CN103002249A - 基于图像拼接的sdi全景摄像系统 - Google Patents

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赵磊
卫立珩
张霞
孙纪伟
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Abstract

本发明属于视频监控技术领域，具体涉及一种基于图像拼接的SDI全景摄像系统。本发明的全景摄像系统包括SDI全景相机、视频显示装置和控制终端。其中，SDI全景相机包括n个摄像机、n个图像传感器、n个ISP芯片、n个SDI发送器和一个集中控制单元；视频显示装置包括n个SDI接收器。SDI全景相机中集中控制单元与每个ISP芯片连接，同时，集中控制单元与控制终端相连接。本发明解决了现有基于图像拼接技术的全景摄像系统中，不同方向摄像机获取的图像一致性低的技术问题，使不同方向摄像机获取的待拼接图像在色温、色差、对比度等参数上保持一致，能够高质量地呈现被监控区域的真实情况。

Description

基于图像拼接的SDI全景摄像系统
技术领域
本发明属于视频监控技术领域，具体涉及一种基于图像拼接的SDI全景摄像系统。
背景技术
摄像机是使用广泛的监控前端设备之一，使用时将其安装在某一位置后可以方便的实现对定点的监控。但是，在某一时刻，单一摄像机的监控范围是有限的，这是由于摄像机自身的视场角限制造成的，通常一个普通的一体化像机的视场角在60度左右，覆盖面积较小，难以实现全景监控。
为了解决视场角小的不足，现有技术中主要采用以下三种解决方案。
方案一：鱼眼相机。鱼眼相机是指带有鱼眼镜头的相机，鱼眼镜头是一种焦距极短并且视角接近或等于180°的镜头。为了达到180度的超大视角，桶形畸变是不可避免的，其结果是除了画面中心的景物保持不变，其他本应水平或垂直的景物都发生了相应的变化。鱼眼镜头与人们眼中的真实世界的景象存在很大的差别。
方案二：全景镜头。全景镜头的优势是只需一台摄像机就，一次就可以完成360度场景拍摄，可智能监控整个空间，不需要多角度拍摄。但是由于360度的景物在一个传感器上成像，其分辨率较低；此外，其镜头会引起的图像球状畸变，失真较为严重。
方案三：图像拼接。在某些既要获得高分辨率的图像又要获得大测量范围的任务中，比如在全景监控中加入车牌识别，人脸识别、行为识别、自动跟踪、自动报警等，对光学系统的要求是在保证长焦距的情况下还要具有大的视场。图像拼接方案采用多个定点摄像机，分别朝向不同的方向，通过其拍摄方向的几何关系以及图像的边界连接情况，将多个摄像机拍摄的图像拼接成一幅完整的全景图像。
图像拼接方案既能获得较大的视场角，又能保持较高的分辨率，优势明显，是全景监控的发展趋势。现有基于图像拼接技术的全景摄像系统中，难以保证系统中不同方向摄像机获取的图像具有一致性，导致不同方向摄像机获取的图像间存在明显差异，严重影响了监控质量。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：现有基于图像拼接技术的全景摄像系统中，不同方向摄像机获取的图像一致性低。
本发明的技术方案如下所述：
一种基于图像拼接的SDI全景摄像系统，包括全景相机、视频显示装置和控制终端，全景相机的数据传输至视频显示装置，控制终端用于对全景相机进行设置；
所述全景相机为SDI全景相机，其包括n个摄像机、n个图像传感器、n个ISP芯片、n个SDI发送器和一个集中控制单元；
所述视频显示装置包括n个SDI接收器；
其中n≥2，以实际情况中通过n个摄像机的图像都够拼接出全景图像为准；
SDI全景相机中不同摄像机的镜头具有不同朝向；每个摄像机将采集的图像传输至一个图像传感器；每个图像传感器的输出作为输入与一个ISP芯片相连接；每个ISP芯片的输出作为输入通过SDI接口与一个SDI发送器相连接；每个SDI发送器的输出作为输入与视频显示装置中的一个SDI接收器相连接；SDI全景相机中集中控制单元与每个ISP芯片连接，同时，集中控制单元与控制终端相连接。
作为优选方案，图像传感器与ISP芯片之间采用20帧并口连接，ISP芯片与SDI发送器之间20帧并口连接，ISP芯片与集中控制单元之间采用RS485总线连接，集中控制单元与控制终端之间采用网线连接。
作为进一步的优选方案，ISP芯片采用Nextchip NVP2400芯片，SDI发送器采用Gennum GV7600芯片，SDI接收器采用Gennum GV7601芯片，集中控制单元采用三星2440ARM芯片。
本发明中，n的优选值为4。
本发明的有益效果为：
(1)本发明的基于图像拼接的SDI全景摄像系统中，通过对不同方向摄像机进行集中控制，使不同方向摄像机具有相同的工作参数，使不同方向摄像机获取的待拼接图像在色温、色差、对比度等参数上保持一致，能够高质量地呈现被监控区域的真实情况；
(2)本发明的基于图像拼接的SDI全景摄像系统中，控制终端能够对系统中多个摄像机同时进行控制，方便用户操作；
(3)本发明的基于图像拼接的SDI全景摄像系统中，采用SDI(SerialDigital Interface)接口，具有高清、无损、无干扰、无延迟等优点，能够在不替换庞大的以同轴电缆构建的传输框架下完成数字音视频信号的传输，系统更新成本较低。
附图说明
图1为本发明的基于图像拼接的SDI全景摄像系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的基于图像拼接的SDI全景摄像系统进行详细说明。
本发明的基于图像拼接的SDI全景摄像系统包括：SDI全景相机、视频显示装置和控制终端。其中，SDI全景相机包括n个摄像机、n个图像传感器、n个ISP芯片、n个SDI发送器和一个集中控制单元；视频显示装置包括n个SDI接收器。其中n≥2，n的取值有多种选择，以实际情况中n个摄像机的图像都够拼接出全景图像为准。
SDI全景相机中不同摄像机的镜头具有不同朝向；每个摄像机将采集的图像传输至一个图像传感器；每个图像传感器的输出作为输入与一个ISP芯片相连接；每个ISP芯片的输出作为输入通过SDI接口与一个SDI发送器相连接；每个SDI发送器的输出作为输入与视频显示装置中的一个SDI接收器相连接。SDI全景相机中集中控制单元与每个ISP芯片连接，同时，集中控制单元与控制终端相连接。
如图1所示，本实施例中，n＝4。且图像传感器与ISP芯片之间采用20帧并口连接，ISP芯片与SDI发送器之间20帧并口连接，ISP芯片与集中控制单元之间采用RS485总线连接，集中控制单元与控制终端之间采用网线连接。ISP芯片采用Nextchip NXP2400芯片，SDI发送器采用Gennum GV7600芯片，SDI接收器采用Gennum GV7601芯片，集中控制单元采用三星2440ARM芯片。
本发明的基于图像拼接的SDI全景摄像系统工作过程如下所述：
在控制终端设置信号参数，该信号参数可以包括曝光参数、白平衡参数、聚焦参数等信息；控制终端将设置完成的信号参数传输至SDI全景相机的集中控制单元；集中控制单元同时向n个ISP芯片发送相同的控制信号，该控制信号即来自控制终端的信号参数，以实现集中控制；ISP芯片根据控制信号完成相关设置后分别向集中控制单元发送响应信号；集中控制单元将ISP芯片反馈的响应信号传输至控制终端。经过统一配置的ISP芯片使经图像传感器获得的摄像机图像具有很高的一致性，将这些图像通过SDI发送器发送至视频显示装置中的SDI接收器，完成图像拼接。

