高清视频会议智能终端的研究

论文摘要

视频会议是近几年高速发展的多媒体通讯方式。视频会议终端是视频会议系统的输入设备,在整个系统中起着举足轻重的作用。它直接面向用户,是一个视频会议系统性能优劣的重要标志。目前国内视频会议终端的的大部分市场份额被国外公司所占据,国内视频会议终端产品仍处于初步发展阶段。视频会议终端的高清化、智能化是各个厂家都非常关注的热点,也是视频会议发展的必然趋势。本文首先综述了视频会议的发展和应用,介绍了视频会议终端在视频会议系统的重要作用,以及高清视频会议智能终端的发展现状,给出了本论文的主要工作内容就是针对高清视频会议智能终端的一些相关问题展开理论研究,提出解决方案,并最终完成该终端设备各个功能模块的设计调试。高清视频会议智能终端的研究主要包括以下一些重要内容:云台两自由度旋转机构、步进电机控制、屏幕字符叠加、HDMI高清视频接口、对外通讯、预置点功能和自学习轨迹扫描、画面目标定位功能等。云台两自由度旋转机构是智能终端的主要机械结构,本文汲取国内外产品的设计经验,并结合目前国内的加工条件,综合考虑产品稳定性和成本预算,在机械结构上进行了创新和改进,并用三维软件建模的方法对零件进行校核分析。步进电机是近些年广泛使用的机械动力元件,本文分析步进电机的细分控制原理,对步进电机进行高度细分,极大的提高了定位精度,改善了步进电机的平稳性,降低了运动噪声。屏幕字符菜单是实现视频会议终端人性化操作的必要功能,本文介绍了屏幕字符叠加的基本原理,成功设计了字符叠加方案,完成了屏幕菜单功能的设计和调试。HDMI是目前主流的高清视频接口之一,本文分析了HDMI接口的编码和输出原理,通过硬件模块成功将高清模拟分量转化为特定格式的数字编码输出。对外通讯方式包含有线和无线两种方式,本文以串口通讯作为有线通讯方式,讨论了各种通用协议的命令码格式和解码过程;以红外遥控作为无线通讯方式,分析了红外线脉宽调制原理和红外解码方法。预置点功能和自学习轨迹扫描功能在视频会议终端有着重要应用,本文经过分析比较,指出了提高预置点精度的主要办法,提出了自学习轨迹存储的最优化设计方法。画面目标定位是一项新兴实用的智能化功能,满足了用户对视频画面目标快速选择浏览的需求。这项功能的实质是建立定点空间坐标与像素坐标的对应关系,中间涉及到坐标系转换、摄像机模型、以及摄像机标定等一些理论,在研究这些理论的基础上,本文提出一种针对云台摄像机的简化标定方法,并最终实现画面目标定位功能。论文最后对全文进行总结,并对后续的工作提出一些展望。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 1. 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 视频会议系统及终端简介
• 1.3 高清视频会议智能终端的发展及现状
• 1.4 本课题研究内容
• 1.5 本章小结
• 2. 高清视频会议智能终端整体方案和结构设计
• 2.1 高清视频会议智能终端的设计要求
• 2.2 高清视频会议智能终端的总体方案
• 2.3 高清视频会议智能终端的机械结构设计
• 2.4 本章小结
• 3. 高清视频会议智能终端电路硬件设计
• 3.1 系统硬件总体结构
• 3.2 步进电机驱动模块
• 3.3 字符叠加模块
• 3.4 HDMI高清视频接口
• 3.5 本章小结
• 4. 高清视频会议智能终端软件设计
• 4.1 软件系统总体设计
• 4.2 串口通讯及协议解码过程
• 4.3 红外遥控通讯及解码过程
• 4.4 摄像机通讯与控制
• 4.5 预置点功能
• 4.6 自学习轨迹扫描功能
• 4.7 内置菜单界面设计
• 4.8 本章小结
• 5. 基于摄像机标定的画面目标定位
• 5.1 画面目标定位功能的提出
• 5.2 摄像机标定
• 5.3 针对云台摄像机的简化标定方法
• 5.4 画面目标定位实现
• 5.5 本章小结
• 6. 全文总结及展望
• 6.1 研究工作总结
• 6.2 研究工作展望
• 参考文献
• 作者简历