[go: up one dir, main page]

DE29909708U1 - PC plug-in card - Google Patents

PC plug-in card

Info

Publication number
DE29909708U1
DE29909708U1 DE29909708U DE29909708U DE29909708U1 DE 29909708 U1 DE29909708 U1 DE 29909708U1 DE 29909708 U DE29909708 U DE 29909708U DE 29909708 U DE29909708 U DE 29909708U DE 29909708 U1 DE29909708 U1 DE 29909708U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
video
image
analog
timing generator
digital
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE29909708U
Other languages
German (de)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rue Cash Systems De GmbH
De la Rue Cash Systems GmbH
Original Assignee
Rue Cash Systems De GmbH
De la Rue Cash Systems GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rue Cash Systems De GmbH, De la Rue Cash Systems GmbH filed Critical Rue Cash Systems De GmbH
Priority to DE29909708U priority Critical patent/DE29909708U1/en
Priority to DE19937349A priority patent/DE19937349A1/en
Publication of DE29909708U1 publication Critical patent/DE29909708U1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/04Synchronising
    • H04N5/06Generation of synchronising signals
    • H04N5/067Arrangements or circuits at the transmitter end
    • H04N5/073Arrangements or circuits at the transmitter end for mutually locking plural sources of synchronising signals, e.g. studios or relay stations
    • H04N5/0733Arrangements or circuits at the transmitter end for mutually locking plural sources of synchronising signals, e.g. studios or relay stations for distributing synchronisation pulses to different TV cameras
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/40Client devices specifically adapted for the reception of or interaction with content, e.g. set-top-box [STB]; Operations thereof
    • H04N21/41Structure of client; Structure of client peripherals
    • H04N21/414Specialised client platforms, e.g. receiver in car or embedded in a mobile appliance
    • H04N21/4143Specialised client platforms, e.g. receiver in car or embedded in a mobile appliance embedded in a Personal Computer [PC]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/40Client devices specifically adapted for the reception of or interaction with content, e.g. set-top-box [STB]; Operations thereof
    • H04N21/41Structure of client; Structure of client peripherals
    • H04N21/426Internal components of the client ; Characteristics thereof
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/44Colour synchronisation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/64Circuits for processing colour signals
    • H04N9/641Multi-purpose receivers, e.g. for auxiliary information
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/44Receiver circuitry for the reception of television signals according to analogue transmission standards
    • H04N5/4448Receiver circuitry for the reception of television signals according to analogue transmission standards for frame-grabbing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Television Signal Processing For Recording (AREA)
  • Color Television Systems (AREA)

Description

BOEHMERT & BOEHMERTBOEHMERT & BOEHMERT

ANWALTSSOZIETÄTLAW FIRM

Boehnxit & Boehmert · Nicmannswcg 133 · D-24105 KielBoehnxit & Boehmert · Nicmannswcg 133 · D-24105 Kiel

Deutsches Patentamt- und Markenamt Zweibrückenstr.German Patent and Trademark Office Zweibrückenstr.

80297 München80297 Munich

DR.-ING. KARL BOEHMERT, PA (1899-1973) DIPL.-ING. ALBERT BOEHMERT, PA (190:-1 »3) WILHELM ;. H. STAHLBERG, RA, Bnn DR.-1NG. WALTER HOORMANN, PA·, Brcma DIiL-PHYS. DR. HEINZGODDAR.PA·,München DR.-ING. ROLAND LIESEGANG, PA·, München WOLF-DIETER KUNTZE, RA, Brems«, ABauBe DIPL-PHVS. ROBERT MÜNZHUBER, Pa (1933.1992) DR. LUDWIG KOUKER, RA, Brcran DR. (CHEM.) ANDREAS WINKLER, PA·, Bremen MICHAELA HUTH-DIERIG, RA, München DIPL.-PHYS. DR. MARION TÖNHARDT, PA*. DOueldorf DR. ANDREAS EBERT-WEIDENFELLER, RA, itara DIPU-ING. EVA LIESEGANG, PA·, MünchenDR.-ING. KARL BOEHMERT, PA (1899-1973) DIPL.-ING. ALBERT BOEHMERT, PA (190:-1 »3) WILHELM ;. H. STAHLBERG, RA, Bnn DR.-1NG. WALTER HOORMANN, PA·, Brcma DIiL-PHYS. DR. HEINZGODDAR.PA·,Munich DR.-ING. ROLAND LIESEGANG, PA·, Munich WOLF-DIETER KUNTZE, RA, Brems«, ABauBe DIPL-PHVS. ROBERT MÜNZHUBER, Pa (1933.1992) DR. LUDWIG KOUKER, RA, Brcran DR. (CHEM.) ANDREAS WINKLER, PA·, Bremen MICHAELA HUTH-DIERIG, RA, Munich DIPL.-PHYS. DR. MARION TÖNHARDT, PA*. DOueldorf DR. ANDREAS EBERT-WEIDENFELLER, RA, itara DIPU-ING. EVA LIESEGANG, PA·, Munich

PROF. DR. WILHELM NORDEMANN, RA, amdcnbur,PROF. DR. WILHELM NORDEMANN, RA, amdcnbur, DR. AXEL NORDEMANN, RA. Bcrtü.DR. AXEL NORDEMANN, RA. Bcrtü. DR. JAN BERND NORDEMANN, LLM, RA, Berti«DR. JAN BERND NORDEMANN, LLM, RA, Berti« DIPL.-PHYS. EDUARD BAUMANN, PA·, HshenkirfieiiDIPL.-PHYS. EDUARD BAUMANN, PA·, Hshenkirfieii DR.-ING. GERALD KLOPSCH PA·, DOsKldorfDR.-ING. GERALD KLOPSCH PA·, DOsKldorf DIPL.-ING. HANS W. GROENING, PA·, ManchenDIPL.-ING. HANS W. GROENING, PA·, Manchen DIPL.-ING. SIEGFRIED SCHIRMER, PA·. BielefeldDIPL.-ING. SIEGFRIED SCHIRMER, PA·. Bielefeld DIPL-ING. DR. JAN TÖNNIES, PA, RA, KielDIPL-ING. DR. JAN TÖNNIES, PA, RA, Kiel DIPL.-PHYS. CHRISTIAN BfEHL, PA·, KielDIPL.-PHYS. CHRISTIAN BfEHL, PA·, Kiel DIPL.-PHYS. DR. DOROTHEE WEBER-BRULS, PA·, FmkimDIPL.-PHYS. DR. DOROTHEE WEBER-BRULS, PA·, Fmkim DR.-ING. MATTHIAS PHILIPP, PA·, BreramDR.-ING. MATTHIAS PHILIPP, PA·, Breram DIPL.-PHYS. DR. STEFAN SCHOHE, PA·. ManchenDIPL.-PHYS. DR. STEFAN SCHOHE, PA·. Some MARTIN WIRTZ, RA, Bi*™MARTIN WIRTZ, LAWYER, Bi*™ DR. DETMAR SCHAFER. RA, BremenDR. DETMAR SCHAFER. RA, Bremen DIPL-CHEM. DR. ROLAND WEIß, PA, DmseldorfDIPL-CHEM. DR. ROLAND WEISS, PA, Dmseldorf DIPL.-PHYS. DR.-ING. UWE MANASSE, PA. BremenDIPL.-PHYS. DR.-ING. UWE MANASSE, PA. Bremen DR. CHRISTIAN CZYCHOWSKL RA. BedinDR. CHRISTIAN CZYCHOWSKL RA. Condition DR. CARL-RICHARD HAARMANN, RA, MünchenDR. CARL-RICHARD HAARMANN, LAWYER, Munich DIPL.-BIOL. DR. ARMIN K. BOHMANN, PA. Manche«DIPL.-BIOL. DR. ARMIN K. BOHMANN, PA. Some« DIPL.-PHYS. DR. THOMAS L BITTNER, PA, BerlinDIPL.-PHYS. DR. THOMAS L BITTNER, PA, Berlin DR. VOLKER SCHMITZ, RA, MünchenDR. VOLKER SCHMITZ, LAWYER, Munich DR. FRIEDRICH NICOLAS HEISE, RA. P,DR. FRIEDRICH NICOLAS HEISE, RA. P,

