CN102143359A - 网络摄影机与其数据传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明系提供一种具有网络界面的摄影机及其数据传输方法，该网络摄影机包含用以检索影像信息的影像感测单元、用以将该影像信息转换并压缩以成为数字影像信号的数字影像处理单元、用以对该数字影像信号进行编码以产生符合操作系统软件接口的数据信号的串行数据编码单元以及用以将该数据信号转换为串行网络信号封包的网络控制单元。借此，使用者可将本发明的网络摄影机通过网络桥接器与计算机或其它具网络界面的嵌入式系统装置连结，相较于受到USB接线长度限制的现有网络摄影机，本发明可大幅增加网络摄影机与计算机的距离，提高使用上的便利性及多元性。

Description

网络摄影机与其数据传输方法

技术领域

本发明系关于一种网络摄影机及其数据传输方法，尤指具有网络界面以传输影音信号的网络摄影机及其数据传输方法。

背景技术

网络摄影机(WebCam)是将来自影像传感器的信号数字化后产生视频流，并将视频流通过USB数据传输线传输至计算机，而使用者仅可通过与此摄影机连接的计算机观看此网络摄影机所检索的影像，再经由计算机内的网络应用程序，将摄影机影像传送至另一特定的计算机装置。

上述的外接型网络摄影机是通过USB传输线与计算机连接，而某些高阶笔记型计算机是采用内建方式将网络摄影机装设于计算机内部。然而，不管是内建型或外接型网络摄影机，均面临相同的问题，即因距离受限且单机单用而造成使用上的不便。以内建式网络摄影机为例，由于视角系固定，使用者必须移动整台笔记型计算机才能检索不同方位的影像，因此造成使用上的不便。即便是采用外接式网络摄影机，仍会受到USB传输线长度的影响。目前USB传输线只能作到5公尺，若有传输距离超过5公尺的应用场合，将无法使用，故不管是网络摄影机的摆放位置或是应用方式都受到很大限制。

为了解决上述问题，产业界提出一种称为IP Cam的网络摄影机，其采用标准的RJ-45网络接口连接摄影机，可直接利用网络或因特网Internet来观看或录像远程影像，远程用户只需上网利用网页浏览器输入该IP-Cam摄影机的IP位置即可观看，并支持如ADSL、Internet、LAN、WLAN等多种网络架构。由于IP Cam内建有IP位置，故非常适合执行远程网络监视与录像等功能

然而，IP Cam由于功能多元因此必须整合多种高阶芯片，例如影像压缩芯片、网络控制芯片及内存等，其制造成本相对提高，因此其价格仍无法被大众所接受，且不论所具备功能或安装时所需具备相关网络知识，均远远超过一般使用者的要求。

因此，如何发明出一种具有网络界面以传输影音信号又可切合使用者需求的网络摄影机及数据传输方法，以解决现有网络摄影机的不便利或IP Cam高成本且不易安装架设的问题，将是本发明所欲积极公开之处。

发明内容

有鉴于上述现有控制装置的缺憾，发明人有感其未臻于完善，遂竭其心智悉心研究克服，凭其从事该项产业多年的累积经验，进而研发出一种网络摄影机，以期解决现有技术中网络摄影机的不足之处。

本发明的主要目的在提供一种具有网络界面以传输影音信号的摄影机，其可将影音信号进行压缩及编码，再以网络通讯协议传输该影音信号，因此能通过网络线及现有的网络设施自动连结计算机或数据处理装置，进而解决现有网络摄影机使用不便利或IP Cam高成本且不易安装架设的问题。

为达上述目的，本发明提供一种局域网络使用的摄影机，其包含：一影像感测单元，用以检索影像信息；一数字影像处理单元，用以将该影像信息转换并压缩以成为数字影像信号数据；一串行数据编码单元，用以对该数字影像信号数据进行编码以产生兼容于操作系统接口标准的串行影像数据信号流；以及一网络控制单元，用以将该串行影像数据信号流转换为串行网络信号封包，以供网络传输。

于一较佳实施例中，上述的网络摄影机更包含一音频感测单元，用以检索音频信息；以及一数字音频处理单元，用以将该音频信息转换并压缩以成为数字音频信号数据，其中该串行数据编码单元对该数字影像信号数据与数字音频信号数据进行编码以产生串行影音信号流，使该网络控制单元将该串行影音信号流转换为可供网络传输的串行影音网络信号封包。

