淺析視頻通信中的干擾問題及解決方案

1、    淺析視頻通信中的干擾問題及解決方案    田寧+王艦+何國勇摘要：目前視頻通信應(yīng)用的越來越廣泛，逐漸被各大領(lǐng)域所利用，本文對視頻通信中的干擾問題進(jìn)行了分析，對常見的幾種視頻干擾的原因進(jìn)行了闡述，提出了解決視頻通信干擾的方案。應(yīng)根據(jù)不同的干擾情況采取相應(yīng)的抗干擾措施，將干擾降低到最小。視頻通信干擾技術(shù)對于視頻干擾問題是有很大的作用的，同時(shí)對于視頻通信來說也是十分重要的技術(shù)，對視頻通信質(zhì)量的保障具有重要的意義。關(guān)鍵詞：視頻通信；干擾問題；解決方案：tn919.8 ：a ：1007-9416（2017）02-0052-02電子科技逐漸發(fā)展和進(jìn)步，出現(xiàn)了

2、視頻通信等各種先進(jìn)的通信方式。視頻通信可以延伸人類的視野，讓人們的通信更加方便，在各行各業(yè)都有廣泛的應(yīng)用空間。視頻通信應(yīng)用環(huán)境的復(fù)雜及應(yīng)用規(guī)模的擴(kuò)大，使通信的傳輸成為業(yè)界關(guān)注的重要話題，并促進(jìn)了通信傳輸方式由單一化向多元化迅速發(fā)展，各種傳輸方式以自己獨(dú)特的適應(yīng)性或便易性活躍在通信的舞臺上。由于視頻通信被運(yùn)用在各種不同的環(huán)境中，所以會受到各種因素的影響和干擾，這也是一直困擾人們的難題，本文針對這一問題進(jìn)行了分析，為解決視頻通信干擾問題提出了可行性方案。1 常見的干擾現(xiàn)象及成因說起視頻干擾，要講一下視頻通信信號傳輸?shù)膫鹘y(tǒng)方式視頻基帶傳輸。所謂的視頻基帶傳輸是指視頻信號不經(jīng)過頻率變換等任何處理由圖像

3、攝取端通過同軸電纜直接傳輸?shù)奖O(jiān)視端的傳輸方式，圖像在傳輸時(shí)直接利用同軸電纜的0-6mhz來傳輸，非常容易受到干擾，使圖像出現(xiàn)網(wǎng)紋、橫紋和噪點(diǎn)影響視頻效果。對于基帶傳輸視頻干擾，從干擾源角度分為交流聲干擾和空間電磁波干擾，從干擾切人方式分為傳導(dǎo)式干擾和輻射式干擾。下面分析一下常見視頻干擾現(xiàn)象及其原因。1.1 工頻干擾情況工頻干擾的現(xiàn)象是會出現(xiàn)雪花點(diǎn)以及網(wǎng)紋等并且不停的滾動(dòng)。出現(xiàn)這種干擾的原因是因?yàn)殡娮韬碗娎|外皮電阻的存在，導(dǎo)致電力系統(tǒng)的各相負(fù)載出現(xiàn)不平衡的情況，所以會產(chǎn)生工頻干擾。這種電壓差會導(dǎo)致干擾電壓的形成，導(dǎo)致視頻信號中產(chǎn)生干擾信號，對視頻的圖像產(chǎn)生影響。地電位使兩接地端存在電壓降，電壓降

4、加在屏蔽層兩端并與大地（地電阻）構(gòu)成回路產(chǎn)生地電流，地電流經(jīng)過線纜屏蔽層形成干擾電壓，地電流的部分諧波分量落入視頻芯線，致使芯線與屏蔽層之間產(chǎn)生干擾電位，使干擾信號加人視頻信號中對視頻圖像形成干擾。1.2 空間電磁波干擾情況空間電磁波干擾會導(dǎo)致視頻圖像出現(xiàn)較為細(xì)密的網(wǎng)紋，通常會看不到圖像。出現(xiàn)這種情況往往是由于視頻電纜中的電磁波在空中傳播時(shí)收到干擾，導(dǎo)致線路兩端產(chǎn)生了較大的電磁波，對視頻畫面產(chǎn)生干擾。電纜中的電位差會產(chǎn)生干擾的電流，容易與大地之間產(chǎn)生賄賂，從而干擾圖像。當(dāng)視頻電纜在空中架設(shè)時(shí)，空中電磁波干擾信號所產(chǎn)生的空間電場會作用于視頻傳輸線路，使線路兩端從而產(chǎn)生相當(dāng)大的電磁干擾電壓，其頻率

