專利名稱：：視頻防偽電路板的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及視頻監(jiān)控設備，尤其涉及視頻監(jiān)控設備的視頻防偽電路板。
背景技術：
：隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，社會公共安全受到人們越來越多的關注，視頻監(jiān)控近年來也得到了迅速的發(fā)展，應用范圍不斷地擴展。隨著監(jiān)控現(xiàn)場數(shù)量的擴展和探頭數(shù)量的增多，在監(jiān)控端的總控系統(tǒng)中，經(jīng)常需要同時并行接收多個通道的現(xiàn)場視頻數(shù)據(jù)并將相關的信息實時地連同現(xiàn)場視頻顯示在監(jiān)控屏幕上，以便管理人員實時監(jiān)控或記錄各個現(xiàn)場態(tài)勢。但是對于監(jiān)控人員而言，在監(jiān)控現(xiàn)場的信號源發(fā)生端遭到攻擊，諸如視頻信號傳輸線路被非法中斷、改動、切換，視頻源被非法的第三者偽視頻所取代，尤其需要警惕和進行防范。在一些重要的場合，在一些對監(jiān)控安全性能要求高的場合，例如博物館、銀行、海關以及重要的公司倉庫等部門，對高科技、高價值對象實時監(jiān)控，保證視頻監(jiān)控端接收到的現(xiàn)場視頻的真實性、實時性和可重放性，顯得特別重要。因此，改善現(xiàn)場監(jiān)控技術方案和增強安全性對目前的現(xiàn)場監(jiān)控提出了迫切要求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術存在的不足，提供一種視頻防偽電路板。本發(fā)明的目的通過以下技術方案來實現(xiàn)視頻防偽電路板，特點是包括電源時鐘模塊、視頻信號同步分離模塊、微控模塊、字庫存儲模塊和視頻字符疊加模塊，所述視頻信號同步分離模塊分別連接微控模塊和視頻字符疊加模塊，所述字庫存儲模塊連接視頻字符疊加模塊，所述電源時鐘模塊分別連接微控模塊和視頻字符疊加模塊。進一步地，上述的視頻防偽電路板，其中，所述視頻信號同步分離模塊采用型號為LM1881N的芯片。更進一步地，上述的視頻防偽電路板，其中，所述微控模塊采用型號為AT89C51的心片。更進一步地，上述的視頻防偽電路板，其中，所述視頻字符疊加模塊采用型號為MB90092的芯片。再進一步地，上述的視頻防偽電路板，其中，所述字庫存儲模塊采用型號為AM29F040B的芯片。本發(fā)明技術方案突出的實質性特點和顯著的進步主要體現(xiàn)在使用LM1881N的同步分離功能，MB90092的字符視頻疊加功能，常規(guī)字庫芯片提供各種字符符號，常規(guī)MCU的控制功能，偽隨機選擇各種符號動態(tài)疊加于場景視頻的不同位置上，然后進行傳輸；由接收端計算機分析視頻，判斷符號和位置的正確性，錯則報警；本設計中，若傳輸線路發(fā)生過中斷或被動過手腳，電路板將停止符號的疊加，因此，由監(jiān)控畫面符號的活動，監(jiān)控人員可以了解線路是否發(fā)生過異常。可以防止高科技犯罪人員引入騙偽視頻；可以感知視頻傳輸線路異常；價格低廉，效果較好，使用場合要求寬松，一條通路使用一套電路板，互不影響。下面結合附圖對本發(fā)明技術方案作進一步說明圖1:視頻防偽電路板的構造示意圖；圖2:視頻信號同步分離模塊的示意圖；圖3:微控模塊與視頻字符疊加模塊的接口示意圖；圖4:點陣結構的示意圖；圖5:字庫存儲結構的示意圖；圖6:視頻信號同步分離模塊的功能框圖。圖中各附圖標記的含義見下表<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>具體實施例方式為了防止視頻信號傳輸線路被非法中斷、改動、切換，以及防止被引入非法的第三者偽視頻源，開發(fā)了視頻防偽監(jiān)控設備，對現(xiàn)場視頻加入防偽信號，在視頻監(jiān)控端對疊加了防偽信號的現(xiàn)場視頻進行模式識別、匹配，實時進行同步檢測，實現(xiàn)了對視頻監(jiān)控系統(tǒng)安全性的保障，系統(tǒng)一旦發(fā)現(xiàn)視頻信號異常，便能實現(xiàn)及時報警。