可视手机方案设计

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摘 要： 随着图像压缩技术的进步和多媒体可视电话标准的不断推出，大规模发展可视电话的时机已经到来。主要论述的是可视手机端机核心单元系统的视频图像采集、A/D转换和图像帧存储系统的方案设计。

关键词： 可视电话端机核心单元；CCD；CCD时序发生器电路

中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）0220075－01

1 可视手机系统

可视手机是指在普通手机功能的基础上，使通话双方能够看到对方活动图像的通信方式。其通信过程既包含通话的语音信号，又包含一定质量的图像信号。

可视手机的分类：按承载网络可分为PSTN可视电话、ISDN可视电话、以及Internet可视电话等；按图像显示方式可分为静态图像可视电话和动态图像可视电话；按照实现方式来分可分为单机可视电话、桌面可视电话、机顶盒可视电话和屏幕可视电话。

可视电话系统由以下四部分组成：1）语音处理部分：普通手机，语音编码器等。2）图像信号输入部分：CCD摄像机等。3）图像信号输出部分：监视器，液晶显示器，打印机等。4）图像处理部分：专用图像处理器等。

可视手机的图像质量：在低速模拟电话线上传送的编码视频图像的质量是最为关注的问题。目前，这类图像的缺陷主要表现为帧频偏低，使人觉得物体的运动带有动画感，有明显的方块效应，此外图像中还有拖影，台阶状或锯齿状的边缘等缺陷。可见，如何在模拟电话线所提供的低比特率上产生较好的视频质量是一个具有挑战性的难题。

2 端机单元系统的硬件设计

图像采集系统的判定：本文的工作主要是可视电话系统中视频图像采集、A/D转换、帧存储等硬件电路的设计，并且适当考虑关于视频图像压缩的方案。其辅助控制逻辑电路采用硬件电路实现，系统控制系统控制核心为单片微型计算机。1）图像采集单元：图像采集单元完成可视电话视频图像的采集。2）A/D转换单元：A/D转换单元完成将CCD采集来的模拟视频信号转换成数字视频信号。3）存储单元：存储单元完成将数字视频信号缓存，以便用于对数字视频信号的压缩编码。4）CCD时序发生器：CCD时序发生器完成产生TC221CCD图像传感器驱动所需的时序信号以及A/D转换和存储器读写所需的控制信号。5）控制单元：控制单元采用微控制器，完成控制图像采集单元的启动及结束。

3 单元电路设计

3.1 CCD时序发生器设计

CCD时序发生器信号产生整体框图：CCD时序发生器信号产生整体框图如图1所示。

1）延迟定时电路。前面提到的延迟整形电路由两片TTL集成单稳态触发器74121完成。第一片74121和与门完成将输入信号延迟200ns的功能。输入信号经第一片74121（Cext=0.014μF）产生脉冲宽度为200ns的信号，信号由VO负端输出，与输入信号同时通过与门后，产生比输入信号延迟200ns的信号。由与门输出的信号经过第二片74121（Cext＝0.043μF）后，产生脉冲宽度为600ns的IAG信号。

2）计数器电路。在此次设计中需要多次使用计数器完成定时功能。

3.2 A/D转换控制硬件电路设计

本次设计使用AD7821的WR-RD模式中独立操作方式。A/D转换完成，转换结果锁存在输出缓存器。只需设计出满足时序要求的WR脉冲信号即可。而SRG信号一个周期的宽度与WR信号一个周期的宽度相同。则此WR脉冲信号可由CCD时序发生器中的SRG信号经过脉冲宽度调整得到。

1）裁减电路：用两片CC14585组成的一个8位数值比较器和与门完成对SRG信号的裁减。电路图如图2所示。

2）脉冲信号调整电路。使用一片TTL集成单稳态触发器74121完成脉冲宽度的调整，74121的输入为裁减之后的SRG信号，令Cext=0.065μF输出为脉冲宽度为900ns的WR信号。

3.3 存储器接口电路设计

INT7008的写时序有R/W控制时序，CE控制时序，旗语控制时序三种时序方式。此次设计使用的CE控制时序。

3.4 CCD启止控制电路设计

CCD开始及结束图像采集的控制可由单片机8051来完成。按键直接与8051的P1.0口相连，采用查询方式读P1.0口，判定P1.0口的电平状态，来识别按键是否按下，即CCD是否开始图像采集。根据P1.0口的电平状态在P1.1端口输出的相应的高低电平来控制主控振荡器输出脉冲信号的有无，这样就控制了CCD时序发生器的开始及结束。

随着使用的普遍及供应商的增加，新的音视频压缩技术及芯片不断出现，可视手机的价格和生产难度将大幅下降，而其性能则会提高，将会有更大的市场，这样可视手机在硬件和软件功能上也将不断完善和更新。

参考文献：

[1]周贤伟、付娅丽，图像处理技术及其应用[M].国防工业出版社，2005.9.

[2]何小海、腾奇志，图像通信[M].电子科技大学出版社，2005.6.