專利名稱：一種ip智能相機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及音視頻采集、處理及傳輸技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種IP智能相機。
背景技術(shù)：
在視頻監(jiān)控領(lǐng)域，人們正在追求一種高性能、高穩(wěn)定性且智能化的監(jiān)控設(shè)備來滿足現(xiàn)實的應(yīng)用需求。近年來，伴隨著科技的進步，各式各樣的視頻監(jiān)控設(shè)備層出不窮。然而， 現(xiàn)實應(yīng)用的需求變化永遠走在科技變化的前面，目前市場上現(xiàn)有的視頻監(jiān)控類設(shè)備由于其自身的設(shè)計缺點，致使生產(chǎn)成本提高、無法廣泛應(yīng)用。專利號為ZL200710199232. 4的中國發(fā)明專利公開了一種工業(yè)智能相機，該相機由一臺主機設(shè)備和一套參數(shù)設(shè)置軟件構(gòu)成，主機設(shè)備安裝到工業(yè)生產(chǎn)線上獨立運行實現(xiàn)對產(chǎn)品質(zhì)量的機器視覺檢測功能，參數(shù)設(shè)置軟件運行與PC機用于主機設(shè)備的初始配置；申請?zhí)枮?00910061677. 5的中國發(fā)明專利公開了一種智能相機，由攝像鏡頭、感光芯片板、和機盒組成，圖像處理板(DSP)上固定有專用插座，不同規(guī)格和容量的CPU可方便地安裝在專用插座上，接口上可安裝觸摸屏，并適當?shù)卦黾咏涌诘呐渲煤凸δ?；上述兩個專利的共性優(yōu)點是相機體積小可降低成本，通用性強可廣泛應(yīng)用于場景監(jiān)測，其缺陷之處，主要存在以下四個方面①上述專利中的智能相機采用單處理器架構(gòu)即感光芯片采集進來的圖像信號經(jīng)驅(qū)動、預(yù)處理后進入單處理器，然后進行各種特定算法處理。實踐中多數(shù)監(jiān)控場景需要處理較大的數(shù)據(jù)量，且要求用多種算法對輸入的圖像數(shù)據(jù)處理，因此處理器的運算效能要求較高，而單處理器的缺陷在于因硬件結(jié)構(gòu)受限致使功能單一，無法集成更多的功能；②上述專利中的智能相機不支持除感光芯片采集進來的數(shù)據(jù)之外的非CCD的并行圖像數(shù)據(jù)的處理；③上述專利中的智能相機未引入BOA接口模塊，不能通過網(wǎng)絡(luò)對相機進行遠程訪問及參數(shù)配置④上述專利中的智能相機不具備音頻采集的功能，無法適用于音頻監(jiān)控場景，往往需要另行配置一套音頻采集設(shè)備，既增加成本且不利于安裝維護。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型提供了一種IP智能相機，集成了 C⑶采集處理、非CXD并行圖像數(shù)據(jù)的處理、支持音頻接口、BOA接口等功能，解決了現(xiàn)有技術(shù)中功能單一且適用的監(jiān)控場景受限的問題。一種IP智能相機，包括鏡頭、與鏡頭固定相連的主機設(shè)備和后蓋。所述的主機設(shè)備包括靠近鏡頭一端的CXD采集板、固定于主機設(shè)備前端的拾音器、主控模塊和用于接收主控模塊信號的接口板。所述的主控模塊包括設(shè)有板載PHY模塊的視頻編碼板和用于傳輸視頻編碼板信號的若干塊視頻處理板。所述的CCD采集板和拾音器各自經(jīng)排線與主控模塊中的視頻編碼板相連。所述的接口板上設(shè)有支持多媒體數(shù)據(jù)通信的擴展通信接口。所述的后蓋一側(cè)從上到下依次設(shè)有用于傳輸主機設(shè)備信號的音頻接口和用于傳輸主機設(shè)備信號的TV視頻接口，后蓋的另一側(cè)從上到下依次設(shè)有電源指示燈、電源接口和復(fù)位鍵，所述后蓋的底部并行排列有USB接口、SD卡接口及網(wǎng)口。所述的視頻編碼板上的板載PHY模塊包括帶四路PHY接口輸出的交換(SWITCH) 芯片，其中一路PHY接口與接口板相連，另外三路PHY接口分別與若干塊視頻處理板相連。所述的視頻處理板的數(shù)量可根據(jù)實際需要調(diào)整， 一般為1 3塊，優(yōu)選為3塊。