基于IA6459的视频字符叠加系统的设计
基于单片机的实时视频字符叠加器设计
种 方 案 使 对 屏 幕 上 字 符 的 显 示 及 编 辑 更 加 灵 活 ， 需 要 一 但
定 容 量 的 内存 及 较 高 的 数 据 传 输 率 。 电视 每 一 场 扫 描 之 间 有 一 个 １０ ０／ ０ ｚ ｓ的 间 隔 ， 为 称 “ 消隐期” 场 。在 电视 广 播 技 术 中 常 利 用 这 一 间 隔 进 行 数 据 传 输 ， 频 叠 加 器 的刷 新 也 可 仿 效 该 方 法 利 用 场 消 隐 视
期 实 现 ：由 ＭＣ 负 责 帧存 Ｒ Ｕ ＡＭ 的 写 入 和 刷 新 ，同 时 由
结 语
多 通 道 温 度 监 测 器 ＭＡ ６ ３ Ｘ ６６最 显 著 的 特 点 是 采 用
微型 ２ ０引脚 ＴＳ ＯＰ封 装 ， 广 泛 应 用 于 对 芯 片 体 积 有 严 Ｓ 能 格 要 求 的 场 合 。ＭＡＸ６ ３ ６ ６将 会 出 现 在 笔 记 本 电 脑 中 ， 并 且 监 测 下 一 代 Ｃ Ｕ， 有 很 好 的 应 用 前 景 。● Ｐ 具 Ｅ
的 要求 不 断提 高 。作 为 视 频 监 控 系 统 中 不 可 缺 少 的一 部
进 行 在 线 修 改 、 时 更 新 ， 对 显 示 内 容 的位 置 进 行 实 时 实 并
的控制 。
分 ， 频 叠加 器 的速 度 、 量 、 示 编 辑 功 能 的 灵 活性 以 及 视 容 显
电 路 的 复 杂度 ， 就 成 为设 计 者 十 分 关 注 的 一 个 问 题 。 也 当前 的视 频 叠 加 系统 大 都 是 基 于 专 用 叠 加 芯 片 的 ， 如 Ｓ ０ Ｃ ［ ＭＢ ０ ９ 凹 、 Ｐ ６ ６ ＿ 等 。但 由 于 视 频 叠 加 Ｄ １ ０ 、 ９ ０ ２ ］ ￣ Ｄ ４ ４３ 芯 片都 有 其 局 限性 ， 以实 现 快 速 、 量 叠 加 任 意 的 动 静 难 大 态 图像 。为 了提 高 视 频 叠 加 器 性 能 和 增 加 多种 功 能 ， 们 我 提 出一 种 新 的视 频 叠 加 方 案 ：采 用 双 总 线 结 构 ， 用 单 片 利 机 和 Ｆ ＧＡ配 合 ， 现 视 频 、 符 和 图 形 的 相 互 叠 加 。文 Ｐ 实 字 中首 先 分 析 了视 频 叠 加 的一 般 原 理 ， 后 论 述 了 双 总线 结 随 构 下视 频 叠 加 器 进 行 存 储 、 新 和 输 出 的 工 作 过 程 ， 介 刷 并
车载视频系统中字符叠加技术的应用
第44卷 第2期厦门大学学报(自然科学版)Vol.44 No.2 2005年3月Journal of Xiamen University(Nat ural Science)Mar.2005 车载视频系统中字符叠加技术的应用收稿日期:2004204208作者简介:宋传明(1980-),男,硕士研究生.宋传明,陈 宁,陈文芗(厦门大学机电工程系,福建厦门361005)摘要:为解决车载视频系统中查看各种信息数据必须切换视频信号的问题,把字符叠加技术引入到车载视频系统中.通过对字符叠加(OSD On Screen Display)技术原理的分析,利用字符叠加芯片、视频信号处理芯片、存储芯片等设计出一种新型车载视频字符叠加系统.这种新型视频字符叠加系统可以将字符信息和动态的视频节目同时显示于电视屏幕上,实现了在汽车上观看视频节目的同时又可以查看许多必要的汽车行驶参数的功能.关键词:字符叠加;视频技术;车载视频系统中图分类号:TN941 文献标识码:A 文章编号:043820479(2005)022******* 近年来车载视频系统已广泛应用于长途客车、公交汽车以及家用轿车,车载视频技术也不断受到人们的重视.但目前广泛使用的车载电视大部分还只局限于观看录制的电视节目及车内实况录像等,即便能够查看除此以外的一些重要信息如:汽车行驶参数,车内外温度,系统状态等,还必须不断地切换视频信号.因此设计一种车载视频字符叠加系统,使各种视频信号能够同时叠加地显示在电视屏幕上,就显得格外重要.1 字符叠加原理实现字符在原有视频信号上的叠加,是把从字符存储器中提取出来的字符信号转换成满足视频格式的信号,并与输入的原视频信号综合在一起,根据字符显示位置与扫描时间之间的映射关系显示出来[1],其原理如图1所示.1.1 字符位置的确定字符由24×32dot s(象素)构成,每个象素对应屏幕上一个点.因此,叠加字符实际上就是把相应的字符象素叠加到指定位置[2].