王麗博+蘇振恒+王曉侃

摘要視頻顯示的廣泛應(yīng)用帶動(dòng)了OSD（On Screen Display）字符疊加技術(shù)的發(fā)展，OSD技術(shù)解決了視頻系統(tǒng)中查看各種數(shù)據(jù)信息的問題。本文設(shè)計(jì)了一款視頻監(jiān)視系統(tǒng)，可將字符信息顯示于屏幕，具有顯示字符穩(wěn)定、可靠性高、實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，方便用戶獲取信息。

關(guān)鍵詞視頻監(jiān)視字符疊加技術(shù)

0引言

隨著視頻監(jiān)視、安防系統(tǒng)在日常生活中的推廣應(yīng)用，為獲得拍攝視頻圖像的時(shí)間及其他附加信息顯得尤為重要。為此本文設(shè)計(jì)了一款實(shí)用字符疊加系統(tǒng)，既方便使用者執(zhí)行任務(wù)時(shí)查詢信息，又為事后判讀及數(shù)據(jù)處理提供參考依據(jù)。本文采用字符疊加專用芯片，實(shí)現(xiàn)在視頻圖像上疊加圖形、漢字及字符，建立友好的人機(jī)交互界面。

1字符疊加方案設(shè)計(jì)

OSD是在視頻信號中加入附加信息（如字符、時(shí)間、圖形等），并使這兩種不同的信號疊加后在同一畫面中顯示出來。字符疊加有3種設(shè)計(jì)方案＼[1＼]：

（1）搭建字符疊加系統(tǒng)的行場分離、顯示內(nèi)存和時(shí)鐘電路等，該方案電路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，穩(wěn)定性差；

（2）使用可編程器進(jìn)行設(shè)計(jì)，該方案成本高，編程復(fù)雜；

（3）使用視頻字符疊加專用芯片，無需將字符和視頻信號混合起來進(jìn)行編解碼，極大地簡化了芯片的邏輯功能，電路簡單，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊有效，成本低。

基于以上特點(diǎn)，本文采用方案3，基于字符疊加專用芯片MAX7456的視頻字符疊加方案。

字符疊加原理是在控制單元控制下，讀取字符存儲器中的字符信號，并將其轉(zhuǎn)換成視頻顯示的格式，并與輸入的原視頻信號綜合在一起，按照字符顯示指定位置在監(jiān)視器上顯示出來＼[2＼]。字符疊加系統(tǒng)框圖如圖1所示：

疊加芯片MAX7456接收控制單元發(fā)出的疊加命令，把所要顯示的字符信息疊加到視頻信號中。字符疊加芯片中默認(rèn)存儲了256個(gè)字符，因大多是日文和英文字母，所以在設(shè)計(jì)過程中，依據(jù)需要在字符存儲器中修改了一些用不到的字符，重新添加了一些常用的中文點(diǎn)陣字符。

字符疊加單元的特點(diǎn)：

● 256個(gè)用戶定義字符或圖形存儲于EEPROM；

● 字符大小為18×12像素；

● 通過SPI接口，用戶可對字符、圖形進(jìn)行在線編程；

● 字符可閃爍、反色和背景控制；

● 最多顯示16行×30列字符；

● 兼容NTSC制式和PAL制式。

2.1字符位置的確定＼[3，4＼]

在屏幕上疊加字符實(shí)際上是把相應(yīng)的像素疊加到指定的位置，顯示存儲器（SRAM）地址對應(yīng)于監(jiān)視器的固定位置。字符存儲器（NVM）預(yù)裝了256個(gè)字符或圖形，用戶通過SPI串口設(shè)置字符存儲器中的內(nèi)容。如圖2所示，漢字“錄”的數(shù)據(jù)信息由18×12個(gè)點(diǎn)陣組成，字符信息由16進(jìn)制數(shù)據(jù)表示，存儲于NVM。

