CN102907006A - 直接连接影像摄像装置的二进制cdma影像收发信系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种直接连接影像摄像装置的二进制CDMA影像收发信系统，本发明提供的直接连接影像摄像装置的二进制CDMA影像收发信系统包括影像传输单元与影像收信单元，上述影像传输单元包括：影像摄像装置，输出所摄数码影像信号；影像前处理单元，把上述影像摄像装置输出的数码影像信号鲜明地处理；数码影像处理单元，把影像信号转换成可压缩的信号；发信侧A/V编译码器，对所输出的影像信号进行影像及语音压缩；发信侧主机处理器，执行二进制CDMA功能；发信侧二进制CDMA基带处理器；RF发信单元；上述影像收信单元包括：RF收信单元，接收发送过来的RF信号；收信侧二进制CDMA基带处理器，接收RF信号后加以解码；收信侧主机处理器；收信侧A/V编译码器，执行影像及语音的解压；影像后处理单元，输出影像信号。排除模拟方试而通过数码处理方式提高影像品质的分辨率，能够实现传输数据的密码化而得以提高安全性，频率效率优异，与其它近程无线通信相比具有卓越的远程通信功能，还能实现低功率超高速传输效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种直接连接影像摄像装置的二进制CDMA影像收发信系统，尤其是一种利用一般CCD/CMOS摄像机拍摄保安监视用影像并且在没有转换信号的情形下直接输出并传输数码影像，从而实现高处理速度、高稳定性及效率性，还进一步改善了传输距离的直接连接影像摄像装置的二进制CDMA影像收发信系统。
背景技术
众所周知，在安全性较弱的地区或人员往来频繁的地区或产业设备等处为了进行监视/管理而安装并运行着CCTV摄像机。
然而，该CCTV摄像机需要利用电缆连接摄像机与显示器或数码视频录像机(DVR)，因此比较不方便。
不仅如此，使用多台CCTV摄像机进行监视/监督/管理时，不仅安装费用较高，还需要另外准备控制用控制信号传输电缆。
而且，繁多的配线不仅影响到设施物的景观，还会因为配线短路或连接不良而发生传输不良，由于配线的存在而于安装后不能轻易地改变位置，因此无法针对接入通道等环境或需求变化而灵活地改变监视摄像机安装地点或进一步安装。
为了改善该问题， 先前技术已经公开了利用CCD(Charge-Coupled Device)/CMOS(Complementary Metal-OxideSemiconductor)摄像机模组之类的影像摄像装置以模拟无线方式执行监视功能的监视摄像机及其系统。
然而，这些影像摄像装置虽然拍摄成数码数据却需要在影像数据前处理单元输出影像时转换成模拟复合(Analogue Composite)，从而导致初始数码影像劣化而降低了分辨率。
不仅如此，还会与其它监视摄像机的电波干涉而发生信号互相混合的混线问题，更危险的是，随着同一带宽的频率被先行占有而在使用无线LAN设备等时受到了限制。
更何况，其由于传输效率低落而不利于远程通信，由于数据的密码化功能低落而影响到安全性，而且因为频率效率低而相互干涉性较高并发生杂音。
发明内容
【技术课题】
为了解决现有技术上的诸多问题，本发明的主要目的是提供一种直接连接影像摄像装置的二进制CDMA影像收发信系统，在没有进行模拟转换的情形下把通过影像摄像装置得到的初始数码影像直接输出为数码影像而得以防止分辨率降低的现象，导入二进制CDMA技术而得以通过传输数据的密码化提高安全性，确保较高的频率效率及较低的信号干涉性，进而加强传输数据的可靠性，没有基站也能在500m的范围进行影像、语音数据的收发信，杂音较少，还能同时接入多个终端而得以提高运用效率。
【技术方案】