屏幕光栅由电子束在水平方向和垂直方向扫描形成.用一个内部时钟作为基准,称为点时钟.每一个点时钟对应屏幕上一个象素点,这样,象素在屏幕上的显示位置实际上是一组关于时间的方程.图2表示了屏幕上字符与扫描坐标的关系.左上角是电子束扫描起点,对应坐标原点,电子束行正程方向为x轴正方向;帧正程方向为y轴正方向.设欲叠加象素坐标为(X,Y)、点时钟扫描频率f(M Hz)、屏幕设计容纳24(列)×13(行)汉字,则象素显示位置的方程可以表示为:X=n x∈[88,664]Y=N y∈[32,448](1)n为点时钟的扫描周期数,即x轴计数器的计数值.N为对输入视频信号中行同步信号的计数,即y 轴计数器的计数值. 图1 字符叠加原理图 Fig.1 Principle block diagram of OSD system因此,在屏幕确定位置(X,Y)叠加象素,就转换成在一个固定时间点(n,N)上叠加象素的问题,该时间点由y轴计数器和x轴计数器一起控制得出.为了在屏幕上正确地叠加象素,必须解决两个问题:1)对(n,N)的计数.2)点时钟频率f的计算.1)点时钟与输入视频信号的同步系统通过原视频信号的行同步信号复位X轴计数器,场同步信号复位Y轴计数器[3],如图2所示,以此保证象素扫描起点(0,0)与输入视频信号的扫描起 图2 字符叠加示意图 Fig.2 Sketch map of OSD点同步.x 轴计数器被行同步信号复位后,开始对点时钟信号计数,计数值即为象素X 轴坐标n.y 轴计数器则对输入视频信号中的行同步信号计数,计数值为象素扫描行数N.2)点时钟频率f 的确定 图3 视频叠加系统硬件实现原理图 Fig.3 Hardware schematic figure of OSD system频率f 由每一屏幕行容纳的象素点及电子束行正程时间决定,具体分析如下:PAL 制中屏幕的一行共有4/3×575个象素,视频信号行正程时间为52μs [4],因此1f×43×575(点)=52μs (2)得f =14.74M Hz.1.2 视频信号的叠加处理器根据所显示的汉字把字符从字库中提取出来,根据显示汉字在屏幕上的位置确定了字符象素位置坐标点阵[5]:(X 0,Y 0)…(X 0,Y 31) … ω …(X 23,Y 0)…(X 23,Y 31)根据方程(1)把象素坐标(X n ,Y n )转换成与之对应的x 轴、y 轴计数值(n ,N )后,通过开关信号发生器产生开关信号控制视频开关,视频开关对输入视频信号与字符象素点信号进行切换,从而实现了字符叠加.2 系统实现车载电视的字符叠加系统主要由3部分构成:视频输入单元,OSD 视频叠加单元,微处理单元(附加了外部的视频播放与信号采集系统),如图3所示.2.1 视频输入单元该单元完成原视频信号的引入和行、场同步信号的分离,系统采用L M1881芯片完成同步分离.分离的同步信号与原视频信号一起提供给OSD 视频叠加单元.2.2 OSD 字符叠加单元OSD 由字符叠加管理芯片MB90092和字库存储芯片MBM29F040C 构成.字符数据以一定格式存储在字库中,存储格式如图4所示.每个字符的数据占据96(32×3)bytes 的存储空间.每个字符数据有32个rasters ,一个rasters 包含3个字节(左、中、右),共32×3×8位二进制数据,对应了字符的格式(24×32象素).存储器中每16K B 大小的存储空间分为一个存储区,一个存储区中所有字符的“左”、“中”、“右”字节分别存放在一起[6].・302・第2期 宋传明等:车载视频系统中字符叠加技术的应用 图4字符数据存储格式示意图 Fig.4 Sketch map of data storage formatMB9009完成:1)从微处理单元接收欲叠加字符代码,并根据此代码生成字库查询地址;2)根据生成的字库查询地址从字库中提取字符数据;3)完成字符叠加.2.3 微处理单元微处理单元由89C51、中断优先控制器74L S148构成,另附加了原有的视频播放与数据采集系统.单片机作为核心控制器,通过I/O线P2.0,P2.1,P2.2与MB90092通讯.其中P2.0与MB90092的数据线SIN相连,以UAR T格式传送命令字;P2.1与SCL K 相连,作为同步时钟;P2.2与CS相连作为片选信号.键盘与74L S148构成人机输入界面,系统以中断方式响应键盘信号.外部视频播放与数据采集系统负责视频节目的播放与汽车行驶参数的采集,通过串口与单片机通信,一方面单片机可以控制播放的节目内容;另一方面单片机把从该系统传送来的行驶参数与视频节目叠加地显示出来.