顯示存儲器存儲了480個(gè)字符地址，這些地址指向存儲在字符存儲器中的字符。字符存儲器中共256行，每一行（54字節(jié)）包含一個(gè)字符的信息。字符的每個(gè)像素點(diǎn)由三種狀態(tài)（白色、黑色、透明）的2bit數(shù)據(jù)表示，像素定義（00 黑，01白，10透明）。讀取一個(gè)字符的像素時(shí)，先將字符的像素?cái)?shù)據(jù)讀入RAM，再從RAM將所需的像素?cái)?shù)據(jù)讀至SPI端口。

以下是顯示字符的部分軟件程序：

void display（uint DMAddr ， uchar CAAddr ， uchar CAAttribute ）

{

/*****向顯示存儲器寫地址字節(jié)******/

writeReg（ 0x05， DMAddr/256 ）；

writeReg（ 0x06， DMAddr%256 ）； //寫入字符顯示地址

writeReg（ 0x07， CAAddr ）；

/*****向顯示存儲器寫字符屬性字節(jié)*/

writeReg（0x05， （DMADDR/256）|0x02）；

writeReg（ 0x06， DMAddr%256 ）；

writeReg（ 0x07， CAAttribute ）； //寫入屬性

}

2.2字符疊加的電路設(shè)計(jì)圖2字符存儲器中字符數(shù)據(jù)信息圖3視頻疊加電路字符疊加電路原理圖如圖3所示，字符疊加芯片MAX7456執(zhí)行控制單元發(fā)出的命令，進(jìn)行字符疊加，信號經(jīng)隔離緩沖處理后輸出。字符疊加電路把有關(guān)信息以字符或圖標(biāo)的形式疊加到視頻圖像上，方便使用者實(shí)時(shí)了解現(xiàn)場狀態(tài)，獲取有用信息。

3系統(tǒng)調(diào)試

使用Visual C++編寫測試管理軟件對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，狀態(tài)參數(shù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，達(dá)到了預(yù)期性能指標(biāo)，圖4為實(shí)驗(yàn)調(diào)試界面：

圖4監(jiān)視系統(tǒng)調(diào)試圖采用文中所述設(shè)計(jì)方案，視頻監(jiān)視系統(tǒng)正常運(yùn)作，字符疊加信號可靠顯示。

4結(jié)論

字符疊加單元已成功應(yīng)用于視頻監(jiān)視系統(tǒng)，該字符疊加系統(tǒng)成本低，電路設(shè)計(jì)簡單，在視頻任意位置均可實(shí)現(xiàn)字符的疊加。系統(tǒng)可依據(jù)需求進(jìn)行字符信息增減修改，靈活性強(qiáng)。字符疊加技術(shù)在視頻監(jiān)視系統(tǒng)中的應(yīng)用，方便使用者實(shí)時(shí)準(zhǔn)確了解掃描信息，且便于回放時(shí)查看相關(guān)數(shù)據(jù)資料。該視頻監(jiān)視系統(tǒng)可應(yīng)用于軍事、航海、日常生活等各種視頻監(jiān)視系統(tǒng)中。

參考文獻(xiàn)：

＼[1＼]楊陽，項(xiàng)力領(lǐng)，胡智慧.基于雙模導(dǎo)航定位模塊的視頻字符疊加系統(tǒng)＼[J＼].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，31（5）.

＼[2＼]尚海林，鄒春勇.一種字符疊加顯示電路的實(shí)用設(shè)計(jì)＼[J＼].光學(xué)技術(shù)，2008，34（12）.

＼[3＼]汪輝，王昌明，宋高順，等.基于MAX7456的字符疊加系統(tǒng)設(shè)計(jì)＼[J＼].電子設(shè)計(jì)工程，2010，18（7）：181-183.

＼[4＼]閆露露，鄭恩讓.基于IA6459的視頻字符疊加系統(tǒng)的設(shè)計(jì)＼[J＼].電子器件，2014，37（1）.

