CN112702526A - 一种基于pal制式的多视角视频处理装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于PAL制式的多视角视频处理装置及方法。本发明的目的是解决现有技术存在受到后端计算机设备只能处理标准PAL制式图像的局限，导致前端视频采集设备100升级困难的技术问题，提供一种基于PAL制式的多视角视频处理装置及方法。新增了视频采集设备100和综合处理单元300，视频采集设备100包括至少一个180°全景摄像机和/或至少一个重点区域监视摄像机，综合处理单元300的图像处理模块310可对接收到的视频信息进行预处理、畸变校正、无级缩放、区域开窗、裁剪、画面重组及视频编码处理，然后利用现有的标准PAL制式视频通道和现有后端处理单元，来获取载体周边180度全景图像及重点区域监视图像。

Description

一种基于PAL制式的多视角视频处理装置及方法
技术领域
本发明涉及一种视频处理装置及方法，具体涉及一种基于PAL制式的多视角视频处理装置及方法，可应用于车载辅助驾驶、环境感知和重要设施区域监控等领域。
背景技术
在摄像时，普通监视摄像装置主要由光学镜头、COMS成像器件及后续处理电路组成。180度全景成像一般主要采用以下两种方式：
一、采用多个(3个至5个)定焦摄像机组件进行图像采集、拼接和融合。其缺点是：若相邻两台摄像机组件拍摄的视频区域亮度、光照和目标特征变换明显，拼接后的图像会出现色彩不均、明暗不一、形状失真、深度失真、运动失真等现象，导致在室外场景、背景复杂场景下拼接效果不理想。
二、由线阵成像器件光机往复扫描而成。其缺点是：主要依靠光机结构进行扫描成像，在振动环境下使用不便，受机械结构磨损的影响，其使用寿命一般较短且实时性较差。要想提高可靠性，需设计成无机械运转部分且能适应各种场景的装置。
随着科技的发展，人们对于趋于大视角、高动态和实时性的要求愈来愈高。同时，根据使用环境和使用者关注度的不同，往往需要在同一副画面上显示超大视角画面和重点区域放大的画面。由于计算机视频技术更新较快，传输通道、硬件及对应用系统更新换代速度加快，对旧装备升级在传输链路和后端操作系统硬件设施(即后端计算机设备只能处理PAL制式(即720×576画幅)的图像)不变的情况下进行升级时，需要对接口、协议、视频制式等进行最大程度上的保留。但是，由于受到后端计算机设备只能处理标准PAL制式图像的局限，导致前端视频采集设备升级困难。
发明内容
本发明的目的是解决现有基于PAL制式的多视角视频处理中存在受到后端计算机设备只能处理标准PAL制式图像的局限，导致前端视频采集设备升级困难的技术问题，提供一种基于PAL制式的多视角视频处理装置及方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术解决方案如下：
本发明还提供一种基于PAL制式的多视角视频处理装置，包括视频传输链路200和软件开发包400，其特殊之处在于：
还包括视频采集设备100及综合处理单元300；
所述视频采集设备100包括至少一个180°全景摄像机和/或至少一个重点区域监视摄像机；所述180°全景摄像机用于采集周边广域视频画面，所述重点区域监视摄像机用于采集主要部位局部视频画面；
所述综合处理单元300包括图像处理模块310、通信模块320和二次电源模块330，用于图像处理、信息分发和电源处理；
所述图像处理模块310用于对接收到的视频信息进行预处理、畸变校正、无级缩放、区域开窗、裁剪、画面重组及视频编码处理。
进一步地，所述图像处理模块310基于SOC平台313，外围布置有DDR 312、FLASH311以及视频编解码。
进一步地，所述图像处理模块310还可用于在后端计算机设备的控制下，将视频编码后的图像与图像处理模块310预存的数据库比对，对视频编码后的图像进行智能报警标记。
进一步地，所述通信模块320包括协议芯片321、电平转换芯片323和接口芯片322，用于综合处理单元300与后端计算机设备的信息交互，将图像处理模块310处理后的图像按照PAL制式视频协议传输至视频输出链路220。
