專利名稱：攝像機(jī)圖像傳輸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種攝像機(jī)圖像傳輸裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的高清攝像機(jī)采用USB2.0或者千兆網(wǎng)，或者1394接口或者cameraLink圖像采集卡進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的傳輸和抓取，視頻數(shù)據(jù)被抓取到計(jì)算機(jī)以后，存儲(chǔ)到硬盤中。由于USB2.0的最大帶寬為480Mbps，實(shí)際有效帶寬為30-35Mbytes/s，千兆網(wǎng)最大帶寬為 1000Mbps, 1394接口最大帶寬為400Mbps，均無法滿足1920*1080分辨率，60幀逐行掃描的數(shù)據(jù)帶寬要求。CameraLink圖像采集卡雖然可以達(dá)到6Gps以上的帶寬，能夠滿足全高清帶寬要求，但是需要在電腦中插入一塊CameraLink圖像采集卡，使用不便，且成本高昂。另一方面，由于電腦硬盤的寫入速度有限，加之操作系統(tǒng)本身運(yùn)行的CPU占用開銷，導(dǎo)致全高清數(shù)據(jù)進(jìn)入計(jì)算機(jī)以后，仍然不能實(shí)現(xiàn)不丟失幀的實(shí)時(shí)保存，同時(shí)處理如此大容量的數(shù)據(jù)，其CPU占用率極高，電腦在抓取和保存數(shù)據(jù)的同時(shí)很難進(jìn)行其他大型運(yùn)算，限制了實(shí)際應(yīng)用。雖然通過壓縮技術(shù)，可以大幅度壓縮數(shù)據(jù)帶寬，從而使用USB2. 0、千兆網(wǎng)等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，但是數(shù)據(jù)經(jīng)過壓縮以后，一些圖像細(xì)節(jié)受到損失，在一些專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，例如工業(yè)圖像檢測，天文拍攝，自動(dòng)識別，以及高清晰度數(shù)字電影攝影方面是不能接受的。因此，有待于公開一種高速高清攝像機(jī)圖像傳輸裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種攝像機(jī)圖像傳輸裝置，以高速高清傳輸攝像機(jī)圖像。為達(dá)上述目的，本發(fā)明公開的攝像機(jī)圖像傳輸裝置中，該攝像機(jī)設(shè)有圖像傳感單元(例如(XD/CM0S圖像傳感器)和圖像預(yù)處理單元(例如FPGA圖像處理單元或DSP圖像處理單元)，該圖像傳感單元與圖像預(yù)處理單元連接，其中，該圖像傳輸裝置設(shè)有至少一 USB (Universal Serial BUS 通用串行總線)3. 0 接口及至少一 SATA (Serial Advanced Technology Attachment,串行高級技術(shù)附件)接口，該USB3. 0接口與該圖像預(yù)處理單元連接，該SATA接口連接與硬盤建立PPP連接的硬盤控制器，該硬盤控制器連接該圖像預(yù)處理單元。于一具體實(shí)施例中，該硬盤控制器設(shè)有并行數(shù)據(jù)分路器并連接有兩個(gè)或兩個(gè)以上的上述SATA接口。于一具體實(shí)施例中，該硬盤控制器內(nèi)設(shè)有IDE-SATA轉(zhuǎn)接卡和IDE (Integrated Device Electronics，集成設(shè)備電路/集成磁盤電子接口)控制器，該IDE控制器連接上述圖像預(yù)處理單元，該SIDE-SATA轉(zhuǎn)接卡的兩端分別連接該IDE控制器和該SATA接口?？蛇x的，該并行數(shù)據(jù)分路器連接在IDE控制器與圖像預(yù)處理單元之間?；诒景l(fā)明的上述結(jié)構(gòu)，一方面，USB3. 0具有5. OGb的數(shù)據(jù)帶寬，實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸速率可以達(dá)到250Mbyte/s到300Mbyte/s，可以滿足全高清原始數(shù)據(jù)格式的視頻傳輸需要，同時(shí)還有較大的富余量處理更高分辨率的視頻數(shù)據(jù)。另一方面，SATA接口可以將傳輸速率大幅提升至3(ibpS，而且本發(fā)明通過內(nèi)置的硬盤控制器，可以實(shí)現(xiàn)無CPU參與的高速數(shù)據(jù)直接硬盤讀寫，釋放了外部計(jì)算機(jī)的CPU資源，再者，通過多個(gè)硬盤同時(shí)并行讀寫的方式，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了無帶寬瓶頸的不丟幀視頻存儲(chǔ)。