摘要視頻顯示的廣泛應(yīng)用帶動(dòng)了OSD（On Screen Display）字符疊加技術(shù)的發(fā)展，OSD技術(shù)解決了視頻系統(tǒng)中查看各種數(shù)據(jù)信息的問題。本文設(shè)計(jì)了一款視頻監(jiān)視系統(tǒng)，可將字符信息顯示于屏幕，具有顯示字符穩(wěn)定、可靠性高、實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，方便用戶獲取信息。

關(guān)鍵詞視頻監(jiān)視字符疊加技術(shù)

0引言

隨著視頻監(jiān)視、安防系統(tǒng)在日常生活中的推廣應(yīng)用，為獲得拍攝視頻圖像的時(shí)間及其他附加信息顯得尤為重要。為此本文設(shè)計(jì)了一款實(shí)用字符疊加系統(tǒng)，既方便使用者執(zhí)行任務(wù)時(shí)查詢信息，又為事后判讀及數(shù)據(jù)處理提供參考依據(jù)。本文采用字符疊加專用芯片，實(shí)現(xiàn)在視頻圖像上疊加圖形、漢字及字符，建立友好的人機(jī)交互界面。

1字符疊加方案設(shè)計(jì)

OSD是在視頻信號中加入附加信息（如字符、時(shí)間、圖形等），并使這兩種不同的信號疊加后在同一畫面中顯示出來。字符疊加有3種設(shè)計(jì)方案＼[1＼]：

（1）搭建字符疊加系統(tǒng)的行場分離、顯示內(nèi)存和時(shí)鐘電路等，該方案電路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，穩(wěn)定性差；

（2）使用可編程器進(jìn)行設(shè)計(jì)，該方案成本高，編程復(fù)雜；

（3）使用視頻字符疊加專用芯片，無需將字符和視頻信號混合起來進(jìn)行編解碼，極大地簡化了芯片的邏輯功能，電路簡單，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊有效，成本低。

基于以上特點(diǎn)，本文采用方案3，基于字符疊加專用芯片MAX7456的視頻字符疊加方案。

字符疊加原理是在控制單元控制下，讀取字符存儲器中的字符信號，并將其轉(zhuǎn)換成視頻顯示的格式，并與輸入的原視頻信號綜合在一起，按照字符顯示指定位置在監(jiān)視器上顯示出來＼[2＼]。字符疊加系統(tǒng)框圖如圖1所示：

疊加芯片MAX7456接收控制單元發(fā)出的疊加命令，把所要顯示的字符信息疊加到視頻信號中。字符疊加芯片中默認(rèn)存儲了256個(gè)字符，因大多是日文和英文字母，所以在設(shè)計(jì)過程中，依據(jù)需要在字符存儲器中修改了一些用不到的字符，重新添加了一些常用的中文點(diǎn)陣字符。

字符疊加單元的特點(diǎn)：

● 256個(gè)用戶定義字符或圖形存儲于EEPROM；

● 字符大小為18×12像素；

● 通過SPI接口，用戶可對字符、圖形進(jìn)行在線編程；

● 字符可閃爍、反色和背景控制；

● 最多顯示16行×30列字符；

● 兼容NTSC制式和PAL制式。

2.1字符位置的確定＼[3，4＼]

在屏幕上疊加字符實(shí)際上是把相應(yīng)的像素疊加到指定的位置，顯示存儲器（SRAM）地址對應(yīng)于監(jiān)視器的固定位置。字符存儲器（NVM）預(yù)裝了256個(gè)字符或圖形，用戶通過SPI串口設(shè)置字符存儲器中的內(nèi)容。如圖2所示，漢字“錄”的數(shù)據(jù)信息由18×12個(gè)點(diǎn)陣組成，字符信息由16進(jìn)制數(shù)據(jù)表示，存儲于NVM。