Ihr SchreibenYour letter PA -PnJentanWBtfPatenl AttorneyPA -PnJentanWBtfPatenl Attorney
RA - Rßeto*tnwnlf Attorney «t LawRA - Rßeto*tnwnlf Attorney «t Law
* - European Paten! Attorney* - European Patent Attorney
ADb EogaUuco ibt Vertrete^ vor dem EorADb EogaUuco ibt Represent^ before the Eor
Profeuioiu] RepremUikn «1 tb· ConmuarProfeuioiu] RepremUikn «1 tb· Conmuar
optiicfacn Mnteunu, AJicuM In ZussoTCKnateti mil/in coopenÜDa withoptiicfacn Mnteunu, AJicuM In ZussoTCKnateti mil/in coopenÜDa with
in TmtanrtotSc. Alien«, DIPL.-CHEM. DR. HANS ULRICH MAY. PA·, Manchen in TmtanrtotSc. Alien«, DIPL.-CHEM. DR. HANS ULRICH MAY. PA·, Manchen
Ihr ZeichenYour sign Your letter ofYour letter of Unser ZeichenOur sign Kiel,Kiel, Your ref.Your ref. Our ref.Our ref. NeuanmeldungNew registration D 5063D5063 2. Juni 1999June 2, 1999

De La Rue Cash Systems GmbH Starkenburgstr. 11-13, 64546 Mörfelden-WalldorfDe La Rue Cash Systems GmbH Starkenburgstr. 11-13, 64546 Mörfelden-Walldorf

PC-EinsteckkartePC plug-in card

Die Erfindung betrifft eine PC-Einsteckkarte zur Digitalisierung der analogen Farb-Videosignale einer Mehrzahl von Videokameras zur Weiterverarbeitung der Daten mit einem Rechner.The invention relates to a PC plug-in card for digitizing the analog color video signals of a plurality of video cameras for further processing of the data with a computer.

Die effektive Speicherung von Videodaten auf einem Personal Computer (PC) bedingt nach dem heutigen Stand der Technik den Einsatz einer PC-Einsteckkarte, im wesentlichen bestehend aus einem Video-Decoder zur Umwandlung des analogen Videoda-The effective storage of video data on a personal computer (PC) requires, according to the current state of technology, the use of a PC plug-in card, essentially consisting of a video decoder for converting the analog video data.

19661966

Niemannsweg 133 · D-24105 Kiel · Telephon+49-431-84075 · Telefax+49-431-84077Niemannsweg 133 · D-24105 Kiel · Telephone+49-431-84075 · Fax+49-431-84077

MÜNCHEN - BREMEN - BERLIN - FRANKFURT - DÜSSELDORF - POTSDAM - BRANDENBURG - HÖHENKIRCHEN - KIEL - BIELEFELD - ALICANTEMUNICH - BREMEN - BERLIN - FRANKFURT - DÜSSELDORF - POTSDAM - BRANDENBURG - HÖHENKIRCHEN - KIEL - BIELEFELD - ALICANTE

http://www.boehmert.de e-mail: postmaster@boehmert.dehttp://www.boehmert.de e-mail: postmaster@boehmert.de

OUlirUVltK 1 <x tHJiitiM.cis. b · · · · ·OUlirUVltK 1 <x tHJiitiM.cis. b · · · · ·

tenstroms in einen digitalen sowie einem Chipsatz zur Kompression der einzelnen Bilder z.B. nach dem standardisierten JPEG-Verfahren.stream into a digital one and a chipset for compressing the individual images, e.g. according to the standardized JPEG process.

Derartige handelsübliche Karten werden in der Regel für Videoschnitt-Anwendungen eingesetzt, d.h. es ist in der Regel nur eine analoge Videoquelle aufgeschaltet und es findet keine Umschaltung zwischen unterschiedlichen, unsynchronisierten Videoquellen statt. Hieraus resultiert, daß einerseits nur ein einziger Videodecoder eingesetzt wird, und andererseits dieser Videodecoder sich mittels einer PLL-Schaltung auf den Farbhilfsträger der Videoquelle einsynchronisiert.Such commercially available cards are generally used for video editing applications, i.e. there is usually only one analog video source connected and no switching between different, unsynchronized video sources takes place. This means that on the one hand only a single video decoder is used, and on the other hand this video decoder synchronizes itself to the color subcarrier of the video source using a PLL circuit.

Dennoch besitzen derartige PC-Einsteckkarten zur Videodatenkompression mehrere Videoeingänge, wobei mittels eines analogen Videomultiplexers einer der Eingänge ausgewählt werden kann.Nevertheless, such PC plug-in cards for video data compression have several video inputs, whereby one of the inputs can be selected using an analog video multiplexer.

Wird jedoch bei einer handelsüblichen PC-Einsteckkarte zur Videodatenkompression im laufenden Betrieb mittels des analogen Videomultiplexers auf einen anderen Kameraeingang umgeschaltet, so können bis zu 500ms ('Umschaltzeit') vergehen, bis die PLL-Schaltung auf den Farbhilfsträger der neuen Videoquelle eingerastet ist und ein stabiler digitaler Videodatenstrom am Ausgang des Decoders zur Verfugung steht.However, if a commercially available PC plug-in card for video data compression is switched to another camera input during operation using the analog video multiplexer, up to 500ms ('switching time') can pass until the PLL circuit has locked onto the color subcarrier of the new video source and a stable digital video data stream is available at the output of the decoder.

Somit eignen sich handelsübliche PC-Einsteckkarten nicht für Anwendungen, bei denen mehr als eine Videoquelle angeschlossen ist, bei der die Videoquellen nicht miteinander synchronisiert sind und bei denen in schneller Folge zwischen den Kameras umgeschaltet werden soll, um z.B. jeweils nur ein oder zwei Bilder von dieser Quelle aufzunehmen. Commercially available PC plug-in cards are therefore not suitable for applications where more than one video source is connected, where the video sources are not synchronized with each other and where it is necessary to switch between the cameras in rapid succession, for example to record only one or two images from this source at a time.

Aufgabe der Erfindung ist es jedoch gerade dieses zu bewerkstelligen. Gelöst wird dies mit einer Einsteckkarte nach dem Hauptanspruch.However, the object of the invention is to achieve precisely this. This is achieved with an insert card according to the main claim.

Für Anwendungen, bei denen die schnelle Umschaltung zwischen unterschiedlichen, nicht miteinander synchronisierten Videoquellen im Vordergrund steht, kann die Umschaltzeit durch die nachfolgend geschilderten Maßnahmen drastisch reduziert werden: For applications where fast switching between different, non-synchronized video sources is a priority, the switching time can be drastically reduced by the measures described below:

BOEHMERT & ÖOÖHMERi i Vl ' "I *"\ BOEHMERT & ÖOÖHMERi i Vl '"I*"\

1. Verwendung von Video-Decodern, die keine PLL-Schaltung verwenden, sondern die Farbinformation mit Hilfe von Verfahren aus dem Bereich der digitalen Signalverarbeitung aus einem überabgetasteten Rohdatenstrom extrahieren. Diese benötigen meist nur einige Millisekunden zur Synchronisation auf den neuen Farbhilfsträger. Da die Abtastfrequenz größer ist als die Zahl der gültigen Pixel, entsteht auf Grund der Überabtastung am Ausgang der Video-Decoder ein digitaler Videodatenstrom mit zeitlichen Lücken im Pixelreferenzsignal.1. Use of video decoders that do not use a PLL circuit, but extract the color information from an oversampled raw data stream using methods from the field of digital signal processing. These usually only require a few milliseconds to synchronize to the new color subcarrier. Since the sampling frequency is greater than the number of valid pixels, the oversampling at the output of the video decoder creates a digital video data stream with temporal gaps in the pixel reference signal.