一種利用上述IP智能相機進行場景監(jiān)控的方法，包括如下步驟1)從鏡頭進來的模擬視頻經(jīng)CCD采集板轉(zhuǎn)換成RAW格式數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，并將數(shù)字圖像數(shù)據(jù)經(jīng)排線傳輸至視頻編碼板；2)在視頻編碼板上對步驟1)中的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)進行第一次算法處理，處理結(jié)束后再傳至視頻處理板進一步處理，或在視頻編碼板上進行第一次處理之前，同時將步驟1) 中未處理的原始RAW格式圖像數(shù)據(jù)由視頻編碼板上的連接器直傳給視頻處理板，從而視頻編碼板和視頻處理板實現(xiàn)并行處理；3)步驟2)視頻處理板處理結(jié)束后，將處理結(jié)果回傳至視頻編碼板，再通過視頻編碼板將最終處理結(jié)果輸出至接口板，由接口板上的網(wǎng)絡(luò)接口傳至監(jiān)控室。所述的步驟2)中通過添加多塊處理板可進行復(fù)雜算法處理。所述的步驟3)中的視頻編碼板利用板載編碼模塊可直接輸出模擬視頻與音頻， 其中模擬視頻由板載TV視頻接口輸出，音頻由專用傳輸線引至音頻輸出接口。一種利用上述IP智能相機進行場景監(jiān)控的軟件系統(tǒng)，包括CXD驅(qū)動程序、3A算法模塊、圖像處理算法模塊、音頻編解碼模塊、BOA接口模塊、音視頻存儲模塊、事件管理模塊及RTSP媒體管理模塊，其中CCD驅(qū)動程序、3A算法模塊、音頻編解碼模塊和BOA接口模塊與圖像處理算法模塊相連，音視頻存儲模塊與音頻編解碼模塊相連，事件管理模塊及RTSP媒體管理模塊與音視頻存儲模塊相連。本實用新型中的主機設(shè)備功能如下CCD采集板負責(zé)將光圖像信號轉(zhuǎn)變?yōu)镽AW格式的原始圖像數(shù)據(jù)；主控模塊負責(zé)對圖像數(shù)據(jù)的運算處理以及對其他模塊的控制，由于主控模塊采用多處理器架構(gòu)且各塊處理板之間的接口靈活，使得原始圖像數(shù)據(jù)也可輸入主控模塊，并對其進行并行或串行分解處理；其中，視頻編碼板負責(zé)對圖像數(shù)據(jù)做第一次處理，并負責(zé)控制各種外接設(shè)備，視頻處理板負責(zé)對圖像數(shù)據(jù)做進一步處理；與此同時，視頻編碼板上集成了音頻編解碼模塊和TV視頻輸出模塊，且視頻編碼板和視頻處理板都支持非CCD并行圖像數(shù)據(jù)輸入；接口板負責(zé)整個主機設(shè)備與外界的數(shù)據(jù)通信接口及電源接口，其中擴展通信接口支持 RS232/RS485/GPI0/IRIS 等。本實用新型中的軟件系統(tǒng)各模塊功能如下CXD驅(qū)動程序負責(zé)初始化CXD配置；3A算法模塊負責(zé)實現(xiàn)自動聚焦、自動曝光、自動白平衡；圖像處理算法模塊負責(zé)實現(xiàn)具體應(yīng)用算法；音頻編解碼模塊負責(zé)對音頻信號的采集與處理；[0033]BOA接口模塊負責(zé)實現(xiàn)相機終端的遠程訪問及配置，配置的具體內(nèi)容包括編輯用戶信息、圖像制式(PAL或NTSC)、視頻編碼格式、幀率(1 15幀)、亮度、對比度、3A算法配置、音視頻存儲策略、事件管理方法等；通過BOA接口模塊為各個該相機終端設(shè)定不同的 IP，可由以太網(wǎng)根據(jù)此IP實現(xiàn)多個該相機終端之間以及用戶與相機之間的組網(wǎng)通信。音視頻存儲模塊負責(zé)存儲處理結(jié)果；RTSP媒體管理模塊負責(zé)多媒體數(shù)據(jù)通信，能實現(xiàn)組播、多播、廣播等多種形式的流媒體視頻傳輸及播放。本實用新型提供的IP智能相機，采用多處理器架構(gòu)能對原始圖像數(shù)據(jù)并行或串行分解處理且主控模塊中各處理板之間的接口靈活可控，減輕單個處理器的運算負荷且從而大幅提高運算效率；支持高清CCD (像素1688xlM8)與非CCD并行圖像數(shù)據(jù)的輸入，支持音頻的采集與處理，支持BOA接口能進行遠程訪問或組網(wǎng)通信，具有高靈敏度、高分辨率及良好的噪聲控制等特點。

圖1為本實用新型IP智能相機的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1中機殼后蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實用新型IP智能相機中的軟件系統(tǒng)的模塊示意圖。圖4為本實用新型IP智能相機中的主機設(shè)備的硬件原理示意圖。
