路的工作原理为晶体管V的基极为0偏置，在无信号时，晶体管V截止，集电极电位 为-E。当同步信号到来时，晶体管V饱和导通，集电极电位上升到晶体管V的饱和管压降 Uces，在晶体管V导通期间，电容器C经信号源内阻Rl和晶体管V的发射结正向电阻迅速 充电到同步信号的峰值电平，电容器C的右侧电位接近0V。同步信号过去后，电容器C经 高阻值R2缓慢的放电。在行正程期间，电容C上的电压变化很小，并构成晶体管V的反向 偏置，使其截止。于是，在晶体管V的基极，全电视信号中的同步信号电平已接近OV的固定 值。而由晶体管V的集电极输出电平由-E到Uces的正极性复合同步脉冲。本发明实施例采用调制解调的原理，将采集的已滤波等处理的音频信号调制在某 一特定频率的载波信号上，然后再叠加至CVBS的同步信号上，通过延时电路实现与视频信 号同步后，再进行传输。该方法不需增加额外的音频处理电路，不占用额外的传输通道，容 易实现音视频的同步。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种音视频信号同步传输的方法，其特征在于，包括步骤S101，将音频信号进行低通滤波处理；S102，选择特定频率的正弦载波；S103，对经所述步骤S101处理的音频信号和步骤S102中选择的载波信号进行调制；S104，将经步骤S103调制后的音频信号与CCD视频输出的复合同步信号进行叠加后再分离；S105，将分离的复合同步信号与音频信号再叠加，经过视频放大缓冲得到音视频复合信号，再将复合的音视频信号进行分离。
2.如权利要求1所述的音视频信号同步传输的方法，其特征在于，步骤S102中的所述 正弦载波可经由振荡器产生或通过正弦振荡电路来产生。
3.如权利要求1或2所述的音视频信号同步传输的方法，其特征在于，可在步骤S103 的音频信号调制后，步骤S104的音频信号叠加至复合同步信号之前增加一可控延迟步骤， 控制音视频的同步传输。
4.一种音视频信号同步传输的系统，其特征在于，该系统包括低通滤波器、信号调制 器、信号叠加装置及一视频放大缓冲器，最初获取的音频信号经低通滤波器低通滤波处理 后与一正弦载波信号在信号调制器中进行调制，调制后的信号与一 CCD视频输出信号中的 复合同步信号在信号叠加装置中进行叠加，叠加后的信号经视频放大缓冲器放大缓冲，经 过视频放大缓冲得到音视频复合信号，复合的音视频信号再进行分离。
全文摘要
本发明提供一种能真正实现音视频复合且同步输出的音视频信号同步传输的方法和系统。该系统包括低通滤波器、信号调制器、信号叠加装置及一视频放大缓冲器，该方法最初获取的音频信号经低通滤波器低通滤波处理后与一正弦载波信号在信号调制器中进行调制，调制后的信号与一CCD视频输出信号中的复合同步信号在信号叠加装置中进行叠加，叠加后的信号经视频放大缓冲器放大缓冲，经过视频放大缓冲得到音视频复合信号，复合的音视频信号再进行分离。本发明可以真正实现音视频复合输出、能较好地实现视频信号与音频信号的同步。
文档编号H04N9/78GK101873505SQ201010183978
公开日2010年10月27日 申请日期2010年5月17日 优先权日2010年5月17日
发明者姚钤文 申请人:深圳市同洲电子股份有限公司