字符叠加基本工作过程:●确定工作方式为外同步方式(外部视频信号和内部字符同步).●发送字符显示坐标给MB90092,确定字符在屏幕上的坐标.该坐标为字符中首象素坐标,MB90092按照以下格式计算坐标(X,Y)[7]:纵坐标Y=Y5×25+Y4×24+Y3×23+ Y2×22+Y1×21+Y0×20+1[行]横坐标X=(X5×25+X4×24+X3×23+ X2×22+X1×21+X0×20)×8+88[点] MB90092对字符横坐标的控制精度是8个象素,即1/3个字符[7].●发送字符代码给MB90092,确定要显示的字符.其命令字格式为:First byte 10010M9M8M7Second byte 0M6M5M4M3M2M1M0MB90092可以寻址到1FFF H个字符数据(命令字中对应为MC～M0,其中MC～MA在其他命令字中),实际使用中一般只用到M9～M0就可以满足要求.视频播放系统的控制及车辆行驶数据采集通过串行口中断服务程序完成. 图5 串口中断服务子程序 Fig.5 Flowchart of serial port interrupt service routine 单片机首先通过对字符叠加模块的控制在屏幕上显示出系统的操作菜单,以供用户操作.其次,单片・42・厦门大学学报(自然科学版) 2005年机根据相应的按键操作通过串口发送相关命令到视频播放与数据采集系统,该系统收到命令后,播放相应的视频节目(这个节目将作为叠加系统的背景视频画面),然后返回给单片机用户所需的数据信息(包括汽车行驶参数和节目信息),单片机将收到的数据编码成叠加字符的命令字送给MB90092,最后在屏幕上与视频节目叠加地显示出来.串口中断服务程序如图5所示.The Application of OSD in V ehicle Video SystemSON G Chuan 2ming ,C H EN Ning ,C H EN Wen 2xiang(Department of Mechanical and Electronic Engineering ,Xiamen Univ.,Xiamen 361005,China )Abstract :In order to query all kinds of data of vehicle ,we often need to switch correlated video signals.We introduce the OSD (onscreen display )technique into the vehicle video system in this paper.An OSD controller ,a video signal processing chip ,a storage chip and a single 2chip micro controller are used in the system.Characters and dynamic video program are displayed on the screen synchro 2nously.The video OSD system designed realizes the f unction that many necessary parameters of vehicle travel can be queried at the same time the other video program observed.K ey w ords :on screen display(OSD );video technology ;vehicle video system3 实验结果该字符叠加系统已经可以正常使用,字符能够以准确的位置、大小显示到屏幕上,在外同步模式下字符可以和原视频信号叠加显示,且不影响原有视频节目的显示效果.单片机可以根据外部键盘操作显示相应菜单,同时在接收到外部传来的汽车行驶参数时能够将数据显示到屏幕上.总体来说,本文设计的字符叠加系统达到了视频节目和各种信息数据叠加显示在屏幕上的效果,不须频繁地切换显示内容,因此本系统具有广泛的实用价值和很高的性价比.参考文献:[1] Herzog O ,Miene A ,Hermes T H ,et al.Integrated infor 2mation mining for texts images and videos [J ].Comput.