專利名稱：圖像采集和數字電視接收的教學實驗裝置的制作方法
技術領域：
圖像采集和數字電視接收的教學實驗裝置
所屬技術領域本實用新型涉及一種教學的實驗裝置，尤其涉及一種用于圖像采集和數字電視接 收教學實驗的教學實驗裝置。
背景技術：
電子教學有利于教學的形象直觀性，增加動手和體驗，因此，電子教學實驗裝置得 到廣泛的應用。圖像采集和數字電視作為當前的主流的技術發展趨勢，也日益成為重要的 教學內容。然而，若僅僅通過理論的學習，不便于形象認識和加深體驗。因此，當前的圖像采集和數字電視的理論教學亟需一種使用方便，低成本的圖像 采集和數字電視接收的教學實驗裝置。

實用新型內容本實用新型提供一種圖像采集和數字電視接收的教學實驗裝置，使用方便。為解決上述的技術問題，本實用新型提供一種圖像采集和數字電視接收的教學實 驗裝置，包括設置電路板上的圖像采集模塊，包括圖像傳感模塊、圖像處理模塊以及用以 圖像采集的教學實驗的圖像故障裝置，所述的圖像故障裝置連接圖像傳感模塊和圖像處理 模塊；和數字電視接收模塊，包括電視信號源、編碼處理模塊、數字信號處理模塊以及用以 數字電視的教學實驗的數字電視故障裝置，所述的電視信號源連接編碼處理模塊，所述的 數字電視故障裝置連接編碼處理模塊和數字信號處理模。如上所述，本實用新型通過設置的圖像故障裝置和數字電視故障裝置，方便實驗 操作，通過對圖像采集和數字電視接收的現象認識，增加實驗的趣味性，有效實現教學實驗 目的。

圖1是本實用新型圖像采集和數字電視接收的教學實驗裝置的原理框圖。圖2是本實用新型教學實驗裝置的圖像采集模塊的原理圖。圖3是本實用新型教學實驗裝置的數字電視接收模塊的原理圖。
具體實施方式為進一步闡述本實用新型達成預定目的所采取的技術手段及功效，
以下結合附圖 及實施例，對本實用新型圖像采集和數字電視接收的教學實驗裝置的具體實施方式
、結構 特征及其功效，詳細說明如下。本實用新型圖像采集和數字電視接收的教學實驗裝置，方便教學實驗使用，與計 算機連接后，可以通過計算機的顯示器顯示實驗的內容，實現教學的形象化認識，深化理論 學習的實踐，增加實驗的趣味性，符合電子教學的發展趨勢。如圖1所示，本實用新型圖像采集和數字電視接收的教學實驗裝置包括圖像采集模塊1和數字電視接收模塊2、提供該教學實驗裝置1的工作電源的電源模塊3以及用于進行教學實驗的故障裝置。圖像采集模塊1和數字電視接收模塊2可以通過USB數據口連 接旨外部的計算機，可以通過計算機顯示器進行教學實驗的現象觀察。在本實用新型中，故 障裝置分別設置于圖像采集模塊1和數字電視接收模塊2中，用以分別針對圖像采集模塊 2和數字電視接收模塊3進行故障的實驗設置，進而達到實現教學的實踐認識目的。圖像采集模塊1包括圖像傳感模塊11、圖像處理模塊12以及用于教學實驗的圖像 故障裝置13。圖像傳感模塊11獲取外部的影像并轉換為電信號，進而傳輸至圖像處理模塊 12處理生成數字的圖像，并轉換為USB標準協議數據，通過USB接口輸出至計算機，同時在 計算機顯示器上顯示。圖像故障裝置13用于圖像采集模塊1的圖像采集教學實驗，實驗時 可通過對圖像故障裝置13的設置實驗，進而觀察實驗現象，通過實驗而加深圖像采集理論 的認識。如圖2所示，在具體實施例中，圖像傳感模塊11可以采用具有1. 30M像素的CXD 攝像頭的芯片MI1300進行圖像的采集，圖像處理模塊12可以采用芯片EM2750接收芯片 MI1300的電信號輸出，進而處理生成數字影像的數據，同時EM2750的USB模塊轉換功能可 以將數字影像的數據處理成USB協議數據，通過USB接口的數據線輸出至外部的計算機。圖像故障裝置13可以采用跳帽(Jumper)元件，圖像故障裝置13設置于圖像傳 感器11傳輸至圖像處理模塊12的連接線路之間。圖像故障裝置13包括第一圖像故障點 131、第二圖像故障點132和第三圖像故障點133。具體實施例中，第一圖像故障點131(在圖中標記為故障點1)分別連接MI1300的 圖像數據輸出線路和EM2750的圖像數據輸入線路。