2. Parallele Verwendung zweier voneinander unabhängiger Video-Decoder, wobei jeder Video-Decoder mit einem eigenen analogen Video-Multiplexer ausgerüstet ist, so das jedes Kamerasignal an jeden Decodereingang aufgeschaltet werden kann. Über einen digitalen Multiplexer wird dann ausgewählt, welcher Datenstrom weiterverarbeitet wird. Hierdurch ist es möglich, während der Verarbeitung der Daten einer Videoquelle durch einen Decoder immer den anreren Decoder zur Synchronisation auf die als nächstes zu verarbeitende Videoquelle zu benutzen.2. Parallel use of two independent video decoders, where each video decoder is equipped with its own analog video multiplexer so that each camera signal can be connected to each decoder input. A digital multiplexer is then used to select which data stream is to be processed further. This makes it possible to always use the other decoder to synchronize with the next video source to be processed while the data from one video source is being processed by one decoder.

3. Die Verwendung der unter 1. angegebenen Videodecoder führt jedoch zu dem neuen Problem, das bedingt durch die zeitlichen Lücken im Pixelreferenzsignal der digitale Videodatenstrom nicht von handelsüblichen Kompressionschipsätzen oder Video-Encodern weiterverarbeitet werden kann, da diese einen Datenstrom ohne zeitlichen Lücken im Pixelreferenzsignal bei entsprechend kleinerem Pixeltakt voraussetzen. Es ist also erforderlich aus dem von den Videodecodern gelieferten digitalen Videodatenstrom mit zeitlichen Lücken im Pixelreferenzsignal einen digitalen Videodatenstroms ohne zeitliche Lücken im Pixelreferenzsignal zu synthetisieren, der zudem mit den Pixelfrequenzen nach PAL CCIR (13,5 MHz) bzw. PAL Square Pixel (14,75 MHz) arbeitet.3. However, the use of the video decoders specified under 1. leads to the new problem that, due to the time gaps in the pixel reference signal, the digital video data stream cannot be further processed by commercially available compression chipsets or video encoders, as these require a data stream without time gaps in the pixel reference signal with a correspondingly lower pixel clock. It is therefore necessary to synthesize a digital video data stream without time gaps in the pixel reference signal from the digital video data stream supplied by the video decoders with time gaps in the pixel reference signal, which also works with the pixel frequencies according to PAL CCIR (13.5 MHz) or PAL Square Pixel (14.75 MHz).

Hierzu erzeugen zwei Quarzoszillatoren das Vierfache dieser Frequenzen, d.h. 54 MHz und 59 MHz. Über einen sogenannten Synchron-Timing-Generator werden hieraus die erforderlichen Pixelfrequenzen abgeleitet. Ein Speicher mit FiFo-Verhalten dient zur Zwischenspeicherung von digitalen Videodaten. Der FiFo-Speicher wird durch den Synchron-Timing-Gernerator in einer Art gesteuert, das BiI-drelavante digitale Informationen ohne Weglassungen vom Eingang an den Ausgang weitergeleitet werden. Zeiten in denen Bildunrelevante Informationen am Eingang anliegen werden hingegen zur Synchronisation des Füllstandes des FiFo-Speichers benutzt. Hierdurch kann eine eventuell von der PAL-Norm abweichende Vertikalfrequenz der Videoquelle ausgeglichen werden kann. Die Größe des FiFo-Speichers bestimmt dabei die maximal zulässige Abweichung.For this purpose, two quartz oscillators generate four times these frequencies, i.e. 54 MHz and 59 MHz. The required pixel frequencies are derived from this using a so-called synchronous timing generator. A memory with FiFo behavior is used to temporarily store digital video data. The FiFo memory is controlled by the synchronous timing generator in such a way that image-relevant digital information is passed on from the input to the output without omissions. Times in which image-irrelevant information is present at the input, however, are used to synchronize the fill level of the FiFo memory. This can compensate for a vertical frequency of the video source that may deviate from the PAL standard. The size of the FiFo memory determines the maximum permissible deviation.

Vorteilhaft ist insbesondere eine Einsteckkarte für PC's zur Digitalisierung der analogen Farb-Videosignale einer Mehrzahl von unsynchronisierten Videokameras mit der Möglichkeit der schnellen Umschaltung zwischen verschiedenen Kamera-Eingängen sowie dem Ziel der Wei-A particularly advantageous option is a plug-in card for PCs for digitizing the analog color video signals of a number of unsynchronized video cameras with the possibility of quickly switching between different camera inputs and the aim of

BOEHMERT&BOEHMERT&

-A--A-

terverarbeitung der digitalen Daten durch den PC, mit zwei unabhängigen analogen Video-Multiplexern, mit deren Hilfe das analoge FBAS- oder Y/C-Videosignal einer beliebigen Kamera an den Eingang eines von zwei autarken Videodecodern auf geschaltet werden kann, deren Ausgänge, beinhaltend jeweils die digitalen Helligkeits-, Färb- und Timing-Information, über einen digitalen Multiplexer so ausgewählt werden können, das die Informationen eines der Decoder von einer nachfolgenden Logik weiterverarbeitet werden, während der andere Decoder sich bereits auf eine neue Videoquelle synchronisieren kann.processing of the digital data by the PC, with two independent analog video multiplexers, with the help of which the analog FBAS or Y/C video signal of any camera can be switched to the input of one of two self-contained video decoders, whose outputs, each containing the digital brightness, color and timing information, can be selected via a digital multiplexer in such a way that the information from one of the decoders is further processed by a subsequent logic, while the other decoder can already synchronize to a new video source.

Bei der Karte ist eine schaltungstechnische Verknüpfung zur Generierung eines synchronen digitalen Videodatenstroms ohne zeitliche Lücken im Pixelreferenzsignal aus einem von einem oder mehreren Videodecodern gelieferten digitalen Videodatenstrom mit zeitlichen Lücken im Pixelreferenzsignal realisiert, bestehend aus einem Speicher mit FiFo-Verhalten zur Zwischenspeicherung von digitalen Videodaten, zwei Quarzoszillatoren mit Frequenzen von 54 MHz und 59 MHz sowie einem Synchron-Timing-Generator zur Erzeugung eines digitalen Videodatenstroms mit Pixelfrequenzen nach PAL CCIR (13,5 MHz) bzw. PAL Square Pixel (14,75 MHz) aus den Frequenzen der beiden Quarzoszillatoren und zur Steuerung des FiFo-Speichers in einer Art, das Bildrelavante digitale Informationen ohne Weglassungen vom Eingang an den Ausgang weitergeleitet werden und Zeiten in denen Bildunrelevante Informationen am Eingang anliegen zur Synchronisation des Füllstandes des FiFo-Speichers benutzt werden und damit eine eventuell von der PAL-Norm abweichende Vertikalfrequenz der Videoquelle ausgeglichen werden kann.The card has a circuitry link for generating a synchronous digital video data stream without time gaps in the pixel reference signal from a digital video data stream supplied by one or more video decoders with time gaps in the pixel reference signal, consisting of a memory with FiFo behavior for intermediate storage of digital video data, two quartz oscillators with frequencies of 54 MHz and 59 MHz and a synchronous timing generator for generating a digital video data stream with pixel frequencies according to PAL CCIR (13.5 MHz) or PAL Square Pixel (14.75 MHz) from the frequencies of the two quartz oscillators and for controlling the FiFo memory in such a way that image-relevant digital information is forwarded from the input to the output without omissions and times in which image-irrelevant information is present at the input are used to synchronize the fill level of the FiFo memory and thus a vertical frequency of the video source that may deviate from the PAL standard can be compensated.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden im folgenden beschrieben. Dabei zeigt:Further advantages and features of the invention are described below.

Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau der bildverabeitenden Bestandteile einer erfindungsgemäßen PC-Einsteckkarten und das Zusammenwirken,Fig. 1 shows the basic structure of the image processing components of a PC plug-in card according to the invention and the interaction,

Fig. 2 den inneren Aufbau eines Videodecoders Bt829,Fig. 2 the internal structure of a video decoder Bt829,

Fig. 3 das Ausgangstiming des Videodecoders,Fig. 3 the output timing of the video decoder,

Fig. 4 das Ausgangstiming des Videoencoders Bt856 undFig. 4 the output timing of the Bt856 video encoder and

Fig. 5 die VSYNC-Phase (Bildsynchronisation) eines PAL-Videosignals.Fig. 5 the VSYNC phase (picture synchronization) of a PAL video signal.