進(jìn)一步的，本發(fā)明在上述攝像機(jī)圖像傳輸裝置的硬盤控制器內(nèi)還設(shè)有與SATA接口連接的第一及第二程序刷新單元，所述第一及第二程序刷新單元各連接有至少一個(gè)SATA 接口 ；其中所述第一程序刷新單元，用于經(jīng)與其連接的SATA接口獲取該硬盤控制器的升級程序并完成升級處理；所述第二程序刷新單元，用于經(jīng)與其連接的SATA接口獲取圖像預(yù)處理單元的升級程序，并將該程序?qū)懭胨鰣D像預(yù)處理單元。本發(fā)明中，上述第一程序刷新單元及第二程序單元可以連接同一個(gè)SATA接口，也可以是分別對應(yīng)連接于兩個(gè)并行的SATA 接口。由此，本發(fā)明可以通過SATA接口來升級圖像預(yù)處理單元及硬盤控制器的內(nèi)部程序， 為快速高清的圖像傳輸提供有力保障，而且大幅增進(jìn)了該攝像機(jī)圖像傳輸裝置的后續(xù)擴(kuò)展能力，便于故障維護(hù)及處理。進(jìn)一步的，上述USB3.0接口也可與所述硬盤控制器的第一和 /或第二程序刷新單元連接以升級硬盤控制器和/或圖像預(yù)處理單元，較佳的，所述USB3. 0 接口與第一和/或第二程序單元的連接線路上設(shè)置有開關(guān)，從而有效避免從USB3. 0傳入的數(shù)據(jù)發(fā)生路徑錯(cuò)誤。較佳的，還可以在上述USB3.0接口與硬盤控制器之間設(shè)一個(gè)高速上傳和下載視頻數(shù)據(jù)的傳輸通道，并以上述硬盤控制器來控制USB3. 0接口數(shù)據(jù)的上傳和下載，由此增加了視頻數(shù)據(jù)的傳輸路徑，從而防止SATA接口損壞后的使用不便，使得本發(fā)明公開的攝像機(jī)圖像處理裝置具有更好的兼容性、擴(kuò)展性和使用上的便利性，同時(shí)，為防止數(shù)據(jù)傳輸紊亂， 還可以以多個(gè)觸控開關(guān)來一一對應(yīng)并控制該硬盤控制器的多路傳輸通道。


圖1為本發(fā)明具體實(shí)施例一公開的攝像機(jī)圖像傳輸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明具體實(shí)施例二公開的攝像機(jī)圖像傳輸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明
1圖像傳感單元41并行數(shù)據(jù)分路器
2圖像預(yù)處理單元42、44 IDE控制器
3USB3.0 接口43、45 IDE-SATA 轉(zhuǎn)接卡
4硬盤控制器5、6 SATA接口
46第一程序刷新單元47第二程序刷新單元
48第一開關(guān)49第二開關(guān)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1所示，本發(fā)明的較佳實(shí)施例公開的快速高清攝像機(jī)圖像處理裝置包括 圖像傳感單元1，其設(shè)有攝像頭，用于采集原始圖像，常用的有CCD或CMOS圖像傳感單兀。
圖像預(yù)處理單元2，其用于對接收的來自圖像傳感單元1的原始圖像進(jìn)行預(yù)處理，常見的處理方式可基于FPGA(Field — Programmable Gate Array，現(xiàn)場可編程門陣列) 或 DSP (Digital Signal Processing，數(shù)字信號處理)。圖像預(yù)處理單元2處理后的圖像可傳輸至USB3. 0接口 3，傳輸過程中，圖像數(shù)據(jù)/ 幀依序經(jīng)USB3. 0協(xié)議層、USB3. 0鏈路層及USB3. 0物理層處理后再經(jīng)USB3. 0輸出至硬盤； 與此同時(shí)，經(jīng)圖像預(yù)處理單元2處理后的圖像也可經(jīng)硬盤控制器4及其連接的SATA接口 5 或6輸出至硬盤。其中，SATA接口以連續(xù)串行的方式傳送數(shù)據(jù)，可以在較少的位寬下使用較高的工作頻率來提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸挘瑥亩鴿M足快速高頻圖像數(shù)據(jù)的傳輸要求；且SATA 接口使用嵌入式時(shí)鐘信號，具備了更強(qiáng)的糾錯(cuò)能力，如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤會(huì)自動(dòng)矯正，從而提高了攝像機(jī)圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。