自由采样下视频信号的时序提取与数字行锁相的研究

视频解码系统在电视机处于核心地位,负责将复合全电视信号解码成红绿蓝三色信号供显示器显示．其实现机理有多种方案,目前有全模拟型、数模混合型和全数字型等,其中全数字方案最有前景,符合数字电视的发展需要．本文提出了在全数字视频解码系统中,一种进行时序信息提取和全数字行锁的新方法．在视频信号数字化时,常规方法是使用模拟锁相环对采样率进行控制以达到同步采样,这增加了设计的复杂度和解码系统的成本．为简化采样系统的硬件架构,设计让产生采样时钟的晶振处于自由振荡模式,采样芯片使用50MHz的固定频率对视频信号进行自由采样,采样点的行同步化过程在全数字域中通过信号处理算法实现．本方法省去了大量模拟器件的辅助,并且锁相精度比传统方法更高．首先需要提取数字视频流的时序信息,这里使用匹配滤波器法来寻找行、场同步信号的起始位置和进行奇偶场识别,与常规的电平切割法相比,实现方便,具有较好的噪声抑制性能．在此基础上,提出了使用改进的双向差分模型对视频行同步信号进行线性回归拟合求小数相位的方法,从而进一步提高了行同步起始位置的精度．同时,利用本系统采样率较高的特点,提出了带信号延时比较器的梳状滤波器的亮色分离方法,改善了亮色分离的效果;提出了一个实用的数字行锁相环,来滤除提取到的行同步起始位置的相位噪声,给出了详细设计并分析了相关性能．环路结合以辛克函数为内核的高阶插值滤波器对视频亮色信号进行重采样,实现了数字行锁相．实践证明,以上算法行之有效,取得了较好的效果,文章最后给出了使用从电视信号发生器中采集的数据进行解码的仿真结果．     

NTSC视频信号的数字解码方案研究与实现

当前数字电视发展速度很快,在个别地方甚至已经开始逐步普及,但是由于经济,技术等原因,在电视广播领域,模拟电视广播还将在很长一段时间内占据主导地位.在不改变现有模拟电视广播系统的条件下,如何有效的提高视频图像的质量已经成为一个热门的话题.将数字解码技术用在改善传统的模拟电视广播质量上,用数字方法提高模拟视频的图像质量,和传统的模拟视频解码相比,解码性能较高,并且为后端数字视频处理提供优质视频源.对于模拟视频信号的解码系统,亮色分离和色度解调是视频解码的两个关键点.对于NTSC（national television system committee）制式的视频解码,当前已有的几种优质的解码算法中,亮色分离均用3D自适应梳状滤波,色度解调采用数字锁相环,均能实现优质的视频解码效果,但其共同点为算法复杂,硬件实现难度大,成本高.本文在深入研究NTSC制式编解码的基础上提出一种精简高效的数字解码方法,将传统的NTSC制式彩色全电视信号,通过高速高分辨率的FPGA（field programmable gate array）硬件采集系统转化为数字视频流,提出一种改进型自适应2D梳状滤波器进行亮色分离,相比3D梳状滤波器,在满足视频解码质量需要的基础上大幅度简化了算法,利用相位估计法恢复色同步副载波,相比数字锁相环,除简化了算法外,还避免了数字锁相环偶尔失锁的可能,且对前端视频数字化采集的采样率无特殊要求.解码后的视频分量信号可在数字视频设备上直接显示,并可为后端的数字视频图像处理等提供优质的数字视频信号源.该解码算法在MATLAB上模拟,具有解码后的图像质量良好,运算速度快和解码系统精简等特点.     

采样频率偏移对卫星导航接收机的影响

为避免采样频率偏差给卫星导航接收机带来的符号位滑动、伪随机噪声码相位移动和载波相位偏差等问题,提出了一种改进的频率偏差估计方法．接收机的码跟踪环路以码速作为时间基准,对采样频率实际值与标称值之间的偏差进行跟踪,环路稳定后得到该偏差的估计值,其采样频率的准确度可提高到10^-7量级．将该估计值补偿到载波锁相环中。可减小由采样频率偏差带来的相位误差和多普勒频移偏差,从而使得导航接收机能正确解调信号,进一步提高了输出载波相位的准确度,为实现更高精度的定时和定位提供了可能性．     

锁频环辅助下锁相环的跟踪误差分析

为适应高动态环境,卫星导航接收机采取锁频环辅助锁相环的技术进行载波跟踪.锁相环在锁频环跟踪频率基础上锁定载波相位.现基于经典的二阶锁频环辅助三阶锁相环结构,研究其中的载波相位跟踪误差,包括动态应力误差与热噪声跟踪误差.通过推导,得到了2个误差的计算公式.仿真结果表明,有关载波相位跟踪误差的分析是准确的,有助于之后的载波跟踪环路设计.     