顯示存儲器存儲了480個(gè)字符地址，這些地址指向存儲在字符存儲器中的字符。字符存儲器中共256行，每一行（54字節(jié)）包含一個(gè)字符的信息。字符的每個(gè)像素點(diǎn)由三種狀態(tài)（白色、黑色、透明）的2bit數(shù)據(jù)表示，像素定義（00 黑，01白，10透明）。讀取一個(gè)字符的像素時(shí)，先將字符的像素?cái)?shù)據(jù)讀入RAM，再從RAM將所需的像素?cái)?shù)據(jù)讀至SPI端口。

以下是顯示字符的部分軟件程序：

void display（uint DMAddr ， uchar CAAddr ， uchar CAAttribute ）

{

/*****向顯示存儲器寫地址字節(jié)******/

writeReg（ 0x05， DMAddr/256 ）；

writeReg（ 0x06， DMAddr%256 ）； //寫入字符顯示地址

writeReg（ 0x07， CAAddr ）；

/*****向顯示存儲器寫字符屬性字節(jié)*/

writeReg（0x05， （DMADDR/256）|0x02）；

writeReg（ 0x06， DMAddr%256 ）；

writeReg（ 0x07， CAAttribute ）； //寫入屬性

}

2.2字符疊加的電路設(shè)計(jì)圖2字符存儲器中字符數(shù)據(jù)信息圖3視頻疊加電路字符疊加電路原理圖如圖3所示，字符疊加芯片MAX7456執(zhí)行控制單元發(fā)出的命令，進(jìn)行字符疊加，信號經(jīng)隔離緩沖處理后輸出。字符疊加電路把有關(guān)信息以字符或圖標(biāo)的形式疊加到視頻圖像上，方便使用者實(shí)時(shí)了解現(xiàn)場狀態(tài)，獲取有用信息。

3系統(tǒng)調(diào)試

使用Visual C++編寫測試管理軟件對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，狀態(tài)參數(shù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，達(dá)到了預(yù)期性能指標(biāo)，圖4為實(shí)驗(yàn)調(diào)試界面：

圖4監(jiān)視系統(tǒng)調(diào)試圖采用文中所述設(shè)計(jì)方案，視頻監(jiān)視系統(tǒng)正常運(yùn)作，字符疊加信號可靠顯示。

4結(jié)論

字符疊加單元已成功應(yīng)用于視頻監(jiān)視系統(tǒng)，該字符疊加系統(tǒng)成本低，電路設(shè)計(jì)簡單，在視頻任意位置均可實(shí)現(xiàn)字符的疊加。系統(tǒng)可依據(jù)需求進(jìn)行字符信息增減修改，靈活性強(qiáng)。字符疊加技術(shù)在視頻監(jiān)視系統(tǒng)中的應(yīng)用，方便使用者實(shí)時(shí)準(zhǔn)確了解掃描信息，且便于回放時(shí)查看相關(guān)數(shù)據(jù)資料。該視頻監(jiān)視系統(tǒng)可應(yīng)用于軍事、航海、日常生活等各種視頻監(jiān)視系統(tǒng)中。

參考文獻(xiàn)：

＼[1＼]楊陽，項(xiàng)力領(lǐng)，胡智慧.基于雙模導(dǎo)航定位模塊的視頻字符疊加系統(tǒng)＼[J＼].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，31（5）.

＼[2＼]尚海林，鄒春勇.一種字符疊加顯示電路的實(shí)用設(shè)計(jì)＼[J＼].光學(xué)技術(shù)，2008，34（12）.

＼[3＼]汪輝，王昌明，宋高順，等.基于MAX7456的字符疊加系統(tǒng)設(shè)計(jì)＼[J＼].電子設(shè)計(jì)工程，2010，18（7）：181-183.

＼[4＼]閆露露，鄭恩讓.基于IA6459的視頻字符疊加系統(tǒng)的設(shè)計(jì)＼[J＼].電子器件，2014，37（1）.