本發(fā)明中，由于SATA采用了 PPP(Point to Point Protocol，點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議)的連接方式，每個(gè)SATA接口只能連接一塊硬盤，且單路硬盤的數(shù)據(jù)帶寬一般為lOOMbyte/s，從而當(dāng)本發(fā)明應(yīng)用于處理高分辨率的圖像數(shù)據(jù)時(shí)，還需進(jìn)一步增加并行接口數(shù)量來實(shí)現(xiàn)多個(gè)硬盤的并行讀寫。如圖1所示，該攝像機(jī)圖像傳輸裝置則是用兩個(gè)并行的SATA接口來處理 1920*1080全高清圖像數(shù)據(jù)，其中，還包括通過硬盤控制器4內(nèi)集成的并行接口分路器41先對圖像預(yù)處理單元2輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行幀同步、信道譯碼及完成數(shù)據(jù)的分路處理，之后，一路數(shù)據(jù)經(jīng)IDE控制器42轉(zhuǎn)換為寫硬盤時(shí)序以后、再經(jīng)IDE-SATA轉(zhuǎn)接卡(由于IDE與SATA傳輸?shù)慕涌诓灰恢?，IDE-SATA轉(zhuǎn)接卡用于將IDE接口與SATA接口相互轉(zhuǎn)換)輸出至SATA接口 5及外部硬盤A (圖中未示出)，另一路數(shù)據(jù)則經(jīng)IDE控制器43轉(zhuǎn)換為寫硬盤時(shí)序以后、 再經(jīng)IDE-SATA轉(zhuǎn)接卡44傳輸至SATA接口 6及外部硬盤B (圖中未示出)?；诒緦?shí)施例的上述結(jié)構(gòu)，一方面，USB3. 0具有5. OGb的數(shù)據(jù)帶寬，實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸速率可以達(dá)到250Mbyte/s到300Mbyte/s，可以滿足全高清原始數(shù)據(jù)格式的視頻傳輸需要， 同時(shí)還有較大的富余量處理更高分辨率的視頻數(shù)據(jù)。另一方面，SATA接口可以將傳輸速率大幅提升至3(ibpS，而且本發(fā)明通過內(nèi)置的硬盤控制器，可以實(shí)現(xiàn)無CPU參與的高速數(shù)據(jù)直接硬盤讀寫，釋放了外部計(jì)算機(jī)的CPU資源，再者，通過多個(gè)硬盤同時(shí)并行讀寫的方式，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了無帶寬瓶頸的不丟幀視頻存儲(chǔ)。實(shí)施例二
本實(shí)施例是在上述實(shí)施例一的基礎(chǔ)所作出的改進(jìn)。本實(shí)施例中，如圖2所示，上述攝像機(jī)圖像傳輸裝置的硬盤控制器4內(nèi)還設(shè)有與 SATA接口 5、6連接的第一及第二程序刷新單元46、47 ；其中所述第一程序刷新單元46，用于經(jīng)與其連接的SATA接口 5獲取該硬盤控制器的升級程序并完成升級處理；所述第二程序刷新單元47，用于經(jīng)與其連接的SATA接口 6獲取圖像預(yù)處理單元2的升級程序，并將該程序?qū)懭胨鰣D像預(yù)處理單元2。且上述USB3.0接口 3也與所述硬盤控制器1的第一及第二程序刷新單元46、47連接以升級硬盤控制器及圖像預(yù)處理單元，為有效避免從USB3. 0傳入的數(shù)據(jù)發(fā)生路徑錯(cuò)誤較佳的，所述USB3. 0接口與第一和第二程序單元的連接線路上分別設(shè)置有第一開關(guān)48及第二開關(guān)49。本實(shí)施例在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，可以通過SATA接口 5、6或USB3. 0接口 3來升級圖像預(yù)處理單元2及硬盤控制器4的內(nèi)部程序，為快速高清的圖像傳輸提供有力保障，而且大幅增進(jìn)了該攝像機(jī)圖像傳輸裝置的后續(xù)擴(kuò)展能力，便于故障維護(hù)及處理。
實(shí)施例三