进一步地，所述二次电源包括隔离电路331、稳压电路333和滤波电路332，用于对一次电源进行隔离、转换、稳压和滤波，生成所述视频采集设备100和所述综合处理单元300所需的各类电压。
进一步地，所述视频传输链路200包括视频采集链路210及视频输出链路220，用于将所述至少一个180°全景摄像机和/或至少一个重点区域监视摄像机采集的图像传输至图像处理模块310，再将图像处理模块310处理后的图像经所述通信模块320以PAL制式格式传输至后端计算机设备。
进一步地，所述软件开发包400安装于后端计算机设备上，包括程序接口410、库文件420、开发示例430和帮助文件440，用于对图像处理模块310处理后的图像按实际场景进行视频解码、还原、重组和显示。
进一步地，所述180°全景摄像机和所述重点区域监视摄像机的分辨率均为1920×1080，接口形式均为SDI或网络接口；所述180°全景摄像机为前视180°全景摄像机或后视180°全景摄像机。
进一步地，所述视频传输链采用同轴电缆或网线。
本发明还提供一种PAL制式的多视角视频处理方法，其特殊之处在于，基于上述的PAL制式的多视角视频处理装置，包括以下步骤：
1)视频采集设备100采集到前端视频信息后，经视频传输链路200传输至综合处理单元300；
2)综合处理单元300对接收到的前端视频信息进行预处理、畸变校正、无级缩放、区域开窗、裁剪、画面重组及视频编码处理后输出图像信息，通过视频传输链路200传输至后端计算机设备；
3)后端计算机设备调用软件开发包400，根据实际场景，将接收的图像信息解码、还原、重组和显示。
本发明相比现有技术具有的有益效果如下：
1、本发明提供的基于PAL制式的多视角视频处理装置及方法，新增了视频采集设备100和综合处理单元300，视频采集设备100包括至少一个180°全景摄像机和/或至少一个重点区域监视摄像机，180°全景摄像机用于采集周边广域视频画面，重点区域监视摄像机用于采集主要部位局部视频画面，综合处理单元300的图像处理模块310可对接收到的视频信息进行预处理、畸变校正、无级缩放、区域开窗、裁剪、画面重组及视频编码处理，然后利用现有的标准PAL制式视频通道和现有后端处理单元，来获取载体周边180度全景图像及重点区域监视图像，解决了现有基于PAL制式的多视角视频处理中存在受到后端计算机设备只能处理标准PAL制式图像的局限，导致前端视频采集设备100升级困难的问题。
2、本发明提供的基于PAL制式的多视角视频处理装置及方法，能够利用PAL制式(720×576画幅)显示及传输多路摄像机视频图像信息。
3、本发明提供的基于PAL制式的多视角视频处理装置及方法，能够利用720×576画幅以分屏形式显示多区域、大视角的图像信息。
4、本发明提供的基于PAL制式的多视角视频处理装置及方法，能够利用图像处理模块310根据用户需求对视频信息进行几何处理，对不能反映该事件特征的信息进行裁剪或隐含，突出显示重要图像信息；
5、本发明提供的基于PAL制式的多视角视频处理装置及方法，能够利用图像处理模块310对问题区域还具有智能报警标记功能，方便特定区域的识别。
6、本发明提供的基于PAL制式的多视角视频处理装置及方法，能够利用通信方式对某一路或多路视频监视画面的监视区域大小和位置进行调整。
7、本发明提供的基于PAL制式的多视角视频处理装置及方法，能够利用软件开发包400(SDK)对视频图像进行场景还原和重组，在后端计算机界面上进行分块显示和组合显示。
8、本发明提供的基于PAL制式的多视角视频处理装置及方法，能够利用图像裁剪方案，对最终输出图像的像素分辨率进行调整，以满足实际监控要求。
9、本发明提供的基于PAL制式的多视角视频处理装置及方法，能够在720×576画幅内对多区域、多场景重点目标进行有效显示。
附图说明
图1为本发明基于PAL制式的多视角视频处理装置的结构示意图；