另一方面，本发明更提供一种网络摄影机的数据传输方法，其步骤包含：(1)检索影像信息，并将该影像信息转换并压缩以成为数字影像信号数据；(2)对该数字影像信号数据进行编码以产生操作系统兼容的串行影音数据信号流；以及(3)将该串行影音数据信号流转换为串行网络信号封包。

于一较佳实施例中，上述的该步骤(1)更包含：令该网络摄影机检索音频信息，并将该音频信息转换为数字音频信号，且该步骤(2)更包含：将该数字音频信号进行编码以产生串行音频数据信号流。

本发明的数据传输方法系应用于网络摄影机中，通过此种数据传输方法可将现有网络摄影机的数字影音数据转换为网络封包规格的影音数据，使网络摄影机能通过网络传递影音数据，提高使用的便利性。且本发明的数据传输方法虽采用如IP CAM中的IP通讯协议，但限缩其网络传输能力，使之仅能在内部网络中使用，因此大大降低网络摄影机的生产成本也使得安装架设更容易。

附图说明

图1为本发明的网络摄影机的基本架构图。

图2为本发明的网络摄影机的具体实施例的示意图。

图3为本发明的网络摄影机应用于企业内部网络的架构图。

图4为本发明的网络摄影机的数据传输方法的基本流程图。

【主要组件符号说明】

1、2、2A、2B  本发明的网络摄影机

10            影像感测单元

11            数字影像处理单元

12            串行数据编码单元

13            网络控制单元

14、24        镜片组

20            影像感应器

21            音频感应器

22            微处理芯片

220           数字信号转换单元

221           串行数据编码单元

23            网络信号控制芯片

3             网络系统

3`            企业内部网络

4             使用者计算机

41            联机程序

具体实施方式

为充分了解本发明的目的、特征及功效，兹借由下述具体的实施例，并配合所附的图式，对本发明做一详细说明，说明如后：

图1为本发明的网络摄影机的基本架构图。如图所示，本发明的网络摄影机1包括以下的构件。

影像感测单元10，用以检索影像信息。其中，影像感测单元可为一影像感测芯片如CMOS或CCD影像感测芯片，通过该影像感测芯片可检索各种外部影像。

数字影像处理单元11，系电性连接影像感测单元10，用以将该影像感测单元10所取得的影像信息转换并压缩以成为数字影像信号。其中，数字影像处理单元11可为一具有模拟数字转换功能的影像微处理芯片，可将模拟影像信息转换为数字影像信号，或是将影像信号进行压缩或转换其传输规格。

串行数据编码单元12，系电性连接数字影像处理单元11，用以对该数字影像信号进行编码以产生操作系统可支持的标准格式的串行数据信号流，使外围设备无须于联机计算机时另外安装驱动软件，因此能增加数据传输的便利性。本发明的串行数据编码单元12系将兼容该数据处理设备的驱动程序集整合于该串行数据信号流中，故网络摄影机与计算机连接时无须另外安装该网络摄影机的驱动软件。

网络控制单元13，用以将该串行数据信号流转换为串行网络信号封包。本发明的网络控制单元13并非一般的网络芯片，其必须可将特定串行格式(如USB等)的数据信号流转换为网络传输型态的串行网络信号封包，亦即将串行数据信号流转换为封包格式，以通过网络将该封包格式的信号流传至客户端(计算机)。

镜片组14，提供光学映像的功能，使影像感测单元10检索影像信息。

具体实施时，首先，利用镜片组14使影像感测单元10检索外部影像信息，接着，令数字影像处理单元11将该影像信息转换为数字影像信号并进行压缩，再者，以串行数据编码单元12对该数字影像信号进行编码以产生串行影像数据信号流，最后，令网络控制单元13将该串行影像数据信号流转换为封包格式的网络信号。

于一较佳实施例中，本发明的网络摄影机更包含用以检索音频信息的音频感测单元以及用以将该音频信息转换并压缩以成为数字音频信号的数字音频处理单元，其中该串行数据编码单元12对该数字影像信号与数字音频信号进行编码以产生串行影音数据信号流，再使该网络控制单元13将该串行影音数据信号流转换为封包格式的影音网络信号流，因此，当使用者端计算机将封包译码时，即可获得网络摄影机端的影像数据与音频数据。