嵌入式視頻防偽電路板采用與視頻監(jiān)控攝像頭的一體化設計方案，由嵌入式視頻防偽電路板產(chǎn)生一整套偽隨機徽標符號序列，按照偽隨機符號序列的順序，在監(jiān)控攝像頭模擬視頻輸出信號中依次疊加動態(tài)偽隨機徽標符號，信號經(jīng)傳輸?shù)街鞅O(jiān)控端后，主監(jiān)控端中運行的視頻防偽監(jiān)控系統(tǒng)軟件對疊加了動態(tài)偽隨機防偽信號的現(xiàn)場視頻進行模式識別、匹配，對疊加的動態(tài)偽隨機徽標符號進行實時的同步檢測確認，防止了偽視頻信號的引入。同時，在主監(jiān)控端為防止系統(tǒng)在運行中監(jiān)控攝像頭被拆卸、線路被拆動、改換，監(jiān)控畫面被瞬時中斷等非法操作，視頻防偽監(jiān)控系統(tǒng)對視頻信號進行了實時監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場視頻異常或瞬間中斷，便能及時報警。有效保障了現(xiàn)場視頻的真實性。系統(tǒng)還提供了對各監(jiān)控通道進行連續(xù)動態(tài)錄像、瞬間靜態(tài)圖像捕獲、記錄每一個監(jiān)控操作和視頻異常的審計日志等功能，保證監(jiān)控現(xiàn)場視頻的真實性、實時性和事后的可重放性，便于事后的審看與檢測現(xiàn)場視頻的再現(xiàn)。如圖l所示，視頻防偽電路板，包括電源時鐘模塊、視頻信號同步分離模塊201、微控模塊203、字庫存儲模塊204和視頻字符疊加模塊202，視頻信號同步分離模塊201分別連接微控模塊203和視頻字符疊加模塊202，字庫存儲模塊204連接視頻字符疊加模塊202，電源時鐘模塊分別連接微控模塊203和視頻字符疊加模塊202。其中，視頻信號同步分離模塊201采用型號為LM1881N的芯片；微控模塊203采用型號為AT89C51的芯片；視頻字符疊加模塊202采用型號為MB90092的芯片；字庫存儲模塊204采用型號為AM29F040B的心片。視頻信號來自現(xiàn)場監(jiān)控攝像頭1，其帶寬為6MHz，復合模擬視頻信號中除圖像信號外，還包括同步行場信號、消隱信號、槽脈沖信號及前后均衡脈沖等，以消隱電平為零電平基準點。由于行、場同步脈沖是字符顯示的基準，所以輸入的復合模擬視頻信號先經(jīng)同步分離電路分離出行、場同步脈沖。視頻信號同步分離模塊201采用NationalSemiconductor公司的LM1881N型號的行場分離器芯片，該芯片的集成度高，只需少量外圍電路就可有效地提取出視頻信號中的同步信號，分離出PAL、NTSC、SECAM制式視頻信號中的復合同步信號、場同步信號、消隱信號、奇偶場信號。視頻信號同步分離模塊201輸入為PAL制式的復合模擬視頻信號，經(jīng)過耦合電容連入LM1881N，如圖2所示，輸出復合同步信號與場同步信號，視頻信號同步分離模塊201輸出分別用作后續(xù)的視頻字符疊加芯片MB90092的行、場同步輸入信號。微控模塊203采用型號為AT89C51的芯片，由于AT89C51本身沒有串行外設接口，因此，在軟件設計中，利用AT89C51的普通I/O口模擬串行通信，利用軟件實現(xiàn)模擬SPI方式進行通信。在實際電路中，由AT89C51的P1.0、P1.1、P1.2分別作為MB90092的數(shù)據(jù)輸入/輸出(SIN)、串行時鐘(SCLK)及片選信號(CS)，MB90092沒有輸入到AT89C51的通信線，此模擬SPI系統(tǒng)總線只需3條通信線即可實現(xiàn)，如圖3所示。AT89C51還用于檢測視頻信號是否正常傳輸，當現(xiàn)場監(jiān)控攝像頭1一旦被切斷，視頻信號同步分離模塊201芯片LM1881N會檢測不到視頻場同步信號，將此信號輸送至AT89C51，由AT89C51控制視頻疊加模塊202停止進行徽標字符疊加跳變，同時給出報警信息，以便相關人員檢查異常。