具體實施方式
如圖1和圖2所示，一種IP智能相機，包括鏡頭1、與鏡頭1固定相連的主機設(shè)備 2和后蓋3。主機設(shè)備2包括靠近鏡頭1 一端的CXD采集板8、固定于主機設(shè)備2前端的拾音器 9、主控模塊10和用于接收主控模塊10信號的接口板11，如圖4所示，主控模塊10包括設(shè)有板載PHY模塊12的一塊視頻編碼板13和用于傳輸視頻編碼板13信號的三塊視頻處理板14，視頻處理板14的數(shù)量可以根據(jù)實際需要調(diào)整；接口板11上設(shè)有支持多媒體數(shù)據(jù)通信的擴展通信接口 15，包括一路RS232，一路RS485，一路IRIS和四路GPIO ；其中CXD采集板8和拾音器9各自經(jīng)排線與主控模塊10中的視頻編碼板13相連； 視頻編碼板13與視頻處理板14、視頻處理板14與視頻處理板14之間均通過MOLEX公司的型號為52901-1274及53625-1274公母頭的連接器對接，視頻處理板14與接口板11之間通過MOLEX公司的型號為52901-0874及53625-0874公母頭的連接器對接。如圖2所示，后蓋3的左側(cè)上下排列設(shè)有音頻接口 16和TV視頻接口 6，后蓋3的右側(cè)上下排列設(shè)有電源指示燈5、+12V/A電源接口 4和復(fù)位鍵17，外殼后蓋的底部并行排列設(shè)有USB接口 18、網(wǎng)口 7和SD卡接口 19 ；其中音頻接口 16和TV視頻接口 6各自經(jīng)排線與視頻編碼板13相連，USB接口 18、 SD卡接口 19和網(wǎng)口 7經(jīng)排線與接口板11相連。如圖3所示，軟件系統(tǒng)包括CCD驅(qū)動程序、3A算法模塊、圖像處理算法模塊、音視頻編解碼模塊、BOA接口模塊、音視頻存儲模塊、事件管理模塊及RTSP媒體管理模塊；其中CCD驅(qū)動程序、3A算法模塊、音頻編解碼模塊和BOA接口模塊均分別與圖像處
5理算法模塊相連，音視頻存儲模塊與音頻編解碼模塊相連，事件管理模塊、RTSP媒體管理模塊分別與音視頻存儲模塊相連。如圖4所示，視頻編碼板13上的板載PHY模塊12包括帶四路PHY接口輸出的 SWITCH芯片，其中一路PHY接口與接口板11相連，另外三路PHY接口分別與三塊視頻處理板 14A、14B、14C 相連。本實用新型IP智能相機的硬件工作過程1)從鏡頭1進來的模擬視頻經(jīng)CXD采集板8轉(zhuǎn)換成RAW格式數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，并將數(shù)字圖像數(shù)據(jù)經(jīng)排線傳輸至視頻編碼板13 ；2)視頻編碼板13可對此數(shù)據(jù)進行第一次處理，處理結(jié)束后將第一次處理結(jié)果傳至視頻處理板14中的第一塊視頻處理板14A，或者根據(jù)實際需要，在視頻編碼板13上進行第一次處理之前，同時將步驟1)中未處理的原始RAW格式圖像數(shù)據(jù)由視頻編碼板13上的連接器直傳給第一塊視頻處理板14A，視頻處理板14A通過其上的連接器將RAW格式圖像數(shù)據(jù)直傳給14B，視頻處理板14B通過其上的連接器將RAW格式圖像數(shù)據(jù)直傳給14C，從而視頻編碼板和所有視頻處理板實現(xiàn)并行處理；
另外，視頻處理板14A經(jīng)第二次處理后可以將第二次處理結(jié)果傳至第二塊視頻處理板14B進行后續(xù)處理，如果實際工作中待處理的數(shù)據(jù)量較大且算法復(fù)雜，則可將第三塊視頻處理板14C添加至主控模塊10中，利用第三塊視頻處理板14C進行進一步的復(fù)雜算法處理；3)處理結(jié)束后，將處理結(jié)果回傳至視頻編碼板13，再通過視頻編碼板13將最終處理結(jié)果輸出至接口板11，由接口板11上的網(wǎng)絡(luò)接口傳至監(jiān)控室；或者根據(jù)實際需要，視頻編碼板13利用板載編碼模塊可直接輸出模擬視頻與音頻，其中模擬視頻由板載TV視頻接口 4輸出，音頻由專用傳輸線引至音頻接口 16輸出。本實用新型的IP智能相機支持非CXD并行圖像數(shù)據(jù)輸入，可在接收處理CXD圖像的同時也接收處理非C⑶圖像數(shù)據(jù)，則非CXD圖像數(shù)據(jù)經(jīng)排線傳輸至視頻編碼板13，后續(xù)處理步驟同上述步驟2)、3)。