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关键技术研究应用报告完整版
手机型智能录像录音机
项目技术研究报告
承办单位:
时间:
10月16日
一、实现构成部件技术思路
1、外形构造
当代社会,使用手机移动通讯,非常普遍,随处可见,商场里各型手机琳琅满目,比比皆是,随着技术进步,市场上大多手机已具备录像、照像、录音功能。
将智能录音录像机外形设计成手机样式,便于携带且基于大众对手机录像录音功能结识,在现场录像录音使用中可消除被访者紧张情绪,获取真实有效实证。
2、摄像机选型、改造。
自从上世纪60年代末期,美国贝尔实验室提出固态成像器件概念后,固体图像传感器便得到了迅速发展,成为传感技术中一种重要分支,它是PC机多媒体不可缺少外设,也是监控中核心器件。
互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器与电荷耦合器件(CCD)图像传感器研究几乎是同步起步,但由于受工艺水平限制,CMOS图像传感器存在图像质量差、辨别率低、噪声降不下来和光照敏捷度不够等缺陷。
CCD器件在光照敏捷度高、噪音低等方面有优势,但价格偏高。
现市场上带摄像、照像功能手机多采用CMOS摄像机。
本次项目研究中,出于对光照敏捷度,清晰度规定而选用平板CCD摄像机。
为了能在狭小空间中安装平板CCD摄像机和在低照度环境下成像,咱们对摄像机主板,靶面、镜头等部件进行重新设计制作,使其在体积、清晰度、环境照度等方面满足规定。
3、存储介质
现行录音、录像存储介质重要有磁带、硬盘、闪存式。
磁带录像机以磁带作为存储介质,需要有高精度、复杂机械伺服构造,故体积较大,耗电高,价格高,抗震差,在当今数码产品大行其道时,磁带存储已徐徐推出市场。
硬盘存储以硬盘作为存储介质,较闪存更能实现海量存储,可存储低压缩比高清晰数字视频,但由于硬盘内高精度机械构造,故体积大,耗电高且价格贵,抗震差,操作复杂。
闪存方式重要依托各种存储卡,多数采用SD卡,是近年来随着MP4兴起而发展起来新存储介质。
其特点有
(1)体积小,重量轻;
(2)安全性高,不会由于震动等外界因素导致损坏;(3)功耗低,电池续航能力强,使用寿命长;(4)容量易扩充,可提供各种容量选取,最大支持1G;(5)价格低;使用时,将模仿视频数字化压缩,存储在卡上,数据经USP口读出。
本此研究,考虑到体积小,耗电省,安全性高,价格适中档多方面因数,选用1GMiNiSD卡作为存储介质。
4、模仿视频数字压缩方式
数字图像记录技术原理:
一方面对复合视频信号(PAL或者NSTC)进行A/D转换,将复合视频信号转换数字信号,接下来对数字图像进行压缩编码,再将压缩数据进行存储。
当前,针对于不同应用领域,存在着各种图像压缩格式,重要有MPEG-2,MPE-4,H.263,H.264等原则。
MPEG-2重要应用在广电系统,特点是图像清晰,但数据量较大,压缩率低。
MPGE-4重要应用在数字存储和网络传播,压缩率高,但图像画质不如MPGE-2清晰。
H.264是最新发展起来原则,在图像清晰度和压缩率两方面都很大提高,在高清电视等方面已有所应用。
本此研究从体积、功耗、存储,芯片方案支持等多方面考虑,选取采用MPEG-4压缩格式。
当前,MPEG-4芯片提供商诸多,如以德州仪器(Ti)、飞利浦为代表CPU+DSP(数字信号解决器)方案;以INTEL、AMD公司为代表通用CPU方案;基于双CPU方案和基于MCU(微控制器)方案。
本此研究,从价格,开发经验,时间周期等方面考虑,采用CPU+DSP方案,数字产品更新换代快,为缩短生产时间,由课题组拟定详细方案,编写单片机程序,电路板PCB设计后,交拥有成熟表面焊接技术生产厂家生产,以求在最短时间内拿出压缩主板样品。
二、系统框图
系统框图
该项目由如下几某些构成:
视、音频采集,视/音频模/数转换,数字视/音频编解码,信号存储,CPU控制,操作及出错报警电路,按键/遥控控制电路,USB接口,电源管理。
三、各功能部件研制及软件设计
1、视/音频采集
该某些功能是通过平板CCD摄像机将外界二维光学图像信息转换为适当解决和传播一维电信号;通过高敏捷度麦克风将声音信号转换为电信号。
本此研究,考虑到要在手机狭窄空间安装,在满足高清晰规定下,对摄像机及镜头体积规定很高,故对平板摄像机及镜头进行了特别设计制造,重要特点是设计超小超薄型针孔镜头和对CCD平板摄像机采用靶面分离技术。
其性能技术参数:
最低照度:
0.2LUX(F=2.0)
焦距:
2.8mm
视场角:
50°左右
清晰度:
350线
采用专业高敏捷度麦克风,音频信号经高保真放大输入至A\D转换电路。
2、视/音频A/D转换及压缩编码与存储
该某些是数字化解决核心,在CPU控制下,采用MPEG-4算法,DSP电路对数字视/音频信号压缩编码,使其成为二值或多值数字信号流。
在该某些研究工作中,一方面,咱们通过对芯片提供商提供方案消化吸取,对原则算法进行了修改,并协同外携单位共同解决了数字压缩存储过程中,低照度黑白图像及迅速移动不稳定图像无法记录问题,图像中断自动恢复录像问题,在此过程中投入了大量时间和人力。
另一方面,为最大限度地提高CPU和有关硬件解决速度,且保证系统稳定性不受影响,咱们对硬件资源进行充分挖掘,使原有1Mbit/s码率,提高到了2Mbit/s,大大提高了移动图像记录清晰度。
最后,为了压缩体积,采用高密度PCB设计,由此带来器件间互相干扰,电磁干扰,也是需解决重要问题。
通过对模仿、数字电路某些供电电源单独隔离及单点公地等技术得以解决。
3、按键操作控制及出错报警
立足于实际使用需要,该设备开/关机、录像、录音等重要功能采用键控方式操作,用振动及LED发光提示每项操作对的与否。
CPU自动检测电池电量和存储卡容量,局限性通过振动方式提示。
4、USB接口
考虑尽量减少接口,故通过一种USB接口完毕充电和数据读出功能。
5、软件流程
在产品设计指引思想指引下,先拟定主程序,再依照实际操作使用,拟定按键控制操作程序,项目研制过程中,软件修改达数十次之多,详细流程图如下:
主程序流程图
按键操作流程图
四、技术创新
1、对CCD摄像机采用靶面分离技术,在保持清晰度前提下,设计超薄锥形镜头,使CCD摄像机厚度减小。
2、对MPEG-4图像压缩算法进行改进,使可以记录低照度黑白图像和高速移动时不稳定图像。
3、对DSP(数字信号解决器)硬件进行充分挖掘,尽量提高图像清晰度,提高存储容量。
研发过程中,发现对于移动图像记录,系统原有1Mbit/s码率不能满足规定,为了使移动视频记录达到现场录像需求,通过挖掘系统资源,将码率提高到了2Mbit/s,极大提高了移动图像记录清晰度。
4、在高密度PCB设计中,采用元件合理分布,模仿电路、数字电路分部多次隔离,克服电磁干扰问题。
五、功能及技术指标
详见附件中,产品公司原则。
六、产品检测
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
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