處理完異常后，若要啟動本系統(tǒng)，只需人為給AT89C51的外部中斷INT1—個觸發(fā)信號，系統(tǒng)則繼續(xù)正常工作。字庫存儲模塊204采用AMD公司的FlashMemoryAM29F040B，該芯片的存儲容量為512K字節(jié)，可存儲4096個字符，每個字符占用128字節(jié)。選用24X24字模點陣，采用防偽徽標字庫編輯生成軟件，生成24X24防偽徽標字模點陣，預先燒入字庫芯片。如圖4所示，每一行有24個點，由于每一個點使用一個比特表示，如果這個比特值為l，則表示這個位置顯示為黑點，反之，則表示這個位置沒有填充黑點，而8個比特為一字節(jié)，所以每一行數(shù)據(jù)需要左中右3個字節(jié)來存放，且左邊32字節(jié)從上到下存放在連續(xù)的空間中，中間和右邊的存儲結構同左邊。由于所用的字符疊加芯片MB90092支持的字符顯示點陣為24X32，為適應MB90092，每個徽標字符的第2431字節(jié)、5663字節(jié)、88127字節(jié)應為空白，即每個字的左、中、右的每一部分第2431字節(jié)置為空白。視頻防偽電路板采用的字庫存儲結構和一般的字庫存儲結構不同，在一般的字庫中，通常同一個字的信息是存儲在一片連續(xù)的區(qū)域中，而采用的字庫，將每一個字平均分成左中右三個部分，每個部分從上到下共32字節(jié)。如圖5，該字庫的存儲結構安排為將4096個徽標字符分成32組，每組128個字符。先取出第一組的128個字符的左邊部分，依次存到存儲芯片中，再取出這128個字符的中間部分存到存儲芯片中，最后取出這128個字符的右邊部分存到存儲芯片中，共占128X96B即12KB的存儲空間，存儲完第一組后，空出4KB的空間，再按照以上方式依次存入其它各組，其后各組間同樣空出4KB。MB90092的ADR0ADR4對應每一部分的32個字節(jié)；ADR5ADR11對應字符代碼低位；ADR14ADR20對應字符代碼高位；地址線ADR12、ADR13=00，01，10時分別對應徽標字符的左、中、右三部分，〃11〃時不用；這些地址在MB90092工作時自動尋找，其地址線ADROADR4，ADR12ADR13，ADR5ADRll，ADR14ADR18分別與AM29F040B的地址線AOA18相連；AM29F040B片選選中時CE置低電平、信號WE置高電平時為寫；讀信號OE由MB90092的READ信號控制。視頻所需疊加的防偽徽標字符每個都由24X32點陣組成，即每一個徽標字符由96個字節(jié)數(shù)據(jù)表示。根據(jù)電路與外部字符存儲器的地址接口關系及電路讀取點陣數(shù)據(jù)的順序，先將所需字符燒錄到外部存儲器AM29F040B中，這樣的外部字符存儲器給設計帶來很大的方便，系統(tǒng)可以根據(jù)需要隨時更改防偽徽標字庫。視頻字符疊加模塊202采用型號為MB90092的芯片，MB90092是日本FUJITSU公司推出的一款用CMOS工藝制成的視頻字符疊加芯片，其內(nèi)部集成了顯示內(nèi)存(VRAM)、外掛字庫接口和視頻信號發(fā)生器，外部只需連接少量的電路元件就可以顯示字符和圖形。芯片功能強大，接口簡單，編程方便，可方便的嵌入各種數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)中。