快速高精度BPSK信号载波相位同步算法

提出了一种离散Fourier变换(DFT)和数字锁相环(DPLL)联合的二相相移键控(BPSK)信号载波相位同步算法.该算法采用平方运算和DFT对BPSK信号进行频率粗估计,通过设计数字锁相环快捕带宽,保证频率粗估计作初始频点的数字锁相环直接工作在快捕状态.数字锁相环经过约1个频率周期锁定,提供满足解调性能的精确同步载波信号.仿真表明,算法满足快速高精度载波同步要求,且避免了传统的锁频和锁相环联合算法锁定时间过长的问题.采用全数字结构,算法易于数字信号处理器(DSP)等数字芯片实现.     

关于彩色电视机PALD解码电路学习指导

彩色全电视信号还原成三色差信号E_(R-Y)、E_(B-Y)、E_(G-Y)的过程称为解码过程,完成此任务的电路称为解码电路。PAL_D解码电路(标准PAL解码电路)是目前彩色电视机中普遍应用的一种。这种解码电路是用超声延时线构成的梳状滤波器,将色度信号F中两个分量Fv、Fu分离出来,故也称延时线型PAL解码电路。它由色信号通道(三基色矩阵除外)和色副载波恢复电路两部分组成。     

3阶锁相环路接收机的设计与实现

低阶锁相环跟踪频率斜升信号时产生的稳态相差致使环路失锁,接收机无法锁定载波信号.针对这一问题提出一种具有3个零极点的3阶锁相环路,其产生零稳态相差,对含有多普勒频移的载波信号具有较好的锁定效果.给出3阶锁相环参数设计公式.使用频率预测预置锁相环中心频率使环路快速捕获信号,利用FFT及卡尔曼滤波方法提高频率预测的精度,采用FPGA实现3阶载波接收机.结果显示,3阶PLL可稳定跟踪载波信号.     

基于双环估计的CBOC调制信号无模糊跟踪方法

针对复合二进制偏移载波(CBOC)调制信号跟踪的模糊性问题,提出了一种基于双环估计的无模糊跟踪方法.该方法使用延迟锁相环(DLL)和子载波锁相环(SLL)分别对CBOC调制信号的伪随机噪声(PRN)码和子载波进行跟踪,然后对DLL和SLL输出的信号时延估计值进行计算,从而得到CBOC信号的高精度无模糊时延估计值.仿真结果表明:该方法能够实现对CBOC调制信号的无模糊跟踪,在高载噪比下,可以达到与传统跟踪方法相同的跟踪精度;在低载噪比下,该方法的跟踪精度要优于三环估计方法.     

适合于PAL制的一种新的文字广播信道——利用行消隐前肩传送文字信息

本文提出了一种适合于我国电视制式(PAL)传送文字图形数据信息的新方式,它是在全电视信号的行消隐前肩上,用时分复用方式选加几个周期的色副载波,控制色副载波的相位,可以传输2bit的文字、图形信息。这种信道和目前世界各国所采用的场消隐文字广播信道一起,传送文字信息,可以把传输速率提高到原来的2.7倍,从而把用户截获采页信息所需的平均等待时间缩短为原来的一半。此方式适合于PAL彩色电视制式,额外增加的设备是极为简单的。我们把这种新的系统称为行消隐前肩文字广播系统。     

基于apFFT的罗兰-C信号相位编码识别

针对现有罗兰-C接收机普遍采用锁相环硬件电路跟踪相位的情况,提出了利用全相位谱分析(apFFT)的罗兰-C信号相位编码软件识别方法,分析了罗兰-C载波信号初相位的apFFT识别原理,基于apFFT方法用Matlab对罗兰-C接收信号在噪声和载波干扰等情况下的初相位识别进行了仿真.结果表明,apFFT方法既能像FFT一样分析出干扰频率成分,又能识别出各频率成分的初相位,尤其信干比在-20 dB情况下仍可准确地识别出罗兰-C载波信号初相位,为增强型罗兰接收机的设计提供了一种新的相位编码识别方法.     