实现上述目的的本发明直接连接影像摄像装置的二进制CDMA影像收发信系统包括影像传输单元与影像收信单元，上述影像传输单元包括：影像摄像装置，由CCD/CMOS摄像机模组构成并且以CCIR601或CCIR656直接输出所摄数码影像信号；影像前处理单元，把上述影像摄像装置输出的数码影像信号鲜明地处理；数码影像处理单元，把上述影像前处理单元所处理的影像信号转换成可压缩的信号；发信侧A/V编译码器，对上述数码影像处理单元所输出的影像信号进行影像及语音压缩；发信侧主机处理器，作为控制上述影像摄像装置、数码影像处理单元及发信侧A/V编译码器并且执行二进制CDMA功能的处理器而安装有嵌入式Linux操作系统(O/S)；发信侧二进制CDMA基带处理器，对于在上述发信侧主机处理器的控制下由发信侧A/V编译码器压缩的影像信号进行编码并二进制化后，调制成时分多址信号波形；RF发信单元，把上述发信侧二进制CDMA基带处理器输出的调制信号以2.4GHz RF信号发信；上述影像收信单元包括：RF收信单元，接收上述RF发信单元发送的RF信号；收信侧二进制CDMA基带处理器，接收来自上述RF收信单元的RF信号后加以解调并解码；收信侧主机处理器，控制上述收信侧二进制CDMA基带处理器；收信侧A/V编译码器，把在上述收信侧主机处理器的控制下被解调并解码的影像信号的压缩加以解除而执行影像及语音的解压；影像后处理单元，根据无线连接的机器数而把上述收信侧A/V编译码器解压的影像信号以能够把影像及语音直接输入显示器的模拟影像信号输出。
此时，在上述影像传输单元中，上述影像前处理单元利用12bitAD IC进行处理。
而且，上述发信侧A/V编译码器及收信侧A/V编译码器所使用的压缩方式为M-JPEG、MPEG-4、H.264之一。
而且，在上述影像收信单元中，上述RF收信单元根据所使用的机器而区分为1:1(利用1台收信机接收内置有1台二进制CDMA的摄像机模组所发送的信号)、1:4(利用1台收信机接收内置有4台二进制CDMA的摄像机模组所发送的信号)及1:8(利用1台收信机接收内置有8台二进制CDMA的摄像机模组所发送的信号)，上述影像后处理单元则根据该分类决定视频编码器数字。
不仅如此，在上述影像收信单元中，收信侧A/V编译码器与影像后处理单元装载到PC的主机板上，RF收信单元、二进制CDMA基带处理器及主机处理器则制成PC卡型态后安装到上述PC并接收影像发信单元所发送的影像信号后加以处理。
【有益效果】
本发明排除模拟方试而通过数码处理方式提高影像品质的分辨率，能够实现传输数据的密码化而得以提高安全性，频率效率优异，干涉性较低而得以提高传输数据的品质，与其它近程无线通信相比具有卓越的远程通信功能，还能实现低功率超高速传输效果。
附图说明
图1是本发明系统的影像传输单元的构成块图例示。
图2是本发明系统的影像收信单元的构成块图例示。
图3是构成本发明系统的影像收信单元的其它构成块图例示。
100：影像传输单元 110：影像摄像装置
120：影像前处理单元 130：数码影像处理单元
140、250：A/V编译码器 150、230：主机处理器
160、220：二进制CDMA基带处理器 170：RF发信单元
210：RF收信单元 260：PC卡
270：PC
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的较佳实施例。
本发明直接连接影像摄像装置的二进制CDMA影像收发信系统主要包括影像传输单元与影像收信单元。
而且，它们之间的无线通信通过二进制CDMA方试实现。
在此，二进制CDMA(Binary CDMA)是无线通信技术之一的CDMA技术经过特化的个人用无线通信技术，以无线方式连接数码机器，不使用电缆也能够自由地收发语音、影像及数据。
如下列表1所示，该二进制CDMA无线通信技术在个人用无线通信范围内相比于Bluetooth、Zigbee、UWB等技术具有各方面的优点，而且，即使用户数量出现变化时也能为各用户一直维持一定的传输速度，是一种具有卓越的多媒体传输性能的无线通信技术。
【表1】
也就是说，本发明所使用的二进制CDMA无线通信技术具有CDMA的抗噪音性能，也具有TDMA的超高速传输及低功率消耗，由于传输数据的密码化而具有卓越的安全性，由于可以和WLAN、Bluetooth、Zigbee同时使用，不仅频率效率优异并具有较低的互干涉性，还支持(Qos)多媒体数据的传输，也能支持300kbps~64Mbps的各种可变传输速度，实现各种数码机器之间的无线网络并且以无线方式收发高画质形状，即使没有基站也能在最长500m的范围进行数据(影像、语音)收发信，即使没有AP(Access Point)也能在终端之间构成独立的Ad-hoc网络，每一个微型网(Piconet)可以使用40个终端(Activedevice)，最多可以接入250个。