Die erfindungsgemäßen PC-Einsteckkarten (für ISA- und PCI-Bus) zur Digitalisierung der analogen Färb-Videosignale einer Mehrzahl von Videokameras zur Weiterverarbeitung der DatenThe inventive PC plug-in cards (for ISA and PCI bus) for digitizing the analog color video signals of a plurality of video cameras for further processing of the data

BOEHMERT & pOEHMEJR*r ::···. .BOEHMERT & pOEHMEJR*r ::···. .

mit einem Rechner, weisen zwei Videodecoder mit jeweils einer automatischen Verstärkungsregelung auf, die an einen nachgeschalteten Multiplexer neben Helligkeit- und Farbinformationen eine Timing-Information übermitteln, wobei ein nachgeschalteter Multiplexer zum Empfang der Daten des einen oder des anderen Videodecoders einem FiFo-Speicher zur Entkoppelung des asynchronen Timings und Generierung eines Synchrontimings vorgeschaltet ist, wobei parallel an einen Synchron-Timing-Generator Steuerinformation angelegt ist, und wobei weiter ein Video-Encoder zum Empfang von Daten aus dem Synchrontaktgenerator sowie über einen Kompressions-Chip-Satz aus dem FiFo-Speicher vorgesehen ist. Dabei ist der Synchron-Timing-Gerator für PAL-Videoquellen vorteilhafterweise mit 54 MHz und 59 MHz-Quarzoszillatoren getaktet.with a computer, have two video decoders, each with an automatic gain control, which transmit timing information to a downstream multiplexer in addition to brightness and color information, wherein a downstream multiplexer for receiving the data from one or the other video decoder is connected upstream of a FIFO memory for decoupling the asynchronous timing and generating a synchronous timing, wherein control information is applied in parallel to a synchronous timing generator, and wherein a video encoder is also provided for receiving data from the synchronous clock generator and, via a compression chip set, from the FIFO memory. The synchronous timing generator for PAL video sources is advantageously clocked with 54 MHz and 59 MHz quartz oscillators.

Nachfolgend sollen die einzelnen Komponenten der PC-Einsteckkarten DLR MiCo ISA Light und DLR MiCo PCI und das Zusammenwirken der einzelnen Funktionsgruppen erläutert werden. Alle Nummern beziehen sich auf die Fig. 1 im Anhang.The individual components of the DLR MiCo ISA Light and DLR MiCo PCI PC plug-in cards and the interaction of the individual functional groups are explained below. All numbers refer to Fig. 1 in the appendix.

(1) Eingänge für analoge Videosignale: An die DLR MiCo ISA Light und DLR MiCo PCI können 8 bzw. 16 analoge Videosignale angelegt werden. Zur Verdeutlichung des Prinzips wurden nur 8 Videosignal-Eingänge eingezeichnet.(1) Inputs for analog video signals: 8 or 16 analog video signals can be applied to the DLR MiCo ISA Light and DLR MiCo PCI. To illustrate the principle, only 8 video signal inputs have been drawn.

Diese von den Videokameras gelieferten Signale sind gemäß CCIR 601 wie folgt spezifiziert (nur die wesentlichen Kenngrößen):These signals provided by the video cameras are specified according to CCIR 601 as follows (only the essential parameters):

&bull; Europäische Fernsehnorm: 625 Zeilen, Zeilensprungverfahren, 50 Hz Bildwiederholfrequenz, Farbcodierung nach PAL.&bull; European television standard: 625 lines, interlaced scanning, 50 Hz refresh rate, PAL colour coding.

&bull; US-Amerikanische Fernsehnorm: 625 Zeilen, Zeilensprungverfahren, 60 Hz Bildwiederholfrequenz, Farbcodierung nach NTSC.&bull; US television standard: 625 lines, interlaced scanning, 60 Hz refresh rate, NTSC color coding.

Jeder einzelne Videoeingang ist mit einem abschaltbaren Abschlußwiderstand von 75 &OHgr; versehen (hier nicht eingezeichnet).Each individual video input is provided with a switchable terminating resistor of 75 Ω (not shown here).

(2) Analoge Video-Multiplexer 2a und 2b: Diese Multiplexer haben die Aufgabe, eines der Videosignale auszuwählen und am Ausgang für einen der Video-Decoder 3a und 3b zur Verfügung zu stellen. Beide Multiplexer können von der Steuer-, Verwaltungs- und Auslese-Logik unabhängig voneinander gesteuert werden, so das jedes Video-Eingangssignal an jeden Decodereingang geschaltet werden kann.(2) Analog video multiplexers 2a and 2b: These multiplexers have the task of selecting one of the video signals and making it available at the output for one of the video decoders 3a and 3b. Both multiplexers can be controlled independently of each other by the control, management and readout logic, so that each video input signal can be switched to each decoder input.

(3) Video-Decoder 3a und 3b: Die Video-Decoder dienen im Wesentlichen der Digitalisierung der analogen Videosignale und der Separation des Farbanteils. Weiterhin wird der Pegel des Videosignals durch eine Automatische Verstärkungsregelung (AGC = Automatic Gain Control) so angepaßt, das zu schwache oder zu starke Videosignalpegel entsprechend ,normiert' werden und nicht zu Helligkeitsunterschieden in den Videobildern führen.(3) Video decoders 3a and 3b: The video decoders are essentially used to digitize the analog video signals and to separate the color component. Furthermore, the level of the video signal is adjusted by an automatic gain control (AGC) so that video signal levels that are too weak or too strong are "normalized" accordingly and do not lead to differences in brightness in the video images.

Am Ausgang der Video-Decoder steht für jedes decodierte Pixel eine 8 Bit Helligkeitsinformation, eine 8 Bit breite Farbinformation sowie Timinginformationen (z.B. Vertikaler Rücklauf VSYNC, Horizontaler Rücklauf HSYNC, Horizontales Pixel-Referenzsignal HREF) zur Verfügung. Beide Multiplexer können von der Steuer-, Verwaltungs- und Auslese-Logik unabhängig voneinander gesteuert werden.At the output of the video decoder, 8-bit brightness information, 8-bit color information and timing information (e.g. vertical retrace VSYNC, horizontal retrace HSYNC, horizontal pixel reference signal HREF) are available for each decoded pixel. Both multiplexers can be controlled independently of each other by the control, management and readout logic.

BOEHMERT&&Bgr;&Ogr;&Egr;&EEgr;&Mgr;&Egr;&Kgr;&Eacgr; :: I' "I BOEHMERT&β&Ogr;&Egr;&EEgr;&Mgr;&Egr;&Kgr;&Eacgr; :: I'"I

Bei der Auswahl der Video-Decoder werden Bauteile verwandt, die sich innerhalb kürzester Zeit nach dem Umschalten des analogen Videosignals auf die Frequenz des Farb-Hilfsträgers aufsynchronisieren können. Dies geschieht meist mit Hilfe von Verfahren aus dem Bereich der Digitalen Signalverarbeitung.When selecting video decoders, components are used that can synchronize to the frequency of the color subcarrier within a very short time after switching the analog video signal. This is usually done using methods from the field of digital signal processing.

Obwohl das hier geschilderte Verfahren unabhängig vom verwendeten Video-Decoder funktioniert, solange er den oben genannten Kriterien genügt, soll der verwendete Typ Bt829 näher erläutert werden. Die Fig. 2 im Anhang zeigt den inneren Aufbau des Bt829.Although the method described here works independently of the video decoder used, as long as it meets the above criteria, the type Bt829 used will be explained in more detail. Fig. 2 in the appendix shows the internal structure of the Bt829.

Der Bt829 unterstützt sowohl FBAS- als auch SVHS-Videoquellen (Y/C) und die Videoformate NTSC, PAL und SECAM. Eine von drei FBAS- bzw. zwei FBAS- und eine SVHS-Quelle kann durch den internen 3-zu-l Multiplexer ausgewählt werden. Die analogen Videosignale werden durch zwei Analog/Digital-Wandler digitalisiert; wobei eine Zweifach-Überabtastung mit der vierfachen Frequenz des Farb-Hilfsträgers Fsc durchgeführt wird.The Bt829 supports both FBAS and SVHS video sources (Y/C) and the video formats NTSC, PAL and SECAM. One of three FBAS or two FBAS and one SVHS sources can be selected by the internal 3-to-1 multiplexer. The analog video signals are digitized by two analog/digital converters; a double oversampling is carried out at four times the frequency of the color subcarrier Fsc.