&Graphics ,1998,22(6):24-40.[2] 章毓晋.图像处理和分析[M ].北京:清华大学出版社,1999.[3] Wang Yao ,Ostermann Jorn ,Zhang Ya 2Qin.Video Pro 2cessing and Communications [M ].Beijing :Tsinghua Uni 2versity Press ,2003.[4] 应根裕,胡文波,邱勇,等.平板显示技术[M ].北京:人民邮电出版社,2002.[5] 李鑫,倪国强,方庆喆.应用于图像融合的新型视频信号显示系统[J ].光电子・激光,2001,10:1004-1007.[6] Fujistu.Flash memory MBM29F040C Datesheet [S ].DS0522084224E.1994.[7] Fujistu.ON 2SCREENDISPL A YCON TROLL ERMB90092Datesheet [S].AM3221082721E.1998.・502・第2期 宋传明等:车载视频系统中字符叠加技术的应用。
一种新型的视频字符叠加器的设计
２
３编程命令 ＭＢ９００９２的控制命令是双字节命令，采用８位串行输
入形式。单片机通过蕊，ｓｃＬＫ和ｓＩＮ对ＭＢ９００９２进行控
制．控制命令主要是对其内部的ＶＲＡＭ和寄存器进行设 置．包括设置需要显示的字符、字符和字符背景的颜色、字 符大小、同步方式、屏幕背景颜色，视频信号制式以及字符 显示的位置等等。
４软件设计
俐。《髦、％镛一ｍ■■豳＿
万 方数据
点介绍。 串行通信程序所要完成的任务是将２５６ ｋＢ的字符点 阵数据由微机传送给单片机．它包括两方面，一方面是 ８９ｃ５２单片机的通信程序．另一方面为Ｐｃ机的通信程序。 在编写程序之前，制定双方的通信协议是十分重要的，否则 将无法保证通信数据的可靠性，从而失去通信的意义。现约 定其通信协议如下： （１）串行通信比特率为９
ｌ
加器，使用方便：
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２】主要特点 （２）共可显示８ １９２个字符； （３）字符大小共有５种；
种；
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设计方案
由于Ｒｓ－４８５总线具有传输距离远，只用普通双绞线即
图ｌ系统原理图
可挂接多至２５６个以上的终端的特点，因此，本方案采用 Ｒｓ一４８５总线，使用一台微机作为控制主机，１６个ＡＴ８９ｃ５２ 单片机作为从机。方案中由主机实时地向各个从机传送待 叠加字符的点阵数据和控制信号，由单片机接收字符点阵
（１）显示字符数为１２行２４列２８８个字符：
（４）字符颜色有黑、蓝、绿、青、红、棕、黄、白等８种； （５）字符背景颜色有黑、蓝、绿、青、红、棕、黄、自等８
数据并存入字符存储器中，以此来实现任意字符的叠加。同
时单片机还接收主机传送过来的控制信息．实现对显示字 符属性（如颜色，大小等）的控制。主机的Ｒｓ・２３２串行口经 过外差式的ＲＳ．２３２／Ｒｓ一４８５转换器变成ＲＳ・４８５的数字信 号总线。单片机的串行口通过ＭＡｘｌ４８３芯片转换成Ｒｓ一 ４８５规程。微机与单片机之间通过Ｒｓ．４８５数字信号总线进 行串行通信。系统原理图如图１所示。 ２
一种带字符叠加的画中画视频处理器的设计与实现
１ 引 言
目前 的视 频监 控 系 统普 遍 采 用 画面分 割 器 或
现 画面 的调整 、 切换 等 。 目前 国内画 中画视频 处理 器基 本都 是 只对 视频 信号进 行处 理 ， 在需 要记 录 而 环境 和特 定 的字 符 信 息 ， 括 日期 时 间 、 度湿 度 包 温
２ Ｓ ｅ ｚ ｅ ｎｅ ｒｍ Ｓ ｒ ｃ ｏ ， ｔ ． ｈ ｎ ｈ ｎ ５ ８ ５ ， ｈｎ ） ． ｈ ｎ ｈ ｎＩ ｔ ａ ｍａｔ ｈ Ｃ ． Ｌ ｄ ，Ｓ ｅ ｚ ｅ １ ０ ２ Ｃ ｉａ ｇ ｅ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａ Ｐ ｖｄ ｏ ｐ ｏ ｅ ｓ ｒｗｉ ｈ ｕ ｃ ｉｎ ｏ ｈ ｒ ｃ ｅ ｓｒ ｃ ： ＰＩ ｉｅ ｒ ｃ ｓ ｏ ｔ ｔ ｅｆ ｎ ｔ ｆ ａ ａ ｔｒ—ｏ ｅ ｌ ｓ ｅ ｅ ｐ ｄ，ｗｈ ｃ ａ ｉｐａ ｎ ｎ ｔ ｒｔ ｄ ｈ ｏ ｃ ｖ ｒａ ｉ ｄ ｖ ｌ ｅ ｐ ｏ ｉｈ ｃ ｎ ｄ ｓ ｌｙ ａ ｄ ｍｏ ｉ ＷＯａ — ｏ