如圖6，MB90092的主要功能如下可提供雙屏顯示功能，主屏和子屏可單獨或重疊顯示；主屏顯示容量24字符X12行(最多288個字符)；字符大小有標準(24X32點陣)、雙倍寬、雙倍高、雙倍寬X雙倍高、四倍寬X雙倍高等多種模式；字符顏色每個字符可單獨設置8種不同的顏色和8種背景色；顯示位置可任意設置成水平方向和垂直方向，同時可設定行距；既有復合視頻信號和Y/C分離視頻信號輸入，也有復合視頻信號、Y/C分離視頻信號和RGB數(shù)字視頻信號輸出；內(nèi)部視頻信號發(fā)生器可支持NTSC或PAL制式，并可選擇逐行或隔行掃描方式；可通過CS、SCLK、SIN三個引腳與外部控制系統(tǒng)進行通信；可通過串行輸入控制模塊接收外部命令和數(shù)據(jù)并經(jīng)解碼器解碼后送到各寄存器；NTSC/PAL信號發(fā)生器可產(chǎn)生NTSC/PAL系統(tǒng)時鐘信號；顯示存儲器控制模塊可產(chǎn)生每一模塊的控制時鐘信號；可用顯示存儲器VRAM存儲字符代碼、字符顏色、字符背景顏色、特征及行控制信息；字體存儲器控制模塊可通過地址和READ信號讀取外部字體存儲器中的字體數(shù)據(jù)；可通過輸出控制模塊處理從CGROM取來的字符數(shù)據(jù)，同時產(chǎn)生字符的邊界、背景等信號；視頻信號合成器在內(nèi)部同步信號的控制下產(chǎn)生視頻信號和亮度信號；模擬開關可用來選擇是將外部視頻信號還是內(nèi)部視頻信號與字符信號合成。微控模塊203芯片AT89C51模擬串行數(shù)據(jù)口向MB90092發(fā)送指令，每個指令由兩個字節(jié)組成。第一個字節(jié)的前5位為命令碼，其余位和第二個字節(jié)為數(shù)據(jù)，通過這些指令實現(xiàn)對字符疊加和顯示的各種控制。MB90092共有14條控制命令，其中命令1和命令2又分為三種，具體命令功能如下命令0:VRAM地址控制。MB90092的字符顯示存儲器(VRAM)包括主屏字符控制RAM、子屏行控制RAM和主屏行控制RAM。用于控制RAM三種不同的功能并使命令1和命令2各有三種不同的格式，命令0用于選擇VRAM的地址；命令1-1:主屏字符控制1;命令2-1:主屏字符控制2。命令1-1和2-1用于對主屏字符控制RAM進行寫入，它們可為主屏每個字符指定顏色、背景色、以及字符在字符ROM中的代碼；命令1-2:子屏行控制1;命令2-2:子屏行控制2。命令1-2和2_2主要用于對子屏行控制RAM進行寫入，可指定子屏每行起始字符在字符ROM中的代碼、每行字符的顏色、字符的輸出控制及顯示控制等；命令1-3:主屏行控制1;命令2-3:主屏行控制2。命令1-3和2-3用于對主屏行控制RAM進行寫入，它們用于指定主屏每行字符的顏色相位、陰影背景色效果、行背景色、字符大小、字符顯示優(yōu)先級和字符輸出控制格式；命令3:VRAM寫控制。當VRAM填充設定為1時，MB90092將把所有的VRAM按照所設定的內(nèi)容填充一次；命令4:屏幕控制1?？刂苾?nèi)外同步選擇、逐行/隔行掃描選擇、NTSC/PAL制選擇及顯示控制等；命令5:屏幕控制2。控制背景特效選擇、主屏行間隔設定等；命令6:主屏行控制3;命令7:主屏垂直顯示位置控制?？稍诘?63行之間指定主屏顯示的垂直起始位置；命令8:主屏水平顯示位置控制?？稍诘?511列之間指定主屏顯示的水平起始位置；命令9:日本漢字模式顯示控制；命令10:顏色控制。可指定字符顏色、字符背景色和屏幕背景色控制；命令11:子屏控制。設定子屏字符顏色和字符背景特效；命令12:子屏垂直顯示位置控制?？梢栽诘?255行之間指定子屏顯示的垂直起始位置；命令13:子屏水平顯示位置控制。可以在第01022列之間指定子屏顯示的水平起始位置。在視頻防偽電路板設計中，只利用了MB90092的主屏顯示功能。系統(tǒng)的主要工作過程為一方面需要接收同步分離模塊201分離出的行場同步信號作為字符顯示時間的基準；另一方面需要接收AT89C51通過PI口串行發(fā)送的各種控制命令，同時還要直接讀取FLASH字庫內(nèi)的字符點陣信息，依次按設置送到片內(nèi)RAM中，最后把標準的視頻信號和片內(nèi)的RAM中的字符進行疊加，輸出到監(jiān)視器3或主監(jiān)控端的計算機4上。視頻防偽電路板電路工作電壓為5vDC，由穩(wěn)壓芯片L7805CV經(jīng)電壓轉換得到，時鐘模塊由頻率為12腿z和17.7344腿z的兩無源晶振組成，分別為微控模塊203主芯片AT89C51提供12MHz工作頻率，以及為視頻字符疊加模塊202的主芯片MB90092提供17.7344MHz工作頻率。