以下為本實用新型IP智能相機在智能交通監(jiān)控場景上的應(yīng)用視頻圖像由鏡頭1進入CXD采集板8，經(jīng)CXD采集板8預(yù)處理后傳至視頻編碼板13 對原始視頻圖像進行H. 264編碼，同時通過視頻編碼板13上的連接器接口將原始視頻圖像傳至第一塊視頻處理板14A執(zhí)行車牌識別算法、同時視頻處理板14A通過連接器接口將原始視頻圖像傳至14B，第二塊視頻處理板14B執(zhí)行視頻流檢測算法、14B通過連接器接口將原始視頻圖像傳至14C，第三塊視頻處理板14C執(zhí)行異常分析算法；處理結(jié)束后，三塊視頻處理板10均將處理結(jié)果通過板載PHY連接器回傳至視頻編碼板13，然后視頻編碼板13通過板載PHY接口將該處理結(jié)果傳至接口板11，經(jīng)排線傳至后蓋3上的網(wǎng)口 7，最終由網(wǎng)絡(luò)傳至監(jiān)控室；與此同時，拾音器9將音頻數(shù)據(jù)采集至視頻編碼板13進行處理，處理方式與上述視頻圖像的處理方式相同，最終將處理結(jié)果同樣由網(wǎng)絡(luò)傳至監(jiān)控室；用戶在監(jiān)控室可根據(jù)實際需要利用BOA接口對各個相機終端進行參數(shù)配置，包括編輯用戶信息、圖像制式、視頻編碼格式、幀率、分辨率、亮度、對比度、3A算法配置、音視頻存儲策略、事件管理方法等。
權(quán)利要求1.一種IP智能相機，包括鏡頭、與鏡頭固定相連的主機設(shè)備和后蓋，所述的后蓋上設(shè)有電源接口、電源指示燈、用于傳輸主機設(shè)備信號的音頻接口、用于傳輸主機設(shè)備信號的TV 視頻接口和網(wǎng)口，其特征在于，所述的主機設(shè)備包括靠近鏡頭一端的CXD采集板、固定于主機設(shè)備前端的拾音器、主控模塊和用于接收主控模塊信號的接口板，所述的主控模塊包括設(shè)有板載PHY模塊的視頻編碼板和用于傳輸視頻編碼板信號的若干塊視頻處理板，所述的 CCD采集板和拾音器各自經(jīng)排線與主控模塊中的視頻編碼板相連；所述的接口板上設(shè)有支持多媒體數(shù)據(jù)通信的擴展通信接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IP智能相機，其特征在于，所述的視頻處理板的數(shù)量為1 3塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的IP智能相機，其特征在于，所述的視頻處理板的數(shù)量為3塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IP智能相機，其特征在于，所述的視頻編碼板上的板載PHY 模塊包括帶四路PHY接口輸出的交換芯片，其中一路PHY接口與接口板相連，另外三路PHY 接口分別與視頻處理板相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IP智能相機，其特征在于，所述的后蓋的底部還設(shè)有用于傳輸接口板信號的USB接口和SD卡接口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IP智能相機，其特征在于，所述的后蓋上還設(shè)有復(fù)位鍵。
專利摘要本實用新型公開了一種IP智能相機，包括鏡頭、與鏡頭固定相連的外殼、設(shè)于外殼內(nèi)的主機設(shè)備、和外殼后蓋，主機設(shè)備包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，其中硬件系統(tǒng)包括CCD采集板、拾音器、主控模塊和接口板，主控模塊包括設(shè)有板載PHY模塊的視頻編碼板和若干視頻處理板。本實用新型采用多處理器架構(gòu)能對原始圖像數(shù)據(jù)并行或串行分解處理且主控模塊中各處理板之間的接口靈活可控，減輕單個處理器的運算負荷且大幅提高運算效率；支持高清CCD(像素1688x1248)與非CCD并行圖像數(shù)據(jù)的輸入，支持音頻的采集與處理，支持BOA接口，能進行遠程訪問或組網(wǎng)通信，具有高靈敏度、高分辨率及良好的噪聲控制等特點。
文檔編號H04N7/26GK202077112SQ20112007092
公開日2011年12月14日 申請日期2011年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月17日
發(fā)明者華磊, 周海龍, 張亮, 沈沛意, 肖瀟 申請人:西安電子科技大學(xué)