摘要視頻顯示的廣泛應(yīng)用帶動(dòng)了OSD（On Screen Display）字符疊加技術(shù)的發(fā)展，OSD技術(shù)解決了視頻系統(tǒng)中查看各種數(shù)據(jù)信息的問題。本文設(shè)計(jì)了一款視頻監(jiān)視系統(tǒng)，可將字符信息顯示于屏幕，具有顯示字符穩(wěn)定、可靠性高、實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，方便用戶獲取信息。

關(guān)鍵詞視頻監(jiān)視字符疊加技術(shù)

0引言

隨著視頻監(jiān)視、安防系統(tǒng)在日常生活中的推廣應(yīng)用，為獲得拍攝視頻圖像的時(shí)間及其他附加信息顯得尤為重要。為此本文設(shè)計(jì)了一款實(shí)用字符疊加系統(tǒng)，既方便使用者執(zhí)行任務(wù)時(shí)查詢信息，又為事后判讀及數(shù)據(jù)處理提供參考依據(jù)。本文采用字符疊加專用芯片，實(shí)現(xiàn)在視頻圖像上疊加圖形、漢字及字符，建立友好的人機(jī)交互界面。

1字符疊加方案設(shè)計(jì)

OSD是在視頻信號中加入附加信息（如字符、時(shí)間、圖形等），并使這兩種不同的信號疊加后在同一畫面中顯示出來。字符疊加有3種設(shè)計(jì)方案＼[1＼]：

（1）搭建字符疊加系統(tǒng)的行場分離、顯示內(nèi)存和時(shí)鐘電路等，該方案電路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，穩(wěn)定性差；

（2）使用可編程器進(jìn)行設(shè)計(jì)，該方案成本高，編程復(fù)雜；

（3）使用視頻字符疊加專用芯片，無需將字符和視頻信號混合起來進(jìn)行編解碼，極大地簡化了芯片的邏輯功能，電路簡單，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊有效，成本低。

基于以上特點(diǎn)，本文采用方案3，基于字符疊加專用芯片MAX7456的視頻字符疊加方案。

字符疊加原理是在控制單元控制下，讀取字符存儲器中的字符信號，并將其轉(zhuǎn)換成視頻顯示的格式，并與輸入的原視頻信號綜合在一起，按照字符顯示指定位置在監(jiān)視器上顯示出來＼[2＼]。字符疊加系統(tǒng)框圖如圖1所示：

疊加芯片MAX7456接收控制單元發(fā)出的疊加命令，把所要顯示的字符信息疊加到視頻信號中。字符疊加芯片中默認(rèn)存儲了256個(gè)字符，因大多是日文和英文字母，所以在設(shè)計(jì)過程中，依據(jù)需要在字符存儲器中修改了一些用不到的字符，重新添加了一些常用的中文點(diǎn)陣字符。

字符疊加單元的特點(diǎn)：

● 256個(gè)用戶定義字符或圖形存儲于EEPROM；

● 字符大小為18×12像素；

● 通過SPI接口，用戶可對字符、圖形進(jìn)行在線編程；

● 字符可閃爍、反色和背景控制；

● 最多顯示16行×30列字符；

● 兼容NTSC制式和PAL制式。

2.1字符位置的確定＼[3，4＼]

在屏幕上疊加字符實(shí)際上是把相應(yīng)的像素疊加到指定的位置，顯示存儲器（SRAM）地址對應(yīng)于監(jiān)視器的固定位置。字符存儲器（NVM）預(yù)裝了256個(gè)字符或圖形，用戶通過SPI串口設(shè)置字符存儲器中的內(nèi)容。如圖2所示，漢字“錄”的數(shù)據(jù)信息由18×12個(gè)點(diǎn)陣組成，字符信息由16進(jìn)制數(shù)據(jù)表示，存儲于NVM。