使用该无线通信技术的本发明可以如图1所示地构成影像传输单元(100)。
如图1所示，本发明的影像传输单元(100)包括影像摄像装置(110)。
上述影像摄像装置(110)是一般的CCD/CMOS摄像机模组，本发明为了让所摄数码信号不转换成模拟而直接输出数码影像，以CCIR601或CCIR656传输到数码影像处理单元(130。
在此，CCD方试通常是基于模拟电路的光学系统，进入镜头的光线再进入被称为感光体(Cell)的聚光装置时，各感光体将保存针对该光线的电荷再将其传输到转换装置后表现颜色。亦即，通过镜头的光线会经过光圈(aperture)传达到CCD元件而不是传达到膜(Film)，然后成像(Image)。
由于CCD是由众多的感光体构成的，即使一部分感光体受损也可以通过其它感光体成像(Image)，因此CCD方试的画质良好，灵敏度较高而得以表现出细微差异并且精密区分颜色。
而且，CMOS方试的一个聚光元件使用一个晶体管，构成影像的像素全部装载了可以把电荷转换成电信号的调制器而能够只读取必要部分的数据，因此其处理速度比CCD快。
尤其是，CMOS方试可以把让所摄影像数据转换成数码信号的电路、保存数据的内存及控制数据输出或整体机器的中央处理器等全部集约到一个芯片，因此能够实现小型化并降低价格。
然而，CMOS方试由于每个像素都装载有调制器，因此调制器的装载不均匀时会在所摄影像出现斑纹等现象，从而其画质与灵敏度相对低于CCD。
本发明直接使用该CCD/CMOS方试的摄像机模组取得码数据，并且把该数码数据直接处理为影像。
此时，上述影像摄像装置(110)的输出端连接影像前处理单元(120)。
上述影像前处理单元(120)利用12bit AD IC在不按照现有模拟影像数据传输而以数码传输的彩色信号数据(color data)上以12个(也包括12个以上的情形)排列传输清晰信号，为此而提高速度以防止劣化，编译码器压缩时可以提高颜色效率性及画质地进行处理。
亦即，直接添加了影像前处理单元(120)，其在处理数码影像数据之前以12Bit把数字视频信号源(Digital Video Signal Source)处理成数字视频格式(Digital Video Format)。
而且，上述影像前处理单元(120)的输出端连接数码影像处理单元(130)。
上述数码影像处理单元(130)是DSP(Digital Signal Processor)，能够高速处理数码信号。
在此则处理影像及语音数据，从而让来自影像摄像装置(110)的影像数据可以在各种A(Audio)/V(Video)编译码器进行压缩。
所执行的功能通常是把CCD摄像机模组之类的影像摄像装置所输出的模拟复合(Composite)影像信号解码成适合A/V编译码器输入的数码信号的视频解码功能，但本发明对数码数据进行12bit以上的数码影像数据处理就能顺利地进行解码，支持卓越的影像数据处理速度及优异的解码功能，能够在CDMA传输时保证较高的稳定性与效率性，到达距离也比现有技术增加了很多。
例如，到达距离比现有技术增加了30%以上，质及画感可以从一般CCD CAMERA(270,000pixel级)稳定地增加到MEGAPIXEL(1.3M~3M)，还能防止数据丢失及转换(Analog→Digital→Analog)所导致的劣化。
而且，上述数码影像处理单元(130)的输出端连接A/V编译码器(140)。
上述A/V编译码器(140)把数码影像处理单元(130)所处理的数码影像中的音频部分与视频部分加以压缩。
此时，现有模拟数据劣化而虽然可以在一般DVR等设备上进行播放或录像，但为了二进制CDMA传输而需要以ARM7 FORMAT重新把模拟数据转换成数码数据后压缩的过程，因此会大幅降低WIRELESS灵敏度及收信画质，但本发明从CCD开始一贯地传达数码视频信号(DIGITAL VIDEO SIGNAL)与数码数据(DIGITALDATA)而得以解决该问题。