5、約在200hz2.3mhz。由于電纜中電位差的存在，使電纜屏蔽層產(chǎn)生干擾電流，而一般情況下攝像端和監(jiān)控設(shè)備端均為接地狀態(tài)，這就使干擾電流通過線纜兩端接地點(diǎn)與大地形成回路，導(dǎo)致終端負(fù)載產(chǎn)生干擾電壓，干擾信號藕合進(jìn)視頻信號中，產(chǎn)生圖像干擾情況。1.3 低頻干擾情況低頻干擾的現(xiàn)象是出現(xiàn)靜止的水平條紋。出現(xiàn)這種干擾畫面主要是由于聲音等低頻的信號受到交流聲的干擾。很多用于傳送視頻信號的電纜，其抗干擾性能雖然好，但是對于電話、有線等的干擾卻能力不足，所以低頻干擾信號會產(chǎn)生干擾電壓，導(dǎo)致圖像被干擾。由于聲音、數(shù)據(jù)等信號屬于低頻信號，其頻帶狹窄在傳輸時(shí)只用到20hz-nkhz，幾乎采用任何種類的電纜都可以傳輸

6、，一般只受交流聲干擾。1.4 高頻干擾情況圖像出現(xiàn)雪花點(diǎn)或高亮點(diǎn)雖然視頻傳輸所用同軸電纜抗高頻干擾要比抗低頻干擾性能強(qiáng)，但是強(qiáng)高頻干擾信號還會對圖像的傳輸產(chǎn)生干擾。大電荷負(fù)載啟停、變頻機(jī)及高頻機(jī)等在工作時(shí)除了輸出高強(qiáng)度基波外，同時(shí)還會產(chǎn)生高強(qiáng)度的二次諧波。雖然諧波強(qiáng)度比基波低很多，但高次諧波頻帶很寬且成分復(fù)雜，所以基波的各次諧波都會對利用視頻基帶傳輸（即6mhz帶寬內(nèi)）的視頻信號造成不同程度的干擾。經(jīng)過多次精密實(shí)驗(yàn)，高頻干擾信號的基波和諧波頻率均在45mhz以內(nèi)。1.5 反射干擾情況反射干擾的現(xiàn)象是圖像出現(xiàn)重影，干擾的原因是圖像在傳輸?shù)倪^程中出現(xiàn)一定程度的衰減，導(dǎo)致傳輸?shù)囊曨l與同軸網(wǎng)絡(luò)不相匹配

7、，導(dǎo)致視頻信號在傳遞的過程中亮度和飽和度等都有所降低。在信號來回的過程中會導(dǎo)致信號在疊加的過程中，出現(xiàn)損耗，收到錯(cuò)誤的信號和相位并且顯示出來，導(dǎo)致畫面的重影現(xiàn)象。多個(gè)反射信號將在接收端產(chǎn)生碼間干擾，碼間干擾會導(dǎo)致監(jiān)視器收到錯(cuò)誤的輸人信號幅度和相位并顯示出來，這就使傳回來的圖像看起來好象清楚的圖像上又蒙上了一層模糊不清的圖像現(xiàn)象，即重影現(xiàn)象。1.6 靜電干擾情況靜電干擾的現(xiàn)象有可能是網(wǎng)文也有可能是噪點(diǎn)。靜電干擾是由于機(jī)械摩擦等因素導(dǎo)致的，在接地和大地之間容易產(chǎn)生一定的電位差，就會產(chǎn)生靜電。靜電現(xiàn)象的出現(xiàn)導(dǎo)致大地形成一個(gè)電容器，并且當(dāng)電荷容量到達(dá)一定程度時(shí)會出現(xiàn)放電的現(xiàn)象。靜電放電會導(dǎo)致視頻信號的