為便于進行實驗測試，在EM2750的圖 像數據輸入線路端設置測試點，用以測試故障實驗中的信號狀態。在教學實驗中，斷開第一 圖像故障點131的線路，即，將第一圖像故障點的任一個或多個線路斷開，圖像傳輸的數據 丟失，傳輸至圖像處理模塊12的圖像數據處理輸出至計算機顯示時出現花屏現象，由此， 實現數據丟失原因是圖像采集出現花屏的現象的形象化實驗教學目的。第二圖像故障點132(在圖中標記為故障點2)是用以實現圖像采集實驗的黑屏實 驗教學的故障設置，MI1300的時鐘電路的連接線連接第二圖像故障點132，在教學實驗中， 斷開第二圖像故障點132，由于圖像傳輸沒有時鐘周期，進而在顯示屏上的實驗現象出現黑 屏的現象。第三圖像故障點133(在圖中標記為故障點3)是用以實現圖像采集實驗的死機實 驗教學的故障設置，EM2750的晶振電路的線路連接第三圖像故障點133，在斷開第三故障 點133的情況下，晶振電路不能提供圖像采集模塊工作的頻率導致數據傳輸錯誤，由此，出 現死機的實驗現象。參閱圖1所示，本實用新型的數字電視接收模塊2包括電視信號源21、編碼處理模 塊22以及數字信號處理模塊23。數字電視故障裝置24設置于編碼處理模塊22與數字信 號處理模塊23之間。再參閱圖3，在具體實施例中，電視信號源21采用采用工業攝像頭所攝取的模擬 影像作為電視的模擬信號源，具體地，該工業攝像頭可采用具有S-Video接口輸出數字電 視信號源，當然，也可以采用其他的視頻信號源用于實驗中的電視的模擬信號源，比如，可 以通過RCA連接線連接其他的視頻輸出作為信號源。在本實用新型的電視信號源中采用模擬的信號源的電路裝置，實現教學的數字電視的認識目的的同時，降低本實用新型的成本。編碼處理模塊22接收電視信號源的圖像的模擬信號，進行編碼處理進而轉換為數字信號，同時進行格式轉換，將圖像信號轉換為YUV格式的數字電視格式的數據，輸出到 數字信號處理模塊23。在具體實施例中，編碼處理模塊22采用SAA7113芯片進行模擬信號 轉換并進行編碼轉換為YUV格式的數字電視格式的數據并輸出。數字信號處理模塊33可以采用數字信號處理芯片EM2820，包括數據接口、視頻流 水線模塊、緩存器和USB處理模塊。數據接口接收編碼處理模塊22輸出的8位的圖像數據 及同步信號，經過視頻流水線模塊將圖像數據處理生成完整楨圖像，存入緩存器，在傳輸至 外部的計算機時，USB處理模塊將緩存器中的圖像數據轉換為USB協議標準的數據，進而通 過USB數據接口傳輸給計算機并通過顯示器顯示輸出。數字電視接收模塊2的數字電視故障裝置24用以數字電視的教學實驗，通過操作 數字電視故障裝置24可以現象地認識和觀察到數字電視接收的故障現象，深化數字電視 的理論認識進而實現數字電視的教學目的。在具體實施例中，數字電視故障裝置24可以采 用跳帽作為故障裝置的元件，包括第一數字電視故障點241、第二數字電視故障點242和第 三數字電視故障點243。第一數字電視故障點241 (在圖中標記為故障點4)分別連接SAA7113的8位的圖 像信號輸出線和EM2820的圖像信號輸入線，為便于通過信號測試以觀察實驗中的信號狀 態，EM2820得圖像信號輸入線還可以連接測試點。在教學實驗中，斷開第一數字電視故障 點241的任一個或多個數據線路，可以通過連接外部的顯示器觀察到花屏的實驗現象。第二數字電視故障點242 (在圖中標記為故障點5)連接SAA7113的晶振電路的線 路，實驗操作時，斷開第二數字電視故障點242，通過外部連接的顯示器，可以觀察到死機的 實驗現象。第三數字電視故障點243(在圖中標記為故障點6)連接EM2820的晶振電路的線 路，實驗操作時，斷開第三數字電視故障點243，通過外部連接的顯示器，進而可以觀察死機 的實驗現象。