CN101277436A - 多串流式网络摄影机控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多串流式网络摄影机控制系统及其控制方法，它根据主机装置所需影像数据格式，产生相应的原始影像数据及压缩影像数据，使该主机装置可选择性地直接显示该原始影像数据或将该压缩影像数据通过因特网传送出去，以同时满足近端及远程的影像需求，藉此可减少该主机装置在进行影像处理时所占用的主机系统资源，不仅降低主机装置的购置成本，而且加速影像数据处理的速度，提升了影像数据质量，克服了现有网络摄影机控制系统将影像数据传送给主机装置后，主机装置压缩或解压缩相应的影像数据需要占用大量的主机装置资源的问题。

Description

多串流式网络摄影机控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种网络摄影机控制系统及其控制方法，尤其是指一种可同时产生原始影像数据与压缩影像数据的多串流式网络摄影机控制系统及其控制方法。

背景技术

网络摄影机(Web Camera，Web Cam)具有低成本、易于使用及传播迅速等优点，已被广泛应用于视频会议系统(Video Conference System)、网络视频电话、影像监视系统(Surveillance System)、以及即时通讯程序(InstantMessaging Programs，IM Programs)中。

如图1所示，它是一种现有的网络摄影机控制系统的结构功能图。该网络摄影机控制系统包含影像传感器102、网络摄影机控制芯片104、周边接口端口120、压缩模块140，其中网络摄影机控制芯片104包含转换模块106与周边传输接口108。当影像传感器102感测到影像后，即输出模拟感测影像数据182至网络摄影机控制芯片104处理，网络摄影机控制芯片104利用转换模块106将该模拟感测影像数据182转换为数字影像数据，该数字影像数据称之为原始影像数据184。之后，原始影像数据184经由周边传输接口108传送至周边接口端口120，再由周边接口端口120将原始影像数据184传送到主机装置130，使主机装置130可直接显示该原始影像数据184。当原始影像数据184需利用互联网150(the Internet)传送时，由于互联网带宽的限制，原始影像数据184需先压缩成较小的格式后，才经由互联网150传送至远程接收系统，再还原为可识别的影像，这样可节省互联网150的带宽并缩短传输时间，故主机装置130会先利用压缩模块140(软件或硬件)将原始影像数据184压缩成为压缩影像数据186后，再利用互联网150传输压缩影像数据186至远程接收系统。压缩模块140通常以软件或硬件装置的方式设置于主机装置130中。因此在压缩该原始影像数据184时，会大量占用主机装置130的系统资源，使主机装置130的执行效能变差，有可能导致影像传输缓慢与影像质量降低。

如图2所示，是另一种网络摄影机控制系统的结构功能图。这种网络摄影机控制系统与前一种类似，其不同之处在于：在这种网络摄影机控制系统中，压缩模块210内置于网络摄影机控制芯片204中，且主机装置230具有解压缩模块270。这种网络摄影机控制系统利用压缩模块210将原始影像数据284在网络摄影机控制芯片204内部进行压缩，使网络摄影机控制芯片204直接输出压缩影像数据286。当主机装置230经由周边接口端口220接收到压缩影像数据286后，利用解压缩模块270将压缩影像数据286还原为原始影像数据284，以供主机装置230显示原始影像数据284。若当原始影像数据284需利用互联网250传送时，主机装置230可直接利用互联网250传输压缩影像数据286，而无须再次进行压缩。

这种技术的缺点在于：因为主机装置230无法直接利用压缩影像数据286显示影像，仍须借助解压缩模块270对压缩影像数据286进行影像解压缩后才能在主机装置230上显示原始影像数据284。与前一种网络摄影机控制系统相类似的问题，这种网络摄影机控制系统在解压缩压缩影像数据286时，仍会占用主机装置230的系统资源。

因此，有必要提出一种改进的网络摄影机控制系统及其控制方法，使主机装置可快速显示并传输影像数据。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种多串流式网络摄影机控制系统及其控制方法，它克服了现有网络摄影机控制系统将影像数据传送给主机装置后，主机装置压缩或解压缩相应的影像数据需要占用大量的主机装置资源的问题。