8、干擾，靜電電壓差過大還會導(dǎo)致接口的芯片損壞。靜電干擾對視頻通信干擾問題的影響還是較大的，所以在視頻通信的過程中要有效的避免靜電問題的出現(xiàn)。根據(jù)電容器的工作原理可知，當(dāng)電荷容量達(dá)到一定程度時(shí)便會放電。靜電對視頻傳輸干擾情況取決于靜電電壓差的大小，嚴(yán)重時(shí)會造成接口芯片的損傷或損壞。2 解決方案2.1 硬件抗干擾技術(shù)解決方法硬件抗干擾技術(shù)具有較高的效率，可以屏蔽大多數(shù)的干擾，是視頻通信抗干擾的首選。常見的硬件抗干擾采用的措施有濾波、去耦以及隔離、接地等技術(shù)。采用這些技術(shù)的主要目的就是對干擾的抑制。（1）濾波技術(shù)。濾波技術(shù)也分為有源和無源兩種，按照頻譜來分又可以分為低通、高通、帶通和帶阻四種。在視頻通

9、信的抗干擾問題中使用最多的就是低通濾波技術(shù)，這種技術(shù)可以有效的減少信號的衰減，并且可以混合集成電路，體積也比較小，所以非常適合用于視頻通信抗干擾技術(shù)中。（2）去耦技術(shù)。這種技術(shù)可以通過數(shù)字信號對電平進(jìn)行轉(zhuǎn)換，形成較大的沖擊電流。可以在傳輸中產(chǎn)生比較大的壓降，從而運(yùn)用到電壓上。為了降低干擾，可以在布線上采取一定的措施，讓電容將至最小。（3）隔離技術(shù)。隔離技術(shù)包括光電、變壓器以及繼電器隔離，也是視頻通信中常用的屏蔽式隔離方法。由于視頻通信系統(tǒng)很容易受到電磁波和強(qiáng)電設(shè)備的干擾，在衰減干擾信號的同時(shí)，還要考慮到將干擾源隔離，或者切斷干擾通道。常見的隔離方式有光電隔離、變壓器隔離、繼電器隔離和加屏蔽罩等

10、。在視頻通信系統(tǒng)中加屏蔽罩是最適用的一種方法。接地技術(shù)。接地技術(shù)也可以抗干擾，但是和接地的方法有很大的關(guān)系，接地技術(shù)主要用于抑制噪聲。視頻通信系統(tǒng)的干擾和系統(tǒng)的接地方式有很大的關(guān)系。接地技術(shù)往往是抑制噪聲的重要手段。2.2 軟件抗干擾技術(shù)解決方法與硬件抗干擾技術(shù)相對應(yīng)的是軟件抗干擾技術(shù)，軟件抗干擾技術(shù)用于硬件抗干擾技術(shù)之后，防止少數(shù)對視頻擾亂的干擾。也就是說軟件干擾是視頻通信干擾的第二道屏障，軟件干擾最常見的方式有限幅濾波、中位值濾波、算術(shù)平均濾波、遞推平均濾波等方法。這些方法各有的優(yōu)勢和長處，需要依據(jù)具體的情況選擇合適的軟件抗干擾技術(shù)進(jìn)行視頻通信抗干擾，以便更好的解決視頻干擾問題。軟件抗干擾技術(shù)用于處理細(xì)節(jié)的干擾問題，保障視頻通信受到人為的干擾和破壞。有效的加強(qiáng)視頻通信的穩(wěn)定性和清晰度，要向有效的解決視頻通信的干擾問題，就必須將硬件和軟件抗干擾技術(shù)相結(jié)合在一起，才能更好的解決視頻通信抗干擾問題。3 結(jié)語綜上所述，上述抗干擾技術(shù)在視頻通信系統(tǒng)中是有效的，并且進(jìn)一步證明了抗干擾技術(shù)在視頻通信系統(tǒng)中的重要性。在視頻通信系統(tǒng)實(shí)際研制與維修過程中，應(yīng)該根據(jù)不同的干擾情況采取相應(yīng)的抗干擾措施，將干擾降低到最小。視頻通信干擾技術(shù)對于視頻干擾問題是有很