此时，压缩方式可以根据产品的应用而采取M-JPEG、MPEG-4或H.264方试。
而且，压缩的影像信号被储存到内存(180)。
而且，本发明系统的影像传输单元(100)还包括主机处理器(150)，上述主机处理器(150)是一种适合执行二进制CDMA功能的高性能FPGA处理器，并且以内置有ARM7内核(core)的处理器较佳。
O/S以装载嵌入式Linux(Embedded Linux)较佳，嵌入式Linux可以根据二进制CDMA基带处理器(160)的启动模式而支援启动，利用含有二进制CDMA无线通信技术的二进制CDMA基带处理器(160)实现收发影像及语音压缩数据的应用程序，可以维持无线到达距离，还能保障收发信机器之间，尤其是位于近程的多个机器之间的无线通信品质。
不仅如此，上述嵌入式Linux还能控制A/V编译码器(140)而控制分辨率、压缩品质、压缩速度等，还能控制影像摄像装置(110)内部的各种参数，例如Iris、Day & Night、WDR、影像反转等功能、以及具备PTZ(基于高画质TV的高性能缩放)功能的配件，有助于顺利实现功能并简化安装作业。
在此，为了完善地实现上述功能而要求传输数据的尺寸较小而稳定，RF传输时则尽量减少数据劣化或数据损失，在模拟摄像机经过多次转换过程的模拟数据无法避免上述的劣化与损失，但本发明能够通过数码数据的批处理而完全解决上述的现有问题。
而且，把应用程序装载到闪存(190)而得以针对升级及客户之间的差别化业务的实现而进行控制。
而且，装载有二进制CDMA基带处理器(160)，其在上述主机处理器(150)的控制下把压缩的影像数据调制为二进制CDMA方试后输出到RF发信单元(170)。
上述二进制CDMA基带处理器(160)接收了被A/V编译码器(140)压缩后储存在内存(180)的影像数据(影像信号)后将其编码(密码化)并加以二进制化后，调制成时分多址信号波形后输出到上述RF发信单元(170)。
然后，上述RF发信单元(170)将发送调制成二进制CDMA的2.4GHz带宽的RF信号。
另一方面，上述RF发信单元(170)所发送的二进制CDMA调制信号则如图2所示地通过影像收信单元(200)被接收。
为此，上述影像收信单元(200)具备有RF收信单元(210)。
上述RF收信单元(210)接收被调制成二进制CDMA的2.4GHzRF信号，根据所使用的机器而区分为1:1(利用1台收信机接收内置有1台二进制CDMA的摄像机模组所发送的信号)、1:4(利用1台收信机接收内置有4台二进制CDMA的摄像机模组所发送的信号)、1:8(利用1台收信机接收内置有8台二进制CDMA的摄像机模组所发送的信号)等，后述的影像后处理单元(250)则根据该分类决定视频编码器数字。
因此，被载入ARM7内核(core)后传输的数据是已经被编译码器(CODEC)压缩处理的数据，不必另外进行编译码器处理就能同时直接输出、播放及压缩储存，因此能够使用现有DVR上装载的CODECCHIP实现CDMA无线系统而得以提高效率，还能大幅改善成本及品质。
而且，上述影像收信单元(200)也具备有前文说明的二进制CDMA基带处理器(220)及控制它的主机处理器(230)。
此时，它们对来自上述RF收信单元(210)的调制信号进行解调并解码。
而且，被解调并解码的影像信号则通过A/V编译码器(240)按照发信侧的压缩方试而解压成M-JPEG、MPEG-4或H.264。
此时，影像及语音解压将根据内置了二进制CDMA的发信CCTV系统里的压缩方式而解压成M-JPEG、MPEG-4或H.264，但因为传输了已经压缩的数码数据而得以直接储存，DVR部分不必另外进行编译码器处理而得以大幅提高其效率性。
最后，被解压的影像通过影像后处理单元(250)按照根据无线连接的机器数量而把影像及语音输出制成1频道、4频道、8频道等后输出到另行配置的BNC(或RCA)连接器(connector)。
此时，可以视需要而把影像组合后另行输出到显示器，此时输出的影像信号将是可以直接输入显示器的模拟复合影像信号型态。