依据本发明的上述目的，本发明提供一种多串流式网络摄影机控制系统及其控制方法。该多串流式网络摄影机控制系统包含至少一个影像传感器、一个周边接口端口、一个转换模块、一个控制单元、一个周边传输接口与至少一个压缩模块，所述影像传感器感测影像后输出感测影像数据至所述转换模块，所述转换模块将感测影像数据转换为原始影像数据，所述控制单元控制相应的压缩模块将原始影像数据压缩为相应格式的压缩影像数据，所述控制单元则可根据主机装置的需求控制相应的压缩模块输出所需的压缩影像格式，而关闭未被使用的压缩模块以节省网络摄影机控制芯片的资源，所述周边传输接口同时接收来自所述转换模块的原始影像数据及相应压缩模块所输出的相应压缩影像数据，所述周边传输接口将原始影像数据与相应压缩影像数据经所述周边接口端口传送给主机装置，所述主机装置可直接显示原始影像数据而无需进行解压缩处理。另外，所述主机装置可将相应的压缩影像数据直接利用互联网传送出去，主机装置不需对原始影像数据或相应压缩影像数据进行额外处理即可直接应用相关影像数据，因此可节省主机装置的系统资源并加速有关影像处理的程序。

所述多串流式网络摄影机控制系统亦可同时处理多个影像传感器所输出的多个感测影像数据，所述网络摄影机控制系统可同时接收与处理多个影像传感器所输出的感测影像数据。由于网络摄影机控制系统处理影像数据的速度远大于每个影像传感器的影像感测速度，故所述网络摄影机控制系统可同时处理多个感测影像数据，而不影响输出影像的质量。

本发明的多串流式网络摄影机控制方法，用于上述网络摄影机控制系统中，该方法包含以下步骤：

步骤一：利用转换模块接收影像传感器所输出的感测影像数据；

步骤二：转换模块将所接收到的感测影像数据转换为原始影像数据，并将该原始影像数据同时输出至周边传输接口与相关的压缩模块；

步骤三：压缩模块将原始影像数据压缩为相应的压缩影像数据，并将压缩影像数据输出至周边传输接口；

步骤四：周边传输接口将原始影像数据及压缩影像数据同时经周边接口端口传送至主机装置；

步骤五：主机装置可选择性地直接显示该原始影像数据或将相关的压缩影像数据经由互联网传送出去。

与现有技术相比，本发明的多串流式网络摄影机控制系统及其控制方法可根据主机装置所需的影像数据格式，同时产生原始影像数据及相应的压缩影像数据，使主机装置可直接显示原始影像数据或将压缩影像数据经由互联网传送出去，以同时满足近端及远程的影像需求。此外，本发明的多串流式网络摄影机控制系统及其控制方法可减少主机装置在进行影像处理时所占用的系统资源而不影响影像数据的质量，不仅降低主机装置的设置成本，也增加影像数据处理的速度。

附图说明

图1为现有的一种网络摄影机控制系统连接一主机装置的结构功能图；

图2为另一种现有的网络摄影机控制系统连接一主机装置的结构功能图；

图3为本发明第一实施例一种多串流式网络摄影机控制系统连接一主机装置的结构功能图；

图4为本发明第二实施例一种多串流式网络摄影机控制系统连接一主机装置的结构功能图；

图5为本发明多串流式网络摄影机控制方法的步骤流程图。

具体实施方式

参照图3，为发明第一实施例多串流式网络摄影机控制系统的结构图。该多串流式网络摄影机控制系统包含影像传感器302、网络摄影机控制芯片304、周边接口端口320，其中网络摄影机控制芯片304包含转换模块306、控制单元312、周边传输接口308与若干个压缩模块310a、310b、310c。当影像传感器302撷取到影像后，即输出感测影像数据382至网络摄影机控制芯片304，使网络摄影机控制芯片304利用连接传感器302的转换模块306将感测影像数据382转换为数字化的原始影像数据384。

之后，控制单元312控制各压缩模块310a、310b、310c将原始影像数据384分别压缩为不同压缩影像格式的压缩影像数据386a、386b、386c，其中各压缩模块310a、310b、310c的运作可根据使用者需求来调整或设定，以供控制单元312控制各压缩模块310a、310b、310c同时输出多种不同压缩影像格式的压缩影像数据；反之，若使用者仅需要其中某一特定的压缩影像格式时，控制单元312则仅控制对应的压缩模块输出所需的压缩影像格式，并关闭未被使用的其它压缩模块。这些不同压缩影像格式包括但不限定是MPEG1、MPEG2、MPEG4、H.263、H.264/AVC、Real Video、VC-1、AVS等业界公知的格式或其它压缩影像格式。因而本发明的所例示的压缩模块的数量与压缩影像格式的种类可完全视实际需要来调整，以满足使用者的需求。