（ １．Ｓ ｈ ｏ ｆＩ ｆｒ ｔ ｎ Ｓ ｉｎ ｅａ ｄＥｎ ｉｅｒ ｇ ｃ ｏ ｌ ｎｏｍａｉ ｃ ｃ ｎ ｇｎ ｅｉ ，Ｃｅ ｔａ Ｓ ｕｈ Ｕｎｖ ｒｉ ，Ｃｈ ｎ ｓ ａ ４ ０ ８ ， ｉａ ｏ ｏ ｅ ｎ ｎｒｌ ｏ ｔ ｉｅｓｔ ｙ ａ ｇｈ １ ０ ３ Ｃｈｎ ；
中画视 频处理 系统 ， 字符 信 息 混 入 视频 信 号 中 ， 将 从 而在 屏幕 的特 定位 置 上 与 图像 信 号 同 时进 行 显
号 ， 这一路 信 号 上 同时 混 人 多路 视 频 的 数据 ， 在 大 大地 减小 了存储 空 间 ， 而且 其连续 的视 频流 还能够 防止 人为修 改 画面信 息 ， 视频数 据安 全性及 保存 在
视频监控系统中的字符叠加设计1实现OSD功能的传统方案
视频监控系统中的字符叠加设计１实现ＯＳＤ功能的传统方案视频监控系统通常存在多个被监控点，最终送入监视器的信号可能来自几十路、甚至几百路视频信号源。
在监控端，这些视频信号可通过大规模视频矩阵开关切换到有限的监视器上。
这样，在对监控点进行监视时一般需要在视频通道叠加一些相关信息，如：公司标志、摄像机的位置、时间、日期、报警信息等，实现这一功能的器件通常称作随屏显示（ＯＳＤ）器件。
传统设计中一般是在视频矩阵开关的输出端串入一个专用的ＯＳＤ器件（见图１）。
由于传统的ＯＳＤ器件无法直接驱动视频电缆，因而需要为每路输出配置额外的高速复用器和缓冲器，这样将使系统成本升高、电路变得比较复杂。
２Ｍａｘｉｍ提供的ＯＳＤ方案２．１视频矩阵开关Ｍａｘｉｍ生产的ＭＡＸ４３５８３２×１６视频矩阵开关内部集成有图形或字符叠加电路（图２），其１６路输出级分别带有一路高速２：１模拟复用器。
这样，需要叠加的图形／字符模拟视频信号可送入ＯＳＤＦｉｌｌ输入端，同时将适当的叠加时序控制信号送至ＯＳＤＫｅｙ输入端，然后利用ＯＳＤＫｅｙ控制信号控制复用器的切换。
当ＯＳＤＫｅｙ为低电平时，复用器即可将图形／字符（ＯＳＤＦｉｌｌ）信号切换到输出；而在ＯＳＤＫｅｙ为高电平时，则将视频输入信号切换到输出端。
复用器的开关时间典型值为４０ｎｓ，远远低于一个像素的时间宽度。
ＭＡＸ４３５８输出缓冲器的增益可设置为＋１Ｖ／Ｖ或＋２Ｖ／Ｖ，这为近距离视频信号切换或驱动视频信号传输提供了一定的灵活性。
通过ＳＰＩ／ＱＳＰＩＴＭ接口配置矩阵开关的状态和输出缓冲级增益，同时利用ＭＡＸ４３５８在视频矩阵开关之前插入ＯＳＤ信息，不仅省去了后续的复用器和输出缓冲器，同时也改善了视频信号的质量。
２．２ＯＳＤ发生器图２中的ＯＳＤ器件可选用ＭＡＸ４４５５，其连接电路如图３所示。
由于ＭＡＸ４４５５内部集成有八通道的ＯＳＤ发生器，故而在视频监控系统中能够为八路独立的复合视频通路同时提供４位灰度级的图形／字符视频信号，其中代码１（０００１）接近于黑色、代码１５１１１１为最白，每个像素对应的代码介于１至１５，代码０（００００）表示没有ＯＳＤ信号。
一种视频字符叠加器[实用新型专利]
![一种视频字符叠加器[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/829ef4dfeefdc8d377ee32a0.png)
专利名称：一种视频字符叠加器专利类型：实用新型专利
发明人：谭华,刘兴舟,孙明,张泗林申请号：CN201220504979.2申请日：20120929
公开号：CN202772991U
公开日：
20130306
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种视频字符叠加器，包括通信接口、第一视频输入输出接口、第二视频输入输出接口、第二视频切换装置、第一视频切换装置、第二视频字符叠加模块、第一视频字符叠加模块和视频字符叠加控制模块，所述第一视频输入输出接口、第一视频切换装置、第一视频字符叠加模块依次串接，第二视频输入输出接口、第二视频切换装置、第二视频字符叠加模块依次串接，视频字符叠加控制模块的一端与通信接口相连，另一端与第一视频字符叠加模块和第二视频字符叠加模块相连。
本实用新型具有两路视频字符装置，可以显示清晰、整齐，具有稳定可靠、使用维护方便的特点。
申请人：湖南湘筑智能科技有限公司
地址：410132 湖南省长沙市长沙县干杉镇斗塘新村928号
国籍：CN
代理机构：湘潭市汇智专利事务所
代理人：颜昌伟
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基于FPGA的视频字符叠加的设计与实现.