一种非标准视频至标准视频转换系统的设计

介绍了一种视频信号转换系统,该系统能将医学专用显示设备上播放的非标准单色模拟视频信号转换为标准电视视频信号、标准SVGA视频信号,也可直接输出标准数字视频信号,使非标准单色模拟视频信号能够在通用隔行或逐行显示设备上显示,满足了医学系统产生的视频信号在教学、演示或传输方面的需要.该系统在多间医院试用,达到设计目的.     

基于通用DSP的数字电视信源解码器硬件实现

针对目前国际上数字电视信源解码器主流解决方案即专用芯片方案缺乏广泛适应性和功能改变的灵活性等。提出了基于通用数字信号处理器TMS320C6415的标准清晰度数字电视信源解码器的总体设计方案和硬件实现方法．该方案可用软件实时实现传送流解复用、音频和视频解码，系统运行稳定可靠，音、视频输出质量良好．     

锁相环路工作原理

锁相环路PLL是一个能够跟踪输入信号位相变化,以消除频率误差为目的的闭环自动控制系统,锁相环路PLL主要由鉴相器PD、环路滤波器LF和压控振荡器VCO组成,工作原理主要是频率牵引和位相锁定。PLL在无线电技术的许多领域,如调制与解调、频率合成、数字同步系统等方面得到了广泛的应用,已经成为现代模拟与数字通信系统中不可缺少的基本部件。     

基于DSP的实时视频处理系统及应用

该文以高性能浮点数字信号处理器(DSP)———TMS320VC33为核心,结合专用视频解码器、大容量双口RAM和复杂可编程逻辑器件,构建了一个实时视频处理系统,实现了对PAL制复合视频信号的采集、存储和处理,并将此系统应用到电视跟踪系统中,实现了对目标的智能跟踪。     

视频图像采集平台的研制

提出了基于DSPCPLD的数字视频图像采集硬件平台的设计与实现方法.分析了系统设计时的各个关键技术环节.系统硬件平台主要由专用视频解码芯片SAA7113、CPLD以及TMS320VC5402 DSP等组成.实验结果表明,设计的平台能以最高25帧/S的速度采集动态图像,完全能满足实时视频处理的要求.     

基于PCI总线的图象采集系统

针对数字视频监控系统的特点,以数字视频解码芯片Ｂｔ８４８为核心,将新近发展的ＰＣＩ局部总线引入图象采集中,详细介绍了基于ＰＣＩ总线上的数字视频监控系统的采集与视频编辑的实现过程,并且给出了用ＶＣ＋ ＋ ４２ 编写的部分源程序。     

可变速率QPSK Modem中码元定时恢复电路的研制

本文介绍了一种利用混合数字锁相环(HDPLL)实现码元定时恢复的新方法。HDPLL中定时误差检测器、环路滤波器是全数字的,而VCXO使用了模拟器件。定时误差检测器从基带眼图中提取定时相位误差。此信号与载波相位信息无关,因而容许码元定时和载波相位恢复操作同时进行。     

数字RGB与YCbCr颜色空间转换的精度

视频处理系统中为了提高处理效率,需要将数字RGB信号转换为数字YCbCr信号.文中提出由于芯片内部寄存器精度的原因,会引起原信号三基色之间的串扰问题;为满足视频处理需求,处理芯片中颜色空间转换寄存器至少要使用7个二进制位来表示色空间转换矩阵;为了彻底消除由精度引起的三色串扰问题,则处理芯片中颜色空间转换寄存器至少要使用9个二进制位来表示色空间转换矩阵.     

一种基于光纤传输的数字视频系统的设计

介绍了一种基于光纤传输的数字视频系统的设计．在介绍模拟视频信号数字化传输理论的同时，重点分析了系统中取样频率的选择、量化位数的确定等关键问题，并提出了一整套详细的设计方案．对系统实现过程中涉及的芯片进行了详细的介绍，同时对遇到的实际问题也加以说明，提出了相应的解决措施．