Claims (4)

1.一种基于图像拼接的SDI全景摄像系统，包括全景相机、视频显示装置和控制终端，全景相机的数据传输至视频显示装置，控制终端用于对全景相机进行设置，其特征在于：
所述全景相机为SDI全景相机，其包括n个摄像机、n个图像传感器、n个ISP芯片、n个SDI发送器和一个集中控制单元；
所述视频显示装置包括n个SDI接收器；
其中n≥2，以实际情况中通过n个摄像机的图像都够拼接出全景图像为准；
SDI全景相机中不同摄像机的镜头具有不同朝向；每个摄像机将采集的图像传输至一个图像传感器；每个图像传感器的输出作为输入与一个ISP芯片相连接；每个ISP芯片的输出作为输入通过SDI接口与一个SDI发送器相连接；每个SDI发送器的输出作为输入与视频显示装置中的一个SDI接收器相连接；SDI全景相机中集中控制单元与每个ISP芯片连接，同时，集中控制单元与控制终端相连接。
2.根据权利要求1所述的基于图像拼接的SDI全景摄像系统，其特征在于：图像传感器与ISP芯片之间采用20帧并口连接，ISP芯片与SDI发送器之间20帧并口连接，ISP芯片与集中控制单元之间采用RS485总线连接，集中控制单元与控制终端之间采用网线连接。
3.根据权利要求1或2所述的基于图像拼接的SDI全景摄像系统，其特征在于：ISP芯片采用Nextchip NVP2400芯片，SDI发送器采用GennumGV7600芯片，SDI接收器采用Gennum GV7601芯片，集中控制单元采用三星2440ARM芯片。
4.根据权利要求1或2所述的基于图像拼接的SDI全景摄像系统，其特征在于：n＝4。
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