年第卷第期总第期电视技术文章编号基于的视频字符叠加的设计与实现宋承杰王景存武汉科技大学信息科学与工程学院湖北武汉摘要设计了一种基于的视频字符叠加系统利用视频解编码芯片和对视频数据进行采集和处理生成所需的带字符的视频介绍了系统的硬件构成数字视频信号控制视频字符叠加的原理和具体的程序设计思想并对其中的难点进行了详细分析本设计可以在视频的任意位置叠加字符和图像内容变动时容易修改关键词现场可编程门阵列视频叠加视频解码中图分类号文献标识码实用设计引言视频字符叠加是在视频信号中混入字符或时间信号从而在屏幕的特定位置上与图像信号同时进行显示这项技术是应用电视技术中的一个重要领域在应用电视系统中发挥着重要的作用用实现数字视频字符叠加不仅简化了电路结构而且在现有成本前提下充分利用了资源它采用了参数化模块化的设计方式因此显示稳定对显示格式内容变动时容易修改视频字符叠加的硬件电路设计本文设计的视频字符叠加硬件电路主要由和组成总体结构框图见图其中视频解码芯片的作用是把输入的模拟视频信号转换为数字视频信号芯片采用公司的芯片其主要作用是对视频芯片和进行控制和实现字符叠加功能视频编码芯片的作用是把处理后的数字视频信号转换为可输出的模拟视频信号视频解码芯片是公司推出的一款视频解码系列芯片的主要作用是把输入的模拟视频信号解码成标准的数字信号相当于一种器件通过总线可以对其实现编程控制内部包含两路模拟处理通道能实现视频源的选择抗混叠滤波模数变换自动增益控制时钟产生多制式解码及亮度对比度和饱和度控制模拟视频信号经处理后从位输出的标准数字信号并产生相应的行场同步信号以及与锁定的时钟信号和芯片芯片选用公司的芯片它属于低成本的系列容量中等在性能上完全可以满足本系统的逻辑设计要求主要特点有内部逻辑单元多达个最大系统门数约合万门以上多达的嵌入个块单元可由用户编程配置为等元件个锁相环和个差分通道视频编码芯片是公司的一种高集成度视频编码芯片可以将数字的信号编码为制式的输出或端子输出的模拟视频信号单一的供电可通过其接口对芯片内部电路进行控制该芯片特点有个片内位视频对应和倍过采样实时载波控图视频字符叠加的硬件框图和模式多种数据输出格式仅需一个的晶振就可满足所有视频标准的应用视频字符叠加的原理与实现在中编程通过总线对和进行配置配置完成后输出位宽为的格式的数字视频信号在中对输入的视频信号进行处理并提取一些同步信息作为后面字符叠加的同步控制信号需要叠加的字符信息存储在的中根据要求在视频信号的特定位置读取中的数据并与接收的视频信号叠加产生所需的带字符的视频视频字符叠加过程如图所示视频信号的格式模拟视频信号信号称作全电视信号由图像信号复合消隐信号和色同步信号组成中国采用的电视信号是制该信号采用隔行扫描帧频为每帧图像包括奇数场和偶数场场频为一帧图像分行传送行扫描频率为行周期为行正程为行逆程场周期场正程场逆程约信号输出的数据格式为标准的视频数据每个像素点亮度信号占位个色度信号共占位每个像素都有自己的亮度数据但是输出的数据中每个相邻的像素共用一组色差数据其输出格式如图所示图视频字符叠加过程图中的相关标志字节解析如下为有效视频信号的开始标志为色差分量为亮度分量为色差分量为有效视频信号的结束标志视频数据字是以的速率复用传送的其顺序是其中这个字指的是同址的亮度和色差信号取样后面的字样对应于下一个亮度取样在制式下每一帧模拟视频信号数字化后的输出图像大小是有效像素是帧秒所以视频输出码率为其中时序参考代码字节的格式见表表中保留比特位的状态取决于比特的状态在接收机中这种安排容许纠正误码表的行是奇场其中上帧行到本帧行是奇场消隐期从行到行是奇场有效行从本帧行到行是偶场其中行到行是偶场消隐期行到行为偶场有效行视频信号字符叠加的实现对的控制和字符叠加在中用编程实现软件采用块化设计方法本设计中主要包括对的控制模块视频信号接收模块和字符叠加模块表字节定义固定奇数场偶数场有效数据场消隐期保留表保留比特位值描述奇数场有效数据开始奇数消隐开始偶数场有效数据开始偶数消隐开始图数据格式消隐期时序参考代码时序参考代码消隐期年第卷第期总第期电视技术图视频信号接收模块波形有的模块和的模块个模块独立存在分别对和进行配置它们的原理一样只是对不同芯片要配置的数据不一样因此只要改变两者中的数据即可控制模块由模块和模块组成模块的作用是产生一系列的控制命令和读取中数据模块是调用的核生成的它的作用是来执行上一个模块的命令和产生数据和时钟为复位信号为的时钟为从中读取的寄存器数据为忙状态信号由模块产生的回应信号分别为停止开始发送和执行命令为读的地址为要传送的数据为数据线为时钟线对和的寄存器写操作如图所示起始位条件是高电平时有下降沿芯片地址写标志的为若通过电阻接地则为的为若为高电平则为产生的回应信号寄存器地址写入相应寄存器的数据停止位条件是高电平时有上升沿写控制字时首先产生一个开始信号送出芯片地址写标志的指令收到一个应答位之后送出要进行写操作的寄存器地址同样收到应答位后输出要写的内容再次收到应答产生停止信号对多个寄存器操作时寄存器地址有自动加功能要配置的寄存器数据存储在中对相应的寄存器地址从中读取对应的数据并写入寄存器寄存器配置完成后写控制字停止用截出的控制模块波形图如图所示视频信号接收模块视频信号接收模块如图所示本模块主要作用是接收从过来的数字视频信号并从中分离出奇偶场同步信号为后面的字符叠加模块备用为复位信号为的系统时钟为输出的数字视频信号是行同步信号分别是奇偶场的行同步信号为了检测到图像的起始点即检测图像开始第一行的起始标志位本程序通过判断