于另一较佳实施例中，上述的网络控制单元13可通过有线网络或无线网络连结至少一数据处理设备，其中该数据处理设备可为计算机、手机、个人数字助理(PDA)或其它具有数据处理与网络联机功能的装置。

请参阅图2，为本发明的网络摄影机的具体实施例的示意图。如图所示，与网络系统3连结的网络摄影机2包括影像感应器20、音频感应器21、微处理芯片22、网络信号控制芯片23及镜片组24，其中，微处理芯片22更包含数字信号转换单元220及串行数据编码单元221。

影像感应器20与音频感应器21用以检索影像信息与音频信息，其功能不再赘述。于本实施例中，利用一微处理芯片22进行影像信息与音频信息的转换、压缩与串行数据编码。如图所示，微处理芯片22具有数字信号转换单元220及串行数据编码单元221，数字信号转换单元220用以将影像信息与音频信息转换为数字信号，再通过串行数据编码单元221进行压缩及编码，以将兼容客户端计算机的驱动程序集进行整合而形成串行影音数据信号流。接着，通过网络信号控制芯片23将影音数据信号流转换为封包格式的网络信号。

通过上述方式，使用者端计算机可借由网络系统3连接该网络摄影机2，例如借由编号RJ45的网络线连结网络摄影机2，再搭配如集线器或路由器等桥接设备，即可大幅增加网络摄影机2与计算机的距离。以公司内部网络(IntraNet)为例，甚至隔几栋大楼都不是问题。

于一较佳实施例中，网络信号控制芯片23可通过有线网络或无线网络连结至少一数据处理设备，其中该数据处理设备可通过一联机应用软件主动连结该网络控制单元以检索该摄影机输出的网络信号。

于另一较佳实施例中，上述的串行数据编码单元221通过串行总线将该编码后的数据信号传输至网络信号控制芯片23。

请参阅图3，为本发明的网络摄影机应用于企业内部网络的架构图。如图所示，本发明的网络摄影机2A、2B通过企业内部网络3`与使用者计算机4连结，其中该使用者计算机4具有一联机程序41。

具体实施时，先由使用者计算机4开启联机程序41，联机程序41自动搜寻企业内部网络3`中(也可为局域网络)是否有可联机的网络摄影机，接着，将搜索到的网络摄影机2A、2B显示于其软件的使用者操作接口。而使用者计算机4通过企业内部网络3`主动连结所选定的网络摄影机，并检索其影音数据封包。然后，由使用者计算机4将影音数据封包译码以取得数据，最后，通过联机程序41将该数据由使用者计算机4的输出装置(屏幕或喇叭)显示远程(即网络摄影机端)的影像数据及声音数据。

请参阅图4，为本发明的网络摄影机的数据传输方法的基本流程图。如图所示，于步骤S40中，令网络摄影机检索影像信息，并通过数字信号处理器将该影像信息转换并压缩以成为数字影像数据信号。于一较佳实施例中，令网络摄影机同时检索音频信息，以将该音频信息转换并压缩以成为数字音频数据信号。

于步骤S41中，令网络摄影机对该数字影像数据信号进行编码以产生串行数据信号流，其中，该网络摄影机可对该数字影像信号进行压缩，并将该数字影像信号进行整合编码以产生串行数据信号流。于一较佳实施例中，该串行数据信号流包含数字音频信号与数字影像信号。

于步骤S42中，令网络摄影机将该串行数据信号流转换为串行网络信号封包，使至少一数据处理设备可借由有线网络或无线网络连结该网络摄影机以检索该串行网络信号封包，其中，该数据处理设备可通过一应用软件主动连结该网络摄影机。

相较于现有技术，本发明的网络摄影机由于限制使用于局域网络中，故此网络摄影机不需具有安全保密功能。详言之，当数据处理设备连结该网络摄影机时，无需输入对应的密码或识别码进行认证，可即插即用，使用者不必进行设定，故该网络摄影机的影音数据可为同一局域网络内使用者所共享，但局域网络之外，则需通过登入指定服务器，通过该服务器认证，始可存取该网络摄影机的影音数据，以确保影音数据的私密性。