接着，周边传输接口308同时将来自转换模块306的原始影像数据384及分别来自不同压缩模块310a、310b、310c的压缩影像数据386a、386b、386c经由周边接口端口320传送给主机装置330，利用周边接口端口320中的缓冲器(Buffer)，可使主机装置330可直接利用原始影像数据384连续显示影像而无需进行任何解压缩处理。另外，主机装置330亦可依需求将所需的任一或若干压缩影像数据386a、386b、386c直接利用互联网350传送至远程需求者。因此，本发明的主机装置330无需对原始影像数据384或压缩影像数据386a、386b、386c进行额外处理程序即可依需要直接应用相关影像数据，如此可节省主机装置330的系统资源与加速相关影像处理的程序。另一方面，由于主机装置330无须对影像数据进行压缩或解压缩的处理，故主机装置330可不必设置相关的压缩或解压缩模块，可降低主机装置330的需求规格与设置成本。

当主机装置330仅需要原始影像数据384或特定压缩影像格式的影像数据386a、386b或386c其中一种时，可经由周边接口端口320与周边传输接口308反向发送一指令3302给控制单元312，控制单元312即根据指令3302分别产生控制讯号3120，以控制各压缩模块310a、310b、310c等，如决定是否关闭其中不须使用的压缩模块310a、310b或310c或是否启用其中指定的压缩模块310a、310b或310c进行影像压缩。另一方面，控制单元312亦可持续侦测主机装置330的回传讯号，当主机装置330在一预设时间内如对传输特定的影像数据格式的信道无响应时，控制单元312可关闭相应信道的电路区块，直到主机装置330再次指示所需的影像数据格式，借此可减少网络摄影机控制芯片304的耗电量。此外，控制单元312亦可接收主机装置330的指令，产生一控制讯号3120以控制转换模块306进行或关闭对影像的撷取。

图4为本发明第二实施例的多串流式网络摄影机控制系统的结构图，其中第二实施例与第一实施例大致相同，唯一不同之处在于：第二实施例的网络摄影机控制芯片304’可同时接收与处理多个影像传感器402’、404’、406’所输出的感测影像数据482’、484’、486’。一般影像传感器所输出的画面速率为每秒30帧/秒(frames/sec)。由于网络摄影机控制芯片304’处理影像数据的速度远大于每秒30帧/秒，故网络摄影机控制芯片304’可同时处理多个感测影像数据482’、484’、486’，而不影响输出影像的质量。

本发明的各实施例中所述的周边传输接口308、308’与周边接口端口320、320’的传输接口规格可为串行式(Serial)传输接口规范，如USB、PCIExpress、Serial ATA等传输接口规范，或为并行式(Parallel)传输接口规范，如PCI、IDE、Parallel ATA等传输接口规范。本发明的各实施例中所述的主机装置330、330’根据不同的应用可为不同类型的装置，如台式计算机、笔记型计算机、手机、掌上电脑(PDA)、网络视频电话设备、视频会议系统设备等。本发明的各实施例中所述的影像传感器302、402’、404’、406’可为CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)影像传感器、CCD(Charge-Coupled Device)影像传感器等类型。

图5为本发明的多串流式网络摄影机控制方法的步骤流程图，其中以图3的多串流式网络摄影机控制系统为例加以说明，该方法包含以下步骤：

步骤S502  网络摄影机控制芯片304利用转换模块306接收影像传感器302(或如第四图所示的多个影像传感器402’、404’、406’)所输出的感测影像数据382(或如第四图所示的多个感测影像数据482’、484’、486’)。

步骤S504  转换模块306将所接收到的感测影像数据382(或如第四图所示的多个感测影像数据482’、484’、486’)转换为原始影像数据384，并将原始影像数据384同时输出至周边传输接口308与压缩模块310a、310b、310c。

步骤S506  压缩模块310a、310b、310c将原始影像数据384压缩为相应的压缩影像数据386a、386b、386c，并分别将压缩影像数据386a、386b、386c输出至周边传输接口308。

步骤S508  周边传输接口308将收集到的原始影像数据384及压缩影像数据386a、386b、386c经由周边接口端口320传送至主机装置330。控制单元312可根据主机装置330的指令或经由侦测主机装置330的运作情况，来控制相关电路区块停止输出主机装置330不需要的影像数据格式。

步骤S510  主机装置330可选择性地直接显示原始影像数据384并将压缩影像数据386a、386b或386c经由互联网350传送出去。

本发明的多串流式网络摄影机控制系统及其控制方法可根据主机装置所需的影像数据格式，产生原始影像数据及相应的压缩影像数据，大幅减少该主机装置在进行影像处理时所占用的系统资源或降低无法直接传输原始影像数据的网络带宽影响，不仅能提升传输影像的质量，减少原有系统常见的摄影画面延迟、定格、以及画面不连续等缺点，亦可降低主机装置的购置成本，加速影像数据处理的速度。