本實(shí)施例在上述實(shí)施例一及實(shí)施例二的基礎(chǔ)上進(jìn)一步做如下改進(jìn) 在上述USB3. 0接口與硬盤控制器之間設(shè)一個(gè)高速上傳和下載視頻數(shù)據(jù)的傳輸通道， 并以上述硬盤控制器來控制USB3. 0接口數(shù)據(jù)的上傳和下載，由此增加了視頻數(shù)據(jù)的傳輸路徑，從而防止SATA接口損壞后的使用不便，使得本發(fā)明公開的攝像機(jī)圖像處理裝置具有更好的兼容性、擴(kuò)展性和使用上的便利性，同時(shí)，為防止數(shù)據(jù)傳輸紊亂，還可以以多個(gè)觸控開關(guān)來一一對應(yīng)并控制該硬盤控制器的多路傳輸通道。最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換； 而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種攝像機(jī)圖像傳輸裝置，該攝像機(jī)設(shè)有圖像傳感單元和圖像預(yù)處理單元，該圖像傳感單元與圖像預(yù)處理單元連接，其特征在于，該圖像傳輸裝置設(shè)有至少一 USB3.0接口及至少一 SATA接口，該USB3. 0接口與該圖像預(yù)處理單元連接，該SATA接口連接與硬盤建立 PPP連接的硬盤控制器，該硬盤控制器連接該圖像預(yù)處理單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像機(jī)圖像傳輸裝置，其特征在于，該硬盤控制器設(shè)有并行數(shù)據(jù)分路器并連接有兩個(gè)或兩個(gè)以上的上述SATA接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的攝像機(jī)圖像傳輸裝置，其特征在于，該硬盤控制器內(nèi)設(shè)有 IDE-SATA轉(zhuǎn)接卡和IDE控制器，該IDE控制器連接上述圖像預(yù)處理單元，該SIDE-SATA轉(zhuǎn)接卡的兩端分別連接該IDE控制器和該SATA接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的攝像機(jī)圖像傳輸裝置，其特征在于，該并行數(shù)據(jù)分路器連接在IDE控制器與圖像預(yù)處理單元之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像機(jī)圖像傳輸裝置，其特征在于，該USB3.0接口與硬盤控制器之間還設(shè)有一個(gè)高速上傳和下載視頻數(shù)據(jù)的傳輸通道。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述的攝像機(jī)圖像傳輸裝置，其特征在于，所述硬盤控制器還設(shè)有與所述SATA接口連接的第一及第二程序刷新單元，所述第一及第二程序刷新單元各連接有至少一個(gè)SATA接口 ；所述第一程序刷新單元，用于經(jīng)與其連接的SATA接口獲取該硬盤控制器的升級程序并完成升級處理；所述第二程序刷新單元，用于經(jīng)與其連接的SATA接口獲取圖像預(yù)處理單元的升級程序，并將該程序?qū)懭胨鰣D像預(yù)處理單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的攝像機(jī)圖像傳輸裝置，其特征在于，所述第一程序刷新單元及第二程序單元連接同一個(gè)SATA接口。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的攝像機(jī)圖像傳輸裝置，其特征在于，所述第一及第二程序刷新單元分別對應(yīng)連接于兩個(gè)并行的SATA接口。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8任一所述的攝像機(jī)圖像傳輸裝置，其特征在于，所述USB3.0接口還與所述硬盤控制器的第一和/或第二程序刷新單元連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的攝像機(jī)圖像傳輸裝置，其特征在于，所述USB3.0接口與第一和/或第二程序單元的連接線路上設(shè)置有開關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種攝像機(jī)圖像傳輸裝置，以高速高清傳輸攝像機(jī)圖像。本發(fā)明公開的攝像機(jī)圖像傳輸裝置中，該攝像機(jī)設(shè)有圖像傳感單元和圖像預(yù)處理單元，該圖像傳感單元與圖像預(yù)處理單元連接，其中，該圖像傳輸裝置設(shè)有至少一USB3.0接口及至少一SATA接口，該USB3.0接口與該圖像預(yù)處理單元連接，該SATA接口連接與硬盤建立PPP連接的硬盤控制器，該硬盤控制器連接該圖像預(yù)處理單元。
文檔編號H04N5/781GK102469290SQ20101053499
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月8日
發(fā)明者邱虹云 申請人:北京星敏科信息技術(shù)有限公司