格式的奇偶开始帧和结束帧来判断一幅完整的图像何时开始行场数据和有效数据用状态信号和分别标志偶场和奇场当检测到开始信号时相应的状态信号拉高当检测到接收的连续数据为时奇场的行同步信号置为个后进入消隐期置为当检测到接收的连续数据为时偶场的行同步信号置为个后进入消隐期置为如此反复循环检测就可以得到奇偶场的行同步信号行同步信号为与的相或为时波形如图所示字符叠加模块字符叠加模块如图所示本模块主要作用是利用接收模块产生的行同步信号在特定位置从的字符的视频信号的系统时钟图控制模块图控制模块波形图视频信号接收模块分别是奇偶场的行同步信号为叠加后的数字视频信号要能在视频的正确位置叠加字符首先必须确定视频信号的行列位置因为图像的每一行的起始帧的标志位相同举例如果现在传输的是图像的奇场那么可以连续检测到个奇场行的开始标志并不能通过行起始标志判断哪行是图像的第行所以在程序运行第一次采集图像有效数据之前要找到一幅图像开始的第一行方法是首先检测偶场的行同步信号等待直到检到第一个奇场的行同步信号才是一幅完整图像的开始的第一行在每行的消隐期行计数器加奇场行计数器在为时清零偶场行计数器在为时清零这样就可以确定视频信号的行位置知道了图像的开始位置和根据每行有效像数为个很容易确定视频信号的列位置叠加字符的行位置在程序中给定列位置在中的文件给定要叠加的字符信息可以用或者储存可以存储更多的字符信息实现字符的动态显示本文采用储存字符信息使用方便简单内容修改方便调用核生成在软件中进行简单的设置就可以将模块配置成数据和地址的位宽可根据实际需要进行选择本文设计的数据位宽为位地址为位完一组的地址计数器加叠加允许位为时的地址计数器归零不读取中的数据直接输出源视频信号这样视频字符的叠加就实现了为时波形如图所示小结笔者介绍了一种基于的视频字符叠加系统的硬件设计和软件实现经测试本设计的视频字符叠加效果很好可以在屏幕的任意位置进行叠加字符内容修改方便参考文献孙泓波顾红苏为民等视频字符叠加技术的发展及四种实现方案电子技术应用裴昌幸刘乃安电视原理与现代电视系统西安西安电子科技大学出版社潘松黄继业技术与北京清华大学出版社杨守良基于的正弦信号发生器电路实现方法微计算机信息岳明道任子晖张君霞等基于的文件创建与使用国外电子元器件作者简介宋承杰硕士生主研智能信息处理王景存副教授博士主要从事数字信号处理和计算机网络的研究责任编辑任健男收稿日期图字符叠加模块图字符叠加模块波形。
视频监视系统中字符叠加技术的应用
视频监视系统中字符叠加技术的应用作者：王丽博苏振恒王晓侃来源：《农机使用与维修》2014年第10期摘要视频显示的广泛应用带动了OSD（On Screen Display）字符叠加技术的发展，OSD技术解决了视频系统中查看各种数据信息的问题。
本文设计了一款视频监视系统，可将字符信息显示于屏幕，具有显示字符稳定、可靠性高、实用性强等优点，方便用户获取信息。
关键词视频监视字符叠加技术0引言随着视频监视、安防系统在日常生活中的推广应用，为获得拍摄视频图像的时间及其他附加信息显得尤为重要。
为此本文设计了一款实用字符叠加系统，既方便使用者执行任务时查询信息，又为事后判读及数据处理提供参考依据。
本文采用字符叠加专用芯片，实现在视频图像上叠加图形、汉字及字符，建立友好的人机交互界面。
1字符叠加方案设计OSD是在视频信号中加入附加信息（如字符、时间、图形等），并使这两种不同的信号叠加后在同一画面中显示出来。
字符叠加有3种设计方案＼[1＼]：（1）搭建字符叠加系统的行场分离、显示内存和时钟电路等，该方案电路设计结构复杂，稳定性差；（2）使用可编程器进行设计，该方案成本高，编程复杂；（3）使用视频字符叠加专用芯片，无需将字符和视频信号混合起来进行编解码，极大地简化了芯片的逻辑功能，电路简单，系统结构紧凑有效，成本低。
基于以上特点，本文采用方案3，基于字符叠加专用芯片MAX7456的视频字符叠加方案。
字符叠加原理是在控制单元控制下，读取字符存储器中的字符信号，并将其转换成视频显示的格式，并与输入的原视频信号综合在一起，按照字符显示指定位置在监视器上显示出来＼[2＼]。
字符叠加系统框图如图1所示：叠加芯片MAX7456接收控制单元发出的叠加命令，把所要显示的字符信息叠加到视频信号中。
字符叠加芯片中默认存储了256个字符，因大多是日文和英文字母，所以在设计过程中，依据需要在字符存储器中修改了一些用不到的字符，重新添加了一些常用的中文点阵字符。
一种视频图形字符叠系统[实用新型专利]
![一种视频图形字符叠系统[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/2a9f908758fafab068dc026f.png)
专利名称：一种视频图形字符叠系统专利类型：实用新型专利
发明人：高勇,胡成
申请号：CN201320293315.0
申请日：20130527
公开号：CN203327143U
公开日：
20131204
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种视频图形字符叠系统，包括单微控制器、放大模块、分离模块以及缓冲模块，其特征在于：所述微控制器与测距模块相互通信，并通过微控制器将测距模块的信息传输给叠加芯片，所述的放大模块将摄像头所摄像的信号通过放大模块放大后分为两路传输，其中，第一路传输给叠加芯片，另一路传输给分离模块，并由分离模块分离后传输给叠加芯片，所述的叠加芯片还与字库模块相互通信，由叠加芯片来实时读取字库模块中的信息，在所述的叠加芯片与缓冲模块通信，并通过叠加芯片将放大模块和分离模块所传输的信息进行叠加处理后通过缓冲模块输出视频信号；所述的微控制器还与扬声器相连。