因此，本发明不采取接收模拟影像后利用编译码器压缩的现有方试，本发明首先保存以二进制CDMA传输的已压缩数据后根据其用途(例：显示器等)而进行模拟输出，以该方式构成DVR结构，从而得以实现大幅提高效率、大幅降低成本的数码数据批处理二进制CDMA系统。
下面是上述影像收信单元(200)基于PC的其它实施例，如图3所示，RF收信单元(210)、二进制CDMA基带处理器(220)及主机处理器(230)具有PC卡(260)形态(PCMCIA等)，该PC卡(260)被安装到PC(270)，PC(270)的主机板则装载了与它们连接的A/V编译码器(240)、影像后处理单元(250)，不仅如前所述地适用于独立(Stand-Alone)型态，而且以PC作为基本规格时也能轻易地适用。
采取前文所述方试的本发明，能够把内置二进制CDMA的影像摄像装置所摄影像不以模拟方式处理而以数码方式直接处理，通过二进制CDMA方试的无线通信技术传输到所需无线机器而得以避免信号失真或品质下降，既能维持优异的品质特性，还能快速地传输到远程，因此其运用范围将会很广泛。
Claims (5)
1.一种直接连接影像摄像装置的二进制CDMA影像收发信系统，其特征在于，
包括影像传输单元与影像收信单元，
上述影像传输单元包括：
影像摄像装置，由CCD/CMOS摄像机模组构成并且以CCIR601或CCIR656直接输出所摄数码影像信号；影像前处理单元，把上述影像摄像装置输出的数码影像信号鲜明地处理；数码影像处理单元，把上述影像前处理单元所处理的影像信号转换成可压缩的信号；发信侧A/V编译码器，对上述数码影像处理单元所输出的影像信号进行影像及语音压缩；发信侧主机处理器，作为控制上述影像摄像装置、数码影像处理单元及发信侧A/V编译码器并且执行二进制CDMA功能的处理器而安装有嵌入式Linux操作系统(O/S)；发信侧二进制CDMA基带处理器，对于在上述发信侧主机处理器的控制下由发信侧A/V编译码器压缩的影像信号进行编码并二进制化后，调制成时分多址信号波形；RF发信单元，把上述发信侧二进制CDMA基带处理器输出的调制信号以2.4GHz RF信号发信；
上述影像收信单元包括：
RF收信单元，接收上述RF发信单元发送的RF信号；收信侧二进制CDMA基带处理器，接收来自上述RF收信单元的RF信号后加以解调并解码；收信侧主机处理器，控制上述收信侧二进制CDMA基带处理器；收信侧A/V编译码器，把在上述收信侧主机处理器的控制下被解调并解码的影像信号的压缩加以解除而执行影像及语音的解压；影像后处理单元，根据无线连接的机器数而把上述收信侧A/V编译码器解压的影像信号以能够把影像及语音直接输入显示器的模拟影像信号输出。
2.根据权利要求1所述的直接连接影像摄像装置的二进制CDMA影像收发信系统，其特征在于，
在上述影像传输单元中，上述影像前处理单元利用12bit AD IC进行处理。
3.根据权利要求1所述的直接连接影像摄像装置的二进制CDMA影像收发信系统，其特征在于，
上述发信侧A/V编译码器及收信侧A/V编译码器所使用的压缩方式为M-JPEG、MPEG-4、H.264之一。
4.根据权利要求1所述的直接连接影像摄像装置的二进制CDMA影像收发信系统，其特征在于，
在上述影像收信单元中，上述RF收信单元根据所使用的机器而区分为1:1(利用1台收信机接收内置有1台二进制CDMA的摄像机模组所发送的信号)、1:4(利用1台收信机接收内置有4台二进制CDMA的摄像机模组所发送的信号)、1:8(利用1台收信机接收内置有8台二进制CDMA的摄像机模组所发送的信号)，上述影像后处理单元则根据该分类决定视频编码器数字。
5.根据权利要求1所述的直接连接影像摄像装置的二进制CDMA影像收发信系统，其特征在于，
在上述影像收信单元中，收信侧A/V编译码器与影像后处理单元装载到PC的主机板上，RF收信单元、二进制CDMA基带处理器及主机处理器则制成PC卡型态后安装到上述PC并接收影像发信单元所发送的影像信号后加以处理。
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