Die Takterzeugung wird durch den Bt829 durch den Anschluß zweier Quarze unterschiedlicher Frequenzen realisiert. Für die Decodierung eine PAL-Videosignals wird eine Frequenz von 35.47 MHz benötigt, ein NTSC-Videosignal benötigt eine Frequenz von 28.64 MHz. Dies entspricht exakt der achtfachen Frequenz des Farb-Hilfsträgers Fsc des jeweiligen Videoformats. Dies erleichtert wesentlich die Implementierung der Separation des Farbanteils aus dem Videosignal.The clock is generated by the Bt829 by connecting two quartz crystals with different frequencies. A frequency of 35.47 MHz is required to decode a PAL video signal, while an NTSC video signal requires a frequency of 28.64 MHz. This corresponds exactly to eight times the frequency of the color subcarrier Fsc of the respective video format. This makes it much easier to implement the separation of the color component from the video signal.

Für die Synchronisation auf ein analoges Videosignal bedient sich der Bt829 der sogenannten Ultralock Technologie, wodurch selbst bei geringen Schwankungen im Timing des analogen Signals immer die erforderliche Anzahl von Pixeln in einer Zeile generiert wird. Da die Ultralock Technologie durchgängig auf Methoden der Digitalen Signalverarbeitung basiert, ermöglicht sie die wesentlich schnellere und exaktere Synchronisation auf Videoquellen als entsprechende analoge Technologien, die zum Beispiel auf einer PLL basieren, die mit dem Farbhilfsträger abgestimmt wird.To synchronize to an analog video signal, the Bt829 uses the so-called Ultralock technology, which always generates the required number of pixels in a line, even with small fluctuations in the timing of the analog signal. Since the Ultralock technology is based entirely on digital signal processing methods, it enables much faster and more precise synchronization to video sources than corresponding analog technologies, which are based, for example, on a PLL that is coordinated with the color subcarrier.

Der Bt829 stellt am Ausgang einen kontinuierlichen Pixel-Datenstrom zur Verfügung. Die Datenrate beträgt die vierfachen Frequenz des Farb-Hilfsträgers Fsc, was auch der Rate der Analog/Digitalwandlung entspricht. Der Bt829 liefert weiter die notwendigen Taktsignale, nämlich CLKxI und CLKx2, die mit 4x Fsc bzw. 8x Fsc arbeiten; sowie QCLK, der so konfiguriert werden kann, das der nur die jeweils gültigen Pixel kennzeichnet.The Bt829 provides a continuous pixel data stream at the output. The data rate is four times the frequency of the color subcarrier Fsc, which also corresponds to the rate of the analog/digital conversion. The Bt829 also provides the necessary clock signals, namely CLKxI and CLKx2, which operate at 4x Fsc and 8x Fsc respectively; as well as QCLK, which can be configured to only identify the valid pixels.

Der Bt829 kann neben der Decodierung des Videosignals gemäß CCIR 601 auch noch eine geometrisch korrigierte Decodierung durchführen, wenn das Bild auf einem PC-Monitor dargestellt werden soll, eine sogenannte Square-Pixel-Abtastung.In addition to decoding the video signal according to CCIR 601, the Bt829 can also perform geometrically corrected decoding if the image is to be displayed on a PC monitor, a so-called square pixel sampling.

Hieraus resultieren folgende Größen für ein Halbbild:This results in the following sizes for a field:

&bull; CCIR 601, PAL: 720 (H) &khgr; 288 (V)&bull; CCIR 601, PAL: 720 (H) &khgr; 288 (V)

&bull; Square Pixel, PAL: 768 (H) &khgr; 288 (V)&bull; Square Pixel, PAL: 768 (H) &khgr; 288 (V)

&bull; CCIR 601, NTSC: 720 (H) &khgr; 288 (V)&bull; CCIR 601, NTSC: 720 (H) &khgr; 288 (V)

&bull; Square Pixel, NTSC: 640 (H) &khgr; 288 (V)&bull; Square Pixel, NTSC: 640 (H) &khgr; 288 (V)

In Fig. 3 im Anhang ist das Ausgangs-Timing des Bt829 angegeben. Zu beachten ist hierbei, das der Bt829 auf Grund der Überabtastung wesentlich mehr Pixel pro Zeile liefertThe output timing of the Bt829 is shown in Fig. 3 in the appendix. It should be noted that the Bt829 delivers significantly more pixels per line due to oversampling

BOEHMERT & BÖEÜKiERl^: .* #: * "!BOEHMERT & BÖEÜKiERl^: .* # : * "!

als anhand des eingestellten Modus erforderlich wäre. Es ist lediglich anhand des QCLK-Signals erkennbar, welches Pixel weiterverarbeitet werden kann und welches nicht.than would be required based on the selected mode. It is only possible to determine from the QCLK signal which pixels can be further processed and which cannot.

Beide Video-Decoder können von der Steuer-, Verwaltungs- und Auslese-Logik mittels des nicht eingezeichneten I2C-Busses unabhängig voneinander gesteuert werden.Both video decoders can be controlled independently of each other by the control, management and readout logic via the I 2 C bus (not shown).

(4) Digitaler Video-Multiplexer: da nur der digitale Datenstrom eines der beiden Video-Decoder 3a und 3b weiterverarbeitet werden kann, dient der Digitale Video-Multiplexer zur entsprechenden Auswahl. Er wird von der Steuer-, Verwaltungs- und Auslese-Logik entsprechend gesteuert.(4) Digital video multiplexer: since only the digital data stream of one of the two video decoders 3a and 3b can be further processed, the digital video multiplexer is used for the corresponding selection. It is controlled accordingly by the control, management and readout logic.

(5) FiFo-Speicher: Der FiFo-Speicher dient zur Zwischenspeicherung von Digitalen Videodaten und zugehörigen Timinginformationen. Er dient zur Entkopplung des asynchronen Timings am Ausgang des Digitalen Video-Multiplexers und zur Generierung eines synchronen Timings für den Kompressions-Chipsatz 8 und den Video-Encoder 9. Der FiFo-Speicher wird vom Synchron-Timing-Generator gesteuert.(5) FIFO memory: The FIFO memory is used to temporarily store digital video data and associated timing information. It is used to decouple the asynchronous timing at the output of the digital video multiplexer and to generate synchronous timing for the compression chipset 8 and the video encoder 9. The FIFO memory is controlled by the synchronous timing generator.

(6) Synchron-Timing-Generator: Der Synchron-Timing-Generator generiert mit Hilfe des FiFo-Speichers einen Video-Datenstrom mit synchronen Timing aus dem von den Video-Decodern gelieferten asynchronen Timing.(6) Synchronous timing generator: The synchronous timing generator uses the FIFO memory to generate a video data stream with synchronous timing from the asynchronous timing provided by the video decoders.

Ein synchrones Video-Timing wird von den meisten Bauteilen benötigt, so auch vom Kompressions-Chipsatz 8 und vom Video-Encoder 9. Für den als Beispiel verwandten Video-Encoder Bt856 ist in Fig. 4 im Anhang ein entsprechendes Timing-Beispiel angegeben.Synchronous video timing is required by most components, including the compression chipset 8 and the video encoder 9. For the example video encoder Bt856, a corresponding timing example is given in Fig. 4 in the appendix.

Die Unterschiede zwischen beiden Timing-Varianten sind:The differences between both timing variants are:

&bull; Jedes Pixel ist gültig, d.h. es werden genau so viele Pixel geliefert wie nach einer CCIR- bzw. Square-Pixel-Abtastung erwartet werden. Eine nachträgliche Unterscheidung nach gültigen und ungültigen Pixeln mittels eines Qualifizierungs-Signals (QCLK) entfällt.&bull; Every pixel is valid, i.e. exactly as many pixels are delivered as are expected after a CCIR or square pixel scan. A subsequent distinction between valid and invalid pixels using a qualification signal (QCLK) is not necessary.