具體應用時，由視頻信號同步分離模塊201對現(xiàn)場監(jiān)控攝像頭輸入的PAL制式的現(xiàn)場復合模擬視頻信號進行場信號的分離，視頻信號同步分離模塊201輸出復合同步信號與場同步信號，以供微控模塊203使用；由微控模塊203實現(xiàn)控制功能，微控模塊203向視頻字符疊加模塊202發(fā)送指令，通過指令實現(xiàn)對徽標字符疊加和顯示的各種控制，并兼有檢測現(xiàn)場視頻信號是否異常及報警的功能；字庫存儲模塊204采用AMD公司的FlashMemory芯片AM29F040B，防偽徽標字庫編輯生成軟件生成24X24防偽徽標字模點陣并預先燒入字庫芯片；視頻字符疊加模塊202對現(xiàn)場模擬視頻輸入信號進行實際的防偽徽標字符疊加并產(chǎn)生混合視頻輸出。由于最多可以由8塊視頻防偽電路板的混合視頻輸出信號分別連至主控端計算機4中的8通道輸入視頻采集卡，因而該設備可同時處理18路視頻防偽監(jiān)控。綜上所述，本發(fā)明使用LM1881N的同步分離功能，MB90092的字符視頻疊加功能，常規(guī)字庫芯片提供各種字符符號，常規(guī)MCU的控制功能，偽隨機選擇各種符號動態(tài)疊加于場景視頻的不同位置上，然后進行傳輸；由接收端計算機分析視頻，判斷符號和位置的正確性，錯則報警；本設計中，若傳輸線路發(fā)生過中斷或被動過手腳，電路板將停止符號的疊加，因此，由監(jiān)控畫面符號的活動，監(jiān)控人員可以了解線路是否發(fā)生過異常?？梢苑乐垢呖萍挤缸锶藛T引入騙偽視頻；可以感知視頻傳輸線路異常；價格低廉，效果較好，使用場合要求寬松，一條通路使用一套電路板，互不影響。需要理解到的是以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，對于本
技術領域：
的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以有若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。8權利要求視頻防偽電路板，其特征在于包括電源時鐘模塊、視頻信號同步分離模塊、微控模塊、字庫存儲模塊和視頻字符疊加模塊，所述視頻信號同步分離模塊分別連接微控模塊和視頻字符疊加模塊，所述字庫存儲模塊連接視頻字符疊加模塊，所述電源時鐘模塊分別連接微控模塊和視頻字符疊加模塊。2.根據(jù)權利要求1所述的視頻防偽電路板，其特征在于所述視頻信號同步分離模塊采用型號為LM1881N的芯片。3.根據(jù)權利要求1所述的視頻防偽電路板，其特征在于所述微控模塊采用型號為AT89C51的芯片。4.根據(jù)權利要求1所述的視頻防偽電路板，其特征在于所述視頻字符疊加模塊采用型號為MB90092的芯片。5.根據(jù)權利要求1所述的視頻防偽電路板，其特征在于所述字庫存儲模塊采用型號為AM29F040B的芯片。全文摘要本發(fā)明提供一種視頻防偽電路板，包括電源時鐘模塊、視頻信號同步分離模塊、微控模塊、字庫存儲模塊和視頻字符疊加模塊，視頻信號同步分離模塊分別連接微控模塊和視頻字符疊加模塊，字庫存儲模塊連接視頻字符疊加模塊，電源時鐘模塊分別連接微控模塊和視頻字符疊加模塊。使用LM1881N的同步分離功能，MB90092的字符視頻疊加功能，常規(guī)字庫芯片提供各種字符符號，常規(guī)MCU的控制功能，偽隨機選擇各種符號動態(tài)疊加于場景視頻的不同位置上，進行傳輸；由接收端計算機分析視頻，判斷符號和位置的正確性，錯則報警；若傳輸線路發(fā)生過中斷或被動過手腳，電路板將停止符號的疊加，由監(jiān)控畫面符號的活動，監(jiān)控人員可以了解線路是否發(fā)生過異常。文檔編號H04N5/445GK101783934SQ201010124460公開日2010年7月21日申請日期2010年3月16日優(yōu)先權日2010年3月16日發(fā)明者呂建平,楊哲,肖峻濤,陸健申請人:江蘇瀚遠科技股份有限公司