该系统能快速处理复杂的数据信号，以字符的形式叠加到目标的视频信号上，达到更直观的效果。
申请人：滁州继保电气科技有限公司
地址：239000 安徽省滁州市花园西路82号
国籍：CN
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基于IA6459的视频字符叠加系统的设计
基于IA6459的视频字符叠加系统的设计闫露露;郑恩让【期刊名称】《电子器件》【年(卷),期】2014(000)001【摘要】随着在屏显示技术的广泛应用,OSD设备倍受青睐。
设计了一种以DSP5509为核心,通过串口与下位机的通信,基于专用OSD( On Screen Display)芯片IA6459的视频字符叠加系统。
系统主要由控制,视频字符叠加和上位机通信3部分组成。
控制部分以DSP5509为核心组成,视频字符叠加部分以IA6459为核心组成,上位机通信部分使用Vb编写可视化用户界面。
经过实际系统验证,可以无损的在视频上叠加所需字符。
%With the wide use of the on screen display technology,OSD equipments are welcomed by many users. A displaying vedio and character system was designed. Based on DSP5509 as a cover, communicating with lower computer through the serial ports, and using the dedicated chip IA6459, a display controller was proposed for displaying texts and graphics on the TV screen. The system made of control circuit,overlay circuit between video and character and upper communication circuit. Control circuit contains DSP5509,upper computer communication circuit includes visual user interface compiled by Visual Basic. The interface circuit between IA6459 and DSP5509 is given. In the end,the system can superpose the desired characters on the video.【总页数】5页(P108-112)【作者】闫露露;郑恩让【作者单位】陕西科技大学电气与信息工程学院，西安710021;陕西科技大学电气与信息工程学院，西安710021【正文语种】中文【中图分类】TN873【相关文献】1.基于MB90092的视频字符叠加系统的设计 [J], 马勇;程光伟;冯晓岗2.基于MB90092的视频字符叠加系统设计 [J], 周根东;鱼云岐;周丽华3.基于字符视频叠加技术的倒车辅助系统设计 [J], 黄英伟;陈炳煌;杨冰冰4.基于MB90092的视频字符叠加系统设计与实现 [J], 李超锋5.基于FPGA的模拟视频字符/图片叠加系统设计 [J], 李在丙;乐丽珠;李艳玲;杨社腾;周燕;因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
新型高度集成化的视频字符叠加系统的研究
新型高度集成化的视频字符叠加系统的研究
魏熙乐;王江;许微;於卫春
【期刊名称】《电子工程师》
【年(卷),期】2003(29)4
【摘要】在传统视频字符叠加系统的基础上 ,利用了 Microchip公司推出的单片机 PIC16C73和 NEC公司推出的专用字符叠加芯片 u PD645 3,开发了一种新型高度集成化的视频字符叠加系统 ,详细论述了该字符叠加系统的工作原理、硬件电路设计以及软件设计。
该系统已在实践中得到成功应用。
【总页数】4页(P47-50)
【关键词】视频字符叠加;PICl6C73单片机;uPD6453;I^2C总线
【作者】魏熙乐;王江;许微;於卫春
【作者单位】天津大学电气与自动化工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN948.4
【相关文献】
1.一种新型的视频字符叠加器的设计 [J], 江一帆;刘家康;陈星宇
2.一种新型视频字符叠加器的设计 [J], 江一帆;刘家康
3.基于PIC单片机和uPD6453的新型视频字符叠加系统 [J], 魏熙乐;王江;许微;李金香
4.基于FPGA的模拟视频字符/图片叠加系统设计 [J], 李在丙;乐丽珠;李艳玲;杨社
腾;周燕;
5.视频监控系统中双路视频字符叠加器设计与实现 [J], 田雁;曹剑中;刘波;张敏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。