&bull; CLKx2 arbeitet im Gegensatz zum Video-Decoder mit einer niedrigeren Frequenz von 27 MHz bei CCIR- und 29,5 MHz bei Square-Pixel-Abtastung.&bull; In contrast to the video decoder, CLKx2 operates at a lower frequency of 27 MHz for CCIR and 29.5 MHz for square pixel sampling.

&bull; CLKxI arbeitet ebenfalls mit einer niedrigeren Frequenz von 13,5 MHz bei CCIR- und 14,75 MHz bei Square-Pixel-Abtastung. Jeder Takt von CLKxI entspricht einem gültigen Pixel; CLKxI hat weiterhin keine ,Lücken' wie das QCLK-Signal des Video-Decoders. &bull; CLKxI also operates at a lower frequency of 13.5 MHz for CCIR and 14.75 MHz for square pixel sampling. Each CLKxI clock corresponds to a valid pixel; CLKxI also has no 'gaps' like the QCLK signal of the video decoder.

Der Synchron-Timing-Generator erzeugt entsprechende Pixelsignal-Takte CLKx2 und CLKxI durch Teilung des Ausgangssignals aus den externen Quarzoszillatoren 7. Je nachdem, ob nach CCIR oder nach Square Pixel abgetastet wird, wird der 54 MHz- oder der 59 MHz-Quarzsozillator verwandt.The synchronous timing generator generates corresponding pixel signal clocks CLKx2 and CLKxI by dividing the output signal from the external quartz oscillators 7. Depending on whether sampling is carried out according to CCIR or square pixel, the 54 MHz or 59 MHz quartz oscillator is used.

Um aus dem asynchronen Timing der Video-Decoder ein synchrones Timing zu erzeugen, werden die Bilddaten zusammen mit den horizontalen und vertikalen Referenz-Signalen VSYNC und HREF mit jedem gültigen QCLK in den FiFo-Speicher eingeschrieben und mit dem synthetisierten CLKxI wieder ausgelesen.In order to generate synchronous timing from the asynchronous timing of the video decoder, the image data together with the horizontal and vertical reference signals VSYNC and HREF are written into the FiFo memory with each valid QCLK and read out again with the synthesized CLKxI.

Das Hereinschreiben der asynchronen Daten in den FiFo-Speicher erfolgt abhängig vom Timing der an den Video-Decoder angeschlossenen Videoquelle, das Herauslesen der aus dem FiFo-Speicher aber mit einer festen Quarzfrequenz. Hieraus ergibt sichThe writing of the asynchronous data into the FiFo memory is dependent on the timing of the video source connected to the video decoder, but the reading out of the FiFo memory is done with a fixed quartz frequency. This results in

BOEHMERT & BOEtflvtERi: I !**: · "··· *··BOEHMERT & BOEtflvtERi: I !**: · "··· *··

die Notwendigkeit der Synchronisation zwischen FiFo-Eingang und FiFo-Ausgang dergestalt, das weder Bild- noch Timing-Informationen verloren gehen. Fig. 5 im Anhang zeigt zur Erläuterung die VSYNC-Phase (Bildsynchronisation) eines PAL-Videosignals.the need for synchronization between FiFo input and FiFo output in such a way that neither image nor timing information is lost. Fig. 5 in the appendix shows the VSYNC phase (image synchronization) of a PAL video signal for explanation.

Die Synchronisation zwischen FiFo-Eingang und FiFo-Ausgang erfolgt während der Zeilen am Ende eines Bildes, bevor eine neue Bildsynchronisation - gekennzeichnet durch VSYNC - beginnt. Diese Zeilen beinhalten keine Bildinformationen und werden auch vom Kompressions-Chipsatz 8 und dem Video-Encoder 9 nicht ausgewertet.The synchronization between FiFo input and FiFo output takes place during the lines at the end of an image before a new image synchronization - indicated by VSYNC - begins. These lines do not contain any image information and are not evaluated by the compression chipset 8 and the video encoder 9.

Der Synchronisations-Algorithmus versucht während dieser Zeilen, durch Auswertung des vom FiFo-Speicher gelieferten ,Half Full Flags' den Speicher genau halb mit Bildinformationen zu füllen. Ist der FiFo-Speicher zu voll, so wird das Hineinschreiben weiterer Pixel unterdrückt, anderenfalls werden künstlich mehr Pixel hineingeschrieben als eigentlich durch QCLK als gültig gekennzeichnet werden.During these lines, the synchronization algorithm attempts to fill the memory exactly halfway with image information by evaluating the 'half full flag' provided by the FiFo memory. If the FiFo memory is too full, the writing of further pixels is suppressed; otherwise, more pixels are artificially written in than are actually marked as valid by QCLK.

Mit Beginn des VSYNC stoppt der beschriebene Synchronisations-Algorithmus und es werden nur noch gültige Pixel in den FiFo-Speicher hineingeschrieben bzw. ausgelesen. Dies bedeutet aber, das es bei starken Abweichungen des Timings der Videoquelle von der Norm zum Über- bzw. Leerlauf der FiFo-Speichers kommen kann, wodurch Bild- und Timinginformationen verlorengehen können und das Bild evtl. durch den Kompressions-Chipsatz 8 nicht mehr korrekt komprimiert werden kann. In der Praxis tritt dieser Effekt jedoch meist nur bei alten Videokameras auf, deren Timing nicht durch einen Quarzoszillator, sondern durch einen freilaufenden RC-Oszillator bestimmt wird.When VSYNC starts, the synchronization algorithm described stops and only valid pixels are written to or read from the FiFo memory. However, this means that if the timing of the video source deviates significantly from the norm, the FiFo memory may overflow or run out of power, which can lead to image and timing information being lost and the image may no longer be correctly compressed by the compression chipset 8. In practice, however, this effect usually only occurs with old video cameras whose timing is not determined by a quartz oscillator, but by a free-running RC oscillator.

Um nach einer Umschaltung des Digitalen Video-Multiplexers die nachfolgenden Funktionsgruppen - speziell den Kompressions-Chipsatz 8 und den Video-Encoder 9 nicht durch zwei kurz hintereinander folgende VS YNC-Impulse zu stören und dadurch Fehlfunktionen auszulösen, kann Synchron-Timing-Generator den ersten VSYNC-Impuls nach einer Umschaltung unterdrücken.In order to avoid disturbing the subsequent functional groups - especially the compression chipset 8 and the video encoder 9 - with two VSYNC pulses following one another in quick succession after a switchover of the digital video multiplexer and thus causing malfunctions, the synchronous timing generator can suppress the first VSYNC pulse after a switchover.

Der Synchron-Timing-Generator wird von der Steuer-, Verwaltungs- und Auslese-Logik gesteuert. Diese bestimmt U.A. den zu verwendenden Quarzoszillator sowie die zur Synchronisation des FiFo-Speichers zu verwendenden Bildzeilen in Abhängigkeit vom Format der Videoquelle (PAL oder NTSC).The synchronous timing generator is controlled by the control, management and readout logic. This determines, among other things, the quartz oscillator to be used and the image lines to be used to synchronize the FIFO memory depending on the format of the video source (PAL or NTSC).

(7) 54 MHz- oder der 59 MHz-Quarzsozillatoren: Diese Quarzsoziilatoren erzeugen die für den Synchron-Timing-Generator 6 benötigten Frequenzen. Die angegebenen Frequenzen eignen sich nur für den Betrieb mit PAL-Videoquellen. Für NTSC-Videoquellen müssen andere Frequenzen bestückt werden.(7) 54 MHz or 59 MHz crystal oscillators: These crystal oscillators generate the frequencies required for the synchronous timing generator 6. The frequencies specified are only suitable for operation with PAL video sources. Other frequencies must be used for NTSC video sources.

(8) Kompression-Chipsatz: Die vom Synchron-Timing-Generator gelieferten Bildinformationen werden vom Kompression-Chipsatz nach einem entsprechenden Standard (JPEG, MPEG, Wavelet o.a.) komprimiert und stehen dann dem PC zur Veiterverarbeitung zur Verfügung. Der Kompression-Chipsatz wird von der Steuer-, Verwaltungs- und Auslese-Logik gesteuert.(8) Compression chipset: The image information supplied by the synchronous timing generator is compressed by the compression chipset according to a corresponding standard (JPEG, MPEG, Wavelet or others) and is then available to the PC for further processing. The compression chipset is controlled by the control, management and readout logic.