綜上所述，本實用新型圖像采集和數字電視接收裝置通過故障裝置實現圖像采集 和數字電視教學實驗的目的，分別通過圖像采集模塊1的圖像故障裝置131、132、133和數 字電視接收模塊2中的數字電視故障裝置241、242、243，可以進行死機故障、黑屏故障、花 屏故障的教學實驗，并可通過顯示器觀察到故障的實驗現象，獲得形象化認識，增加實驗的 趣味性，從而加深對圖像采集的理論認識，并實現教學的實驗目的。同時，還可以通過對測 試點進行信號測試，進而獲知圖像的信息狀態，也可以更深入地形象化認識實驗現象。當 然，在本實用新型連接至外部的計算機后，可以配合計算機的操作，進行其軟件的攝像裝置 的驅動安裝等實驗，也可以根據需要在其他的線路中設置故障點的設計，以實現教學實驗 的多種需求。本實用新型結構簡單，采用圖像傳感器和攝像裝置分別設置為圖像采集源和數字 電視信號源，從而節省成本，有利于教學器材的普及化推廣和實驗教學，也使得本實用新型 組裝入實驗箱體內后，體積小巧，方便攜帶和使用。
權利要求一種圖像采集和數字電視接收的教學實驗裝置，其特征在于，包括設置電路板上的圖像采集模塊，包括圖像傳感模塊、圖像處理模塊以及用以圖像采集的教學實驗的圖像故障裝置，所述的圖像故障裝置連接圖像傳感模塊和圖像處理模塊；和數字電視接收模塊，包括電視信號源、編碼處理模塊、數字信號處理模塊以及用以數字電視的教學實驗的數字電視故障裝置，所述的電視信號源連接編碼處理模塊，所述的數字電視故障裝置連接編碼處理模塊和數字信號處理模。
2.如權利要求1所述的圖像采集和數字電視接收的教學實驗裝置，其中，所述的圖像 故障裝置包括連接于圖像傳感模塊和圖像處理模塊之間的第一圖像故障點。
3.如權利要求2所述的圖像采集和數字電視接收的教學實驗裝置，其中，所述的第一 圖像故障點連接于所述的圖像傳感模塊的圖像數據輸出線路和圖像處理模塊的圖像數據 輸入線之間。
4.如權利要求2或3所述的圖像采集和數字電視接收的教學實驗裝置，其中，所述的圖 像故障裝置還包括與圖像傳感模塊的時鐘電路連接的第二圖像故障點以及與圖像處理模 塊的晶振電路連接的第三圖像故障點。
5.如權利要求4所述的圖像采集和數字電視接收的教學實驗裝置，其中，所述的圖像 處理模塊為芯片EM2750。
6.如權利要求5所述的圖像采集和數字電視接收的教學實驗裝置，其中，所述的圖像 傳感模塊為芯片MI1300。
7.如權利要求1所述的圖像采集和數字電視接收的教學實驗裝置，其中，所述的數字 電視故障裝置包括連接于編碼處理模塊與數字信號處理模塊之間的第一數字電視故障點。
8.如權利要求7所述的圖像采集和數字電視接收的教學實驗裝置，其中，所述的第一 數字電視故障點連接于編碼處理模塊的圖像輸出數據線與數字信號處理模塊的圖像輸入 數據線之間。
9.如權利要求6或7所述的圖像采集和數字電視接收的教學實驗裝置，其中，所述的數 字電視故障裝置還包括與編碼處理模塊的晶振電路連接的第二數字電視故障點以及與數 字信號處理模塊的晶振電路連接的第三數字電視故障點。
10.如權利要求9所述的圖像采集和數字電視接收的教學實驗裝置，其中，所述的數字 信號處理模塊采用芯片EM2820。
11.如權利要求10所述的圖像采集和數字電視接收的教學實驗裝置，其中，所述的編 碼處理模塊采用芯片SAA7113。
專利摘要本實用新型公開一種圖像采集和數字電視接收的教學實驗裝置，包括圖像采集模塊、數字電視接收模塊以及分別設置于圖像采集模塊的圖像故障裝置和設置于數字電視接收模塊的數字電視故障裝置。在教學實驗時，僅需通過對圖像采集模塊和數字電視故障裝置的操作，可以通過對實驗現象觀察，形象化認識圖像采集和數字電視接收原理的黑屏，花屏等實驗現象，增加實驗的趣味性，達到教學實驗的有益目的，方便教學的推廣使用。
文檔編號G09B23/18GK201570160SQ200920107779
公開日2010年9月1日 申請日期2009年5月4日 優先權日2009年5月4日
發明者劉威, 周朝暉, 李莉, 楊薇, 王穎, 陳海燕, 黃磊 申請人:北京電子科技職業學院;北京華旗資訊數碼科技有限公司