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在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中,時間日期發(fā)生器是一種廣泛應用的設備,因為它可以將時間日期信息疊加在視頻信號中,從而使用戶在監(jiān)視器的屏幕上可以同時看到圖像及當時的時間。特別是經錄像記錄后,時間信息便可以與圖像內容一起保存起來,為日后的復查提供極大的方便。
對大中型的視頻監(jiān)控系統(tǒng),系統(tǒng)主機內部也多配有時間日期及字符發(fā)生的功能,其中有些產品對每一路輸入的視頻信號疊加字符信息,而有些產品則只在輸出端口處,對輸出的視頻信號疊加字符信息。對有些中小型的簡單視頻監(jiān)控系統(tǒng),也只是通過簡單的多路切換器來完成(可不需要多畫面分割器)。在這種情況下,就需要單獨的時間日期發(fā)生器,以便將上述字符信息與畫面內容同時保存起來。
一、時間日期發(fā)生器一般,時間日期信息的產生,由數(shù)字鐘集成電路來實現(xiàn),它可以在標準石英晶體振蕩器提供的60Hz時基信號作用下,輸出驅動LED顯示屏字符筆劃的信號。這一信號經整形處理后,被送往單片機,形成調用的時間日期字符ROM的地址,進而通過字符疊加部分,將反映時間日期的字符,疊加在監(jiān)視器的圖像畫面上。在監(jiān)視器屏幕上疊加的時間日期信息及下一部分介紹的字符信息,絕大多數(shù)均為白顏色的字符,有些場合為突出顯示的效果,還可以對白色字符鑲嵌黑邊。一般,這些白顏色的字符以點陣方式形成,為使字符在監(jiān)視器屏幕上能夠清晰可辨,可以將字符看成由若干白色方塊組成。
(1)字符疊加原理。要想在圖像上疊加一白色方塊信息,即要在監(jiān)視器屏幕上顯示一個寬為B、高為D的白色方塊,如圖1(a)所示,因此要求送入監(jiān)視器的視頻信號的形狀應如圖1(b)所示波形那樣。
圖1 顯示白色方塊的屏幕及所要求的視頻信號波形
也就是說,在掃描線掃描到白色方塊位置時,視頻信號突然達到白電平值(可通過同步開關來切換),并且要求以后的每一場信號在掃描到白色方塊位置時,均重復同樣的規(guī)律(奇、偶場波形類似)。這樣,就可在監(jiān)視器屏幕的固定位置上,恒定地顯示該白色方塊。在屏幕上顯示白色方塊,如圖2所示。
圖2 在屏幕上產生白色方塊
顯然,為了產生上述方塊,必須從全電視信號中分離出行同步信號,去觸發(fā)一個作為行起始位置振蕩器的單穩(wěn)多諧振蕩器,以產生寬度可變的脈沖(脈沖寬度為4),從而確定白色方塊在水平方向的起始位置。然后,用這一經過延時的脈沖(相對于行同步而言)去觸發(fā)另一個振蕩器,由它決定水平像素的多少,再去進行計數(shù),從而確定白色方塊在水平方向上的寬度8。同理,白色方塊的垂直位置則由場同步脈沖去觸發(fā)場起始位置振蕩器的單穩(wěn)多諧振蕩器(其電路結構與行位置振蕩器相同,由1/2片74LS123構成),從而產生圖2中所示的寬度為C的脈沖。顯然,改變C的寬度,即可改變白色方塊的垂直位置,而白方塊的垂直高度可由所設計的字符高度所占行數(shù)來確定。如字符的設計高度為32行,則由于電視隔行掃描的原因,在屏幕上顯示的字符的實際高度將為64行,約占整個電視屏幕高度的1/10。如果將上述4種反映方塊位置信息的脈沖,送到由與非門構成的字符形成門的輸入端,即可在其輸出端得到為產生白色方塊所需的負脈沖串。將該脈沖串與原視頻信號相混合,就可得到圖1(b)所示的視頻信號,從而在圖像上獲得一個白色的方塊顯示。
用74LS123構成的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的原理圖,如圖3所示。該振蕩器的脈沖寬度可由下式近似確定:
tw=0.45RTCwxt
式中,RT=RP+R,tw的單位為ns??蛇x擇不同的電路參數(shù),將圖3所示的電路,分別用作行位置及場位置振蕩器。
圖3 單穩(wěn)多諧振蕩器
在圖3中,RP為可變電位器,分別調節(jié)行或場位置振蕩器中的脈沖寬度。角也可使白色方塊作水平或垂直方向的位移,從而保證白色方塊出現(xiàn)在監(jiān)視器屏幕的任意位置上。
由上可知,只要在電視圖像的掃描過程中,合理地設計出不同位置時刻的行、場位置振蕩器的波形(見圖1及圖2),就可以將由多個白色方塊組成的反映時間日期的字符,疊加在監(jiān)視器屏幕的確定位置上,而各字符的樣式,則可以預先寫入EPROM存儲器中。
(2)時間日期信息的疊加。用于將字符信息與視頻信號疊加的混合電路如圖4所示。
圖4 混合電路