Auf den PC-Einsteckkarten DLR MiCo ISA Light und DLR MiCo PCI werden Chipsätze des Herstellers ZORAN zur JPEG-Kompression eingesetzt. Trotz unterschiedlicher Bus-Interface (ISA bzw. PCI) haben beide Chipsätze die Eigenschaft gemein, das die Größe des komprimierten Bildes (Zielgröße) vorab eingestellt werden kann. Um diese Zielgröße zu erreichen, bedienen sich die Chipsätze eines Iterations-Algorithmus: Anhand der Ergeb-19§$se eines komprimierten Bildes werden die Parameter für das nächste Bild entsprechendChipsets from the manufacturer ZORAN are used for JPEG compression on the PC plug-in cards DLR MiCo ISA Light and DLR MiCo PCI. Despite different bus interfaces (ISA and PCI), both chipsets have the common feature that the size of the compressed image (target size) can be set in advance. In order to achieve this target size, the chipsets use an iteration algorithm: Based on the results of a compressed image, the parameters for the next image are calculated accordingly.

BOEHMERT & BDEHRtERTiBOEHMERT & BDEHRtERTi

eingestellt. Hier liegt die Annahme zu Grunde, das sich das nächste Bild nur unwesentlich vom vorherigen unterscheidet.The assumption here is that the next image differs only slightly from the previous one.

Dies führt bei einem Umschalten der Videoquelle dazu, das durch den Wechsel des Bildinhalts für das neue Bild noch die falschen Parameter aus dem alten Bild verwendet werden, was in wesentlich anderen Zielgrößen resultiert als eigentlich eingestellt wurde. In diesem Fall wird dieses Bild verworfen, und es muß auf das nächste Bild gewartet werden, das dann mit den inzwischen iterativ richtig ermittelten Parametern komprimiert wird.This means that when switching the video source, the wrong parameters from the old image are used for the new image due to the change in image content, which results in significantly different target sizes than were actually set. In this case, this image is discarded and the next image must be waited for, which is then compressed with the parameters that have now been correctly determined iteratively.

Dieses Verwerfen des ersten komprimierten Bildes durch den Kompressions-Chipsatz auf Grund einer fehlerhaften Bildgröße wird nachfolgend als ,SoftwareSkip' bezeichnet und geht mit in die Berechnung der maximalen theoretischen Umschaltgeschwindigkeit ein.This discarding of the first compressed image by the compression chipset due to an incorrect image size is referred to below as 'SoftwareSkip' and is included in the calculation of the maximum theoretical switching speed.

(9) Video-Encoder: Der Video-Encoder wandelt die vom Synchron-Timing-Generator gelieferten Bildinformationen wieder in ein analoges Videosignal 10 um. Hier kann z.B. der Bt856 eingesetzt werden. In der Praxis wird der Video-Encoder aber nur zur Inbetriebnahme einer Karte benötigt, da das Bild an seinem Ausgang ebenfalls umschaltet wenn die Signale am Eingang der analogen Multiplexer umgeschaltet werden. Der Video-Encoder kann von der Steuer-, Verwaltungs- und Auslese-Logik mittels des nicht eingezeichneten I2C-Busses gesteuert werden.(9) Video encoder: The video encoder converts the image information supplied by the synchronous timing generator back into an analog video signal 10. The Bt856 can be used here, for example. In practice, however, the video encoder is only needed to commission a card, since the image at its output also switches when the signals at the input of the analog multiplexer are switched. The video encoder can be controlled by the control, management and readout logic using the I 2 C bus (not shown).

(10) Analoger Videosignal-Ausgang. Führt das vom Video-Encoder 9 erzeugte analoge Videosignal.(10) Analog video signal output. Carries the analog video signal generated by the video encoder 9.

(11) Steuer-, Verwaltungs- und Auslese-Logik: Dient der Kommunikation zwischen dem PC über den PC-Bus 12 und den einzelnen Funktionsgruppen auf der DLR MiCo ISA Light und DLR MiCo PCI. Je nach verwendetem Bus (ISA oder PCI) hat die Steuer-, Verwaltungs- und Auslese-Logik einen anderen Aufbau und andere spezifische Eigenschaften.(11) Control, management and readout logic: Used for communication between the PC via the PC bus 12 and the individual function groups on the DLR MiCo ISA Light and DLR MiCo PCI. Depending on the bus used (ISA or PCI), the control, management and readout logic has a different structure and other specific properties.

(12) PC-Bus: Dient zum Anschluß der Steuer-, Verwaltungs- und Auslese-Logik an den PC-Bus, der Stromversorgung der Karte und dem Austausch von Daten und Steuerinformationen. Je nach Karte handelt es sich ISA- oder einen PCI-Bus.(12) PC bus: Used to connect the control, management and readout logic to the PC bus, the power supply of the card and the exchange of data and control information. Depending on the card, this is an ISA or PCI bus.

Zusammenwirken der einzelnen Funktionsgruppen:Interaction of the individual functional groups:

,Video-Doppel-Decoder': Der Video-Doppel-Decoder ermöglicht bei Umschaltung der analogen Videoquellen die schnellere Synchronisation auf das neue Videosignal. Während ein Decoder die aktuelle Videoquelle decodiert und die notwendigen Signale für eine Weiterbearbeitung durch den ,Synchron-Timing-Generator' liefert, synchronisiert sich der andere Decoder schon auf die als nächstes zu bearbeitende Videoquelle.'Video double decoder': The video double decoder enables faster synchronization to the new video signal when switching between analog video sources. While one decoder decodes the current video source and supplies the necessary signals for further processing by the 'synchronous timing generator', the other decoder synchronizes itself to the next video source to be processed.

Diese Funktionsweise soll an einem Beispiel verdeutlicht werden: Es soll je 1 Bild von Kameras verarbeitet werden.This functionality can be illustrated by an example: One image from each camera is to be processed.

Funktionfunction AnalogerAnalogue Multipl.Multiple. Video-Encoder VEVideo Encoder VE Nr. 2No. 2 Digitaler Multipl.Digital Multiplexer Kamera 1 verarbeitenProcess camera 1 Nr. 1number 1 Nr. 2No. 2 Nr. 1number 1 K2K2 VEl (Kl)VEl (Kl) UmschaltenSwitch KlKl K2K2 KlKl K2K2 VEl -» VE2VEl -» VE2 Kamera 2 verarbeitenCamera 2 process K1->K3K1->K3 K2K2 Sync. K3Sync.K3 K2K2 VE2 (K2)VE2 (K2) ^Anschalten^Turn on K3K3 K2K2 K3K3 Sync. K4Sync. K4 VE2 -» VElVE2 -» VE1 K3K3 K2-> K4K2->K4 K3K3

t ·t ·

BOEHMERT & BDEHRIERTiBOEHMERT & BDEHRIERTi

- 10 -- 10 -

Kamera 3 verarbeitenCamera 3 process K3K3 K4K4 K3K3 &Kgr;4&Kgr;4 VEl (&Kgr;3)VEl (&Kgr;3) UmschaltenSwitch K3->K5K3->K5 K4K4 Sync. K5Sync.K5 &Kgr;4&Kgr;4 VEl -» VE2VEl -» VE2 Kamera 4 verarbeitenCamera 4 process K5K5 K4K4 K5K5 &Kgr;4&Kgr;4 VE2 (&Kgr;4)VE2 (&Kgr;4) UmschaltenSwitch K5K5 K4^K1K4^K1 K5K5 Sync. KlSync. Kl VE2 -> VElVE2 -> VE1 Kamera 5 verarbeitenCamera 5 processing K5K5 KlKl K5K5 KlKl VEl (&Kgr;5)VEl (&Kgr;5) UmschaltenSwitch K5->K2K5->K2 KlKl Sync. K2Sync.K2 KlKl VEl -> VE2VEl -> VE2 Kamera 1 verarbeitenProcess camera 1 K2K2 KlKl K2K2 KlKl VE2 (Kl)VE2 (Cl) UmschaltenSwitch K2K2 K1^K3K1^K3 &Kgr;2&Kgr;2 Sync. K3Sync.K3 VE2 -» VElVE2 -» VE1

Voraussetzung für diese Arbeitsweise ist in jedem Fall, das die Video-Decoder sich schnell genug auf das neue Videosignal einsynchronisieren können. Dies ist nur möglich bei Verwendung von Videodecodern die auf Basis von Algorithmen der Digitalen Signalverarbeitung arbeiten und mehreren Herstellern (Harris, Brooktree) angeboten werden. Nachteil dieser Bauteile ist jedoch, das sie ein asynchrones digitales Video-Timing am Ausgang erzeugen, das in dieser Form nicht von den Standard-Kompressions-Chipsätzen und -Video-Decodern verarbeitet werden kann.The prerequisite for this mode of operation is that the video decoders can synchronize to the new video signal quickly enough. This is only possible when using video decoders that work on the basis of digital signal processing algorithms and are offered by several manufacturers (Harris, Brooktree). The disadvantage of these components, however, is that they generate an asynchronous digital video timing at the output, which cannot be processed in this form by the standard compression chipsets and video decoders.