顯示存儲器存儲了480個(gè)字符地址，這些地址指向存儲在字符存儲器中的字符。字符存儲器中共256行，每一行（54字節(jié)）包含一個(gè)字符的信息。字符的每個(gè)像素點(diǎn)由三種狀態(tài)（白色、黑色、透明）的2bit數(shù)據(jù)表示，像素定義（00 黑，01白，10透明）。讀取一個(gè)字符的像素時(shí)，先將字符的像素?cái)?shù)據(jù)讀入RAM，再從RAM將所需的像素?cái)?shù)據(jù)讀至SPI端口。

以下是顯示字符的部分軟件程序：

void display（uint DMAddr ， uchar CAAddr ， uchar CAAttribute ）

{

/*****向顯示存儲器寫地址字節(jié)******/

writeReg（ 0x05， DMAddr/256 ）；

writeReg（ 0x06， DMAddr%256 ）； //寫入字符顯示地址

writeReg（ 0x07， CAAddr ）；

/*****向顯示存儲器寫字符屬性字節(jié)*/

writeReg（0x05， （DMADDR/256）|0x02）；

writeReg（ 0x06， DMAddr%256 ）；

writeReg（ 0x07， CAAttribute ）； //寫入屬性

}

2.2字符疊加的電路設(shè)計(jì)圖2字符存儲器中字符數(shù)據(jù)信息圖3視頻疊加電路字符疊加電路原理圖如圖3所示，字符疊加芯片MAX7456執(zhí)行控制單元發(fā)出的命令，進(jìn)行字符疊加，信號經(jīng)隔離緩沖處理后輸出。字符疊加電路把有關(guān)信息以字符或圖標(biāo)的形式疊加到視頻圖像上，方便使用者實(shí)時(shí)了解現(xiàn)場狀態(tài)，獲取有用信息。

3系統(tǒng)調(diào)試

使用Visual C++編寫測試管理軟件對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，狀態(tài)參數(shù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，達(dá)到了預(yù)期性能指標(biāo)，圖4為實(shí)驗(yàn)調(diào)試界面：

圖4監(jiān)視系統(tǒng)調(diào)試圖采用文中所述設(shè)計(jì)方案，視頻監(jiān)視系統(tǒng)正常運(yùn)作，字符疊加信號可靠顯示。

4結(jié)論

字符疊加單元已成功應(yīng)用于視頻監(jiān)視系統(tǒng)，該字符疊加系統(tǒng)成本低，電路設(shè)計(jì)簡單，在視頻任意位置均可實(shí)現(xiàn)字符的疊加。系統(tǒng)可依據(jù)需求進(jìn)行字符信息增減修改，靈活性強(qiáng)。字符疊加技術(shù)在視頻監(jiān)視系統(tǒng)中的應(yīng)用，方便使用者實(shí)時(shí)準(zhǔn)確了解掃描信息，且便于回放時(shí)查看相關(guān)數(shù)據(jù)資料。該視頻監(jiān)視系統(tǒng)可應(yīng)用于軍事、航海、日常生活等各種視頻監(jiān)視系統(tǒng)中。

參考文獻(xiàn)：

＼[1＼]楊陽，項(xiàng)力領(lǐng)，胡智慧.基于雙模導(dǎo)航定位模塊的視頻字符疊加系統(tǒng)＼[J＼].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，31（5）.

＼[2＼]尚海林，鄒春勇.一種字符疊加顯示電路的實(shí)用設(shè)計(jì)＼[J＼].光學(xué)技術(shù)，2008，34（12）.

＼[3＼]汪輝，王昌明，宋高順，等.基于MAX7456的字符疊加系統(tǒng)設(shè)計(jì)＼[J＼].電子設(shè)計(jì)工程，2010，18（7）：181-183.

＼[4＼]閆露露，鄭恩讓.基于IA6459的視頻字符疊加系統(tǒng)的設(shè)計(jì)＼[J＼].電子器件，2014，37（1）.