本发明的网络摄影机及数据传输方法利用上述将符合操作系统标准串行格式的信号转换为封包格式的网络信号的方法，使网络摄影机所检索的影像信号与音频信号能通过网络系统传输至使用者端的计算机设备，因此能大大提高网络摄影机于架设时及使用时的便利性。再者，本发明的网络摄影机并非使用现有IP CAM的架构，故无须使用价格较高的处理芯片，因此能降低网络摄影机的制作成本。

如上所述，本发明完全符合专利三要件：新颖性、进步性和产业上的可利用性。以新颖性和进步性而言，本发明系结合串行编码技术以及操作系统标准串行信号规格转网络规格的技术，能降低网络摄影机的成本并提高使用上的便利性；就产业上的可利用性而言，利用本发明所衍生的网络摄影机及相关产品，当可充分满足目前市场的需求。

本发明在上文中已以较佳实施例公开，然本领域技术人员应理解的是，该实施例仅用于描绘本发明，而不应解读为限制本发明的范围。应注意的是，举凡与该实施例等效的变化与置换，均应设为涵盖于本发明的范畴内。因此，本发明的保护范围当以下文的权利要求书所界定者为准。

Claims (15)

1.一种网络摄影机，其特征在于，包含：

一影像感测单元，用以检索影像信息；

一数字影像处理单元，用以将该影像信息转换为数字影像信号；

一串行数据编码单元，用以对该数字影像信号进行编码以产生串行影像数据信号流；以及

一网络控制单元，用以将该串行影像数据信号流转换为串行网络信号封包。

2.如权利要求1所述的网络摄影机，其特征在于，更包含：

一音频感测单元，用以检索音频信息；以及

一数字音频处理单元，用以将该音频信息转换为数字音频信号，其中该串行数据编码单元对该数字影像信号与数字音频信号进行编码以产串行影音信号流，使该网络控制单元将该串行影音信号流转换为影音网络信号封包。

3.如权利要求1所述的网络摄影机，其特征在于，该数字影像处理单元对该影像信息进行压缩以产生该数字影像信号。

4.如权利要求1所述的网络摄影机，其特征在于，该网络控制单元通过有线网络或无线网络连结至少一数据处理设备。

5.如权利要求4所述的网络摄影机，其特征在于，该数据处理设备为计算机、手机或个人数字助理。

6.如权利要求4所述的网络摄影机，其特征在于，该串行数据编码单元系将兼容该数据处理设备的驱动程序集整合于该串行数据信号。

7.如权利要求4所述的网络摄影机，其特征在于，该有线网络或无线网络架构于企业内部网络。

8.如权利要求4所述的网络摄影机，其特征在于，该数据处理设备通过一联机软件主动连结该网络控制单元以检索该串行网络信号封包。

9.如权利要求1所述的网络摄影机，其特征在于，该串行数据编码单元通过串行数据总线将该串行影像数据信号流传输至该网络控制单元。

10.一种网络摄影机的数据传输方法，其特征在于，其步骤包含： 

(1)检索影像信息，并将该影像信息转换为数字影像信号；

(2)对该数字影像信号进行编码以产生串行影像数据信号流；以及

(3)将该串行影像数据信号流转换为串行网络信号封包。

11.如权利要求10所述的数据传输方法，其特征在于，该步骤(1)更包含：检索音频信息，并将该音频信息转换为数字音频信号，且该步骤(2)更包含：将该数字音频信号进行编码以产生串行音频数据信号流。

12.如权利要求10所述的数据传输方法，其特征在于，该步骤(1)更包含：对该影像信息进行压缩以产生该数字影像信号。

13.如权利要求10所述的数据传输方法，其特征在于，更包含步骤(4)：令至少一数据处理设备通过有线网络或无线网络连结该网络摄影机以检索该串行网络信号封包。

14.如权利要求13所述的数据传输方法，其特征在于，该步骤(2)更包含：将兼容该数据处理设备的驱动程序集整合于该串行影像数据信号流。

15.如权利要求13所述的数据传输方法，其特征在于，该步骤(4)更包含：令该数据处理设备通过一应用软件主动连结该网络摄影机。 

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