,Synchron-Timing-Generator'. Das von den Video-Decodern gelieferte asynchrone digitale Video-Timing wird daher vom ,Synchron-Timing-Generator' durch ein entsprechende Ansteuerung eines FiFo's in ein synchrones Video-Timing überführt, das wieder kompatibel zu den nachfolgenden Komponenten ist. Der einziger Nachteil des ,Synchron-Timing-Generators' resultiert aus der endlichen Größe des FiFo-Speichers. Daher sind quarzstabile Videoquellen zu verwenden, die jedoch den aktuellen Stand der Technik darstellen.'Synchronous timing generator'. The asynchronous digital video timing provided by the video decoders is converted by the 'synchronous timing generator' by controlling a FIFO accordingly into a synchronous video timing that is again compatible with the subsequent components. The only disadvantage of the 'synchronous timing generator' results from the finite size of the FIFO memory. Therefore, quartz-stable video sources must be used, although these represent the current state of the art.

Claims (1)

PC-Einsteckkarte zur Digitalisierung der analogen Farb-Videosignale einer Mehrzahl von Videokameras zur Weiterverarbeitung der Daten mit einem Rechner, gekennzeichnet durch 1. zwei unabhängigen Einheiten aus jeweils einem analogen Multiplexer und einem nachgeschalteten Videodecoder, 2. einem nachgeschalteten digitalen Multiplexer, der zur Abgabe von asynchronen Helligkeits-, Farb- und Timinginformation aus einer der beiden Einheiten an einen FiFo-Speicher sowie parallel an einen Synchron-Timing-Generator vorgesehen ist, 3. wobei zur Steuerung des Synchron-Timing-Generators zwei Taktgeber vorgesehen sind, 4. ein Kompressions-Chipsatz, der zum Empfang von Teilen des Datenstroms aus dem FiFo und übrigen Teilen aus dem Synchron- Timing-Generator geschaltet ist, 5. ein Busbaustein der zur Weitergabe von Parametern an die Sausteine der PC-Einsteckkarte und dem Auslesen des Kompressions-Chipsatzes geschaltet ist. PC plug-in card for digitizing the analog color video signals of a plurality of video cameras for further processing of the data with a computer, characterized by 1. two independent units each consisting of an analog multiplexer and a downstream video decoder, 2. a downstream digital multiplexer designed to deliver asynchronous brightness, colour and timing information from one of the two units to a FiFo memory and in parallel to a synchronous timing generator, 3. two clock generators are provided to control the synchronous timing generator, 4. a compression chipset that is connected to receive parts of the data stream from the FiFo and remaining parts from the synchronous timing generator, 5. a bus module that is used to pass parameters to the PC plug-in card's ports and to read the compression chipset.
DE29909708U 1999-06-04 1999-06-04 PC plug-in card Expired - Lifetime DE29909708U1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE29909708U DE29909708U1 (en) 1999-06-04 1999-06-04 PC plug-in card
DE19937349A DE19937349A1 (en) 1999-06-04 1999-08-11 PC plug-in card for digitizing analog video signal from video camera

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE29909708U DE29909708U1 (en) 1999-06-04 1999-06-04 PC plug-in card

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE29909708U1 true DE29909708U1 (en) 1999-09-23

Family

ID=8074327

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE29909708U Expired - Lifetime DE29909708U1 (en) 1999-06-04 1999-06-04 PC plug-in card
DE19937349A Withdrawn DE19937349A1 (en) 1999-06-04 1999-08-11 PC plug-in card for digitizing analog video signal from video camera

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19937349A Withdrawn DE19937349A1 (en) 1999-06-04 1999-08-11 PC plug-in card for digitizing analog video signal from video camera

Country Status (1)

Country Link
DE (2) DE29909708U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19937349A1 (en) * 1999-06-04 2000-12-07 Rue Cash Systems Gmbh De PC plug-in card for digitizing analog video signal from video camera

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1594341A (en) * 1976-10-14 1981-07-30 Micro Consultants Ltd Picture information processing system for television
FR2537303B1 (en) * 1982-12-03 1988-08-05 Electricite De France AUTONOMOUS CENTER FOR DATA ACQUISITION AND STORAGE
US4575749A (en) * 1983-07-28 1986-03-11 Rca Corporation Component companding in a multiplexed component system
DE4407376A1 (en) * 1994-03-05 1995-09-28 Autronic Bildverarbeitung Real-time image processing system, especially as an additional PC system
DE4428606B4 (en) * 1994-08-12 2004-04-29 Deutsche Telekom Ag Method and arrangement for radio transmission of coded signals
DE4444283A1 (en) * 1994-12-13 1995-04-20 Udo Metzkow System for switching the components of a local area network (LAN)
DE19532617C2 (en) * 1995-09-04 1998-01-22 Nisl Klaus Dipl Ing Method and device for sealing computer data
DE29909708U1 (en) * 1999-06-04 1999-09-23 De La Rue Cash Systems GmbH, 64546 Mörfelden-Walldorf PC plug-in card

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19937349A1 (en) * 1999-06-04 2000-12-07 Rue Cash Systems Gmbh De PC plug-in card for digitizing analog video signal from video camera

Also Published As

Publication number Publication date
DE19937349A1 (en) 2000-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2711992C3 (en) Arrangement for synchronizing video signals from at least two unsynchronized sources
DE69622220T2 (en) Device and method for video coding and decoding with teletext capability
DE3688058T2 (en) PICTURE-IN-PICTURE COLOR TV RECEIVER.
DE69735034T2 (en) Apparatus for processing a video signal
DE69518862T2 (en) Method and device for processing video data
DE69322843T2 (en) SINGLE SENSOR, VIDEO IMAGE GENERATION SYSTEM AND METHOD WITH COLOR SEQUENTIAL LIGHTING OF OBJECTS
DE2746285C2 (en) Television vision system
DE69634463T2 (en) Image pickup device with progressive or non-interlaced scanning image pickup device
DE3041898C2 (en)
EP1343326B1 (en) Monitoring system with several video-cameras
DE2711947C3 (en) Synchronization circuit for video signals
DE69021660T3 (en) Device for correcting synchronization errors for multiple image reproduction
EP0222025A1 (en) Television receiver with multiple image reproduction
DE102004007098A1 (en) Video device and method for synchronizing time bases of video devices
DE3804705A1 (en) ARRANGEMENT FOR GENERATING A PICTURE-IN-PICTURE VIDEO SIGNAL
DE69022665T2 (en) Memory efficient device and method for picture-in-picture display.
DE19713635B4 (en) Video camera device of the digital recording type
DE19901370B4 (en) Frame synchronization apparatus and method
DE69223543T2 (en) Image storage device
DE3128727C1 (en) Method and arrangement for increasing the frame rate
DE69519276T2 (en) DIGITAL VIDEO CAMERA
DE19744712B4 (en) Device for the simultaneous display of TV and PC pictures
EP0421017B1 (en) Circuit arrangement for picture-in-picture insertion in a television set with only one tuner
DE69215119T2 (en) TV signal decoder with improved architecture
DE29909708U1 (en) PC plug-in card

Legal Events

Date Code Title Description
R207 Utility model specification

Effective date: 19991028

R156 Lapse of ip right after 3 years

Effective date: 20021231