其次，本发明的多串流式网络摄影机控制系统，利用多组压缩模块可直接提供大量影像数据数据的同步压缩处理，而无需再透过其它电路或装置，即可直接产生实时原始影像数据以及压缩影像数据以满足近端及远程双方画面的需求。

以上所述者仅为本发明的较佳实施方式，熟悉本领域技术的技术人员依据本发明的精神所作的等效修饰或变化，皆涵盖于本发明申请专利的范围内。

Claims (14)

1. 一种多串流式网络摄影机控制系统，其包含：至少一个影像传感器用于产生感测影像数据及一个周边接口端口，其特征在于该系统进一步包含：

至少一个转换模块，接收感测影像数据，并将所述感测影像数据转换为一种原始影像数据；

一个控制单元，依据指令，产生一控制讯号来决定控制压缩模块或转换模块的工作；

一个压缩模块，依据控制讯号，决定是否压缩所述原始影像数据成为对应压缩影像格式的压缩影像数据；

一个周边传输接口，待收集到所述原始影像数据与所述压缩影像数据后，输出所述原始影像数据与所述压缩影像数据给该周边接口端口，再经由所述周边接口端口传给一主机装置。

2. 如权利要求1所述的控制系统，其特征在于该系统进一步包含：若干个影像传感器，各影像传感器分别输出其感测影像数据至所述转换模块。

3. 如权利要求1所述的控制系统，其特征在于该系统进一步包含：若干个压缩模块，其中每个压缩模块接收所述原始影像数据后，将原始影像数据压缩为不同压缩影像格式的压缩影像数据。

4. 如权利要求1或3所述的控制系统，其特征在于所述压缩影像格式可以是MPEG1、MPEG2、MPEG4、H.263、H.264/AVC、Real Video、VC-1、AVS等影像格式中的一种。

5. 如权利要求1所述的控制系统，其特征在于所述周边传输接口与所述周边接口端口的传输接口规范是USB、PCI Express、Serial ATA等串行(Serial)传输接口规范中的一种，或为PCI、IDE、Parallel ATA等并行(Parallel)传输接口规范中的一种。

6. 如权利要求1所述的控制系统，其特征在于所述主机装置为台式计算机、笔记型计算机、手机、掌上电脑(PDA)、网络视频电话设备、视频会议系统设备等装置中的一种。

7. 如权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于所述影像传感器为CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)影像传感器与CCD(Charge-Coupled Device)影像传感器中的一种。

8. 一种多串流式网络摄影机控制方法，其特征在于该方法包含以下步骤：

利用一个转换模块接收至少一个影像传感器所输出的感测影像数据，并将所述感测影像数据转换为原始影像数据，并将所述原始影像数据同时输出至一周边传输接口与一相应的压缩模块；

利用压缩模块将所述原始影像数据压缩为相应压缩影像格式的压缩影像数据，并将所述压缩影像数据输出至所述周边传输接口；

利用所述周边传输接口将所述原始影像数据及所述压缩影像数据同时经由周边接口端口传送至一主机装置；以及

由所述主机装置选择性直接显示所述原始影像数据或将相应的压缩影像数据经由互联网传送出去。

9. 如权利要求8所述的控制方法，其特征在于所述转换模块同时接收若干个影像传感器所输出的若干个感测影像数据，并将所述若干个感测影像数据分别转换为所述原始影像数据。

10. 如权利要求8所述的控制方法，其特征在于所述转换模块将所述原始影像数据同时输出予若干个压缩模块，其中各压缩模块分别将所述原始影像数据压缩为其对应压缩影像格式的压缩影像数据，各压缩模块并将相应的压缩影像数据输出至所述周边传输接口。

11. 如权利要求8所述的控制方法，其特征在于所述压缩影像格式可以是MPEG1、MPEG2、MPEG4、H.263、H.264/AVC、Real Video、VC-1、AVS等影像格式中的一种。

12. 如权利要求8所述的控制方法，其特征在于所述周边传输接口与所述周边接口端口的传输接口规范是USB、PCI Express、Serial ATA等串行式(Serial)传输接口规范中的一种，或是PCI、IDE、Parallel ATA等并行式(Parallel)传输接口规范中的一种。

13. 如权利要求8所述的控制方法，其特征在于所述主机装置为台式计算机、笔记型计算机、手机、掌上电脑(PDA)、网络视频电话设备、视频会议系统设备等装置中的一种。

14. 如权利要求8所述的控制方法，其特征在于所述影像传感器为CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)影像传感器与CCD(Charge-Coupled Device)影像传感器中的一种。

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