图2为本发明本发明基于PAL制式的多视角视频处理装置综合处理单元300的结构示意图，图中未示出图像处理模块310的视频编解码；
图3为本发明基于PAL制式的多视角视频处理装置的流程图；
图4为本发明基于PAL制式的多视角视频采集装置视频采集设备100的结构示意图，图中相机1至n可为180°全景摄像机和/或重点区域监视摄像机；
图5为本发明基于PAL制式的多视角视频采集装置视频传输链路200的结构示意图；
图6为本发明本发明基于PAL制式的多视角视频处理装置软件开发包400的结构示意图；
图7为本发明实施例1的结构示意图，其中采用了一个前视180°全景摄像机和一个重点区域监视摄像机；
图8为本发明实施例1中方案一的前视180°视频裁剪结构示意图；
图9为本发明实施例1中方案一的重点区域监视视频裁剪结构示意图；
图10为本发明实施例1中方案一的视频重组界面；
图11为本发明实施例1中方案二的前视180°视频裁剪结构示意图；
图12为本发明实施例1中方案二的重点区域监视视频裁剪结构示意图；
图13为本发明实施例1中方案二的视频重组界面；
图14为本发明实施例2的结构示意图，其中采用了一个前视180°全景摄像机和一个后视180°全景摄像机；
图15为本发明实施例2的前视180°视频和后视180°视频裁剪结构示意图；
图16为本发明实施例2的视频重组界面；
图17为本发明实施例3的结构示意图，其中采用了一个前视180°全景摄像机110和四个重点区域监视摄像机(120、130、140、150)；
图18为本发明实施例3的视频重组界面；
附图标记说明：
视频采集设备100；标记110、120…1n0分别为180°全景摄像机或重点区域监视摄像机)
视频传输链路200、视频采集链路210、视频输出链路220；
综合处理单元300、图像处理模块310、FLASH 311、DDR 312、SOC平台313、通信模块320、协议芯片321、接口芯片322、电平转换芯片323、二次电源模块330、隔离电路331、滤波电路332、稳压电路333；
软件开发包400、程序接口410、库文件420、开发示例430、帮助文件440。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步地说明。
一种基于PAL制式的多视角视频处理装置，如图1至图4所示，包括视频传输链路200和软件开发包400，视频采集设备100和综合处理单元300；所述视频采集设备100包括至少一个180°全景摄像机和/或至少一个重点区域监视摄像机；所述180°全景摄像机用于采集周边广域视频画面，所述重点区域监视摄像机用于采集主要部位局部视频画面。
所述综合处理单元300是该装置的“大脑”，包括图像处理模块310、通信模块320和二次电源模块330，用于图像处理、信息分发和电源处理；所述图像处理模块310是该装置的图像处理中枢，用于对接收到的视频信息进行预处理、畸变校正、无级缩放、区域开窗、裁剪、画面重组及视频编码处理。所述图像处理模块310还可在后端计算机设备的控制下，将视频编码后的图像与图像处理模块310预存的数据库比对，对视频编码后的图像进行智能报警标记(比如图像中特定区域的闪烁)。所述图像处理模块310基于SOC平台313，外围布置有DDR 312、FLASH 311以及视频编解码等。所述通信模块320包括协议芯片321、电平转换芯片323和接口芯片322，用于综合处理单元300与后端计算机设备的信息交互，将图像处理模块310处理后的图像按照PAL制式视频协议传输至视频输出链路220。所述二次电源包括隔离电路331、稳压电路333和滤波电路332，用于对一次电源进行隔离、转换、稳压和滤波，生成所述视频采集设备100和所述综合处理单元300所需的各类电压。
如图5所示，所述视频传输链路200包括视频采集链路210及视频输出链路220，用于将所述至少一个180°全景摄像机和/或至少一个重点区域监视摄像机采集的图像传输至图像处理模块310，再将图像处理模块310处理后的图像以PAL制式格式经所述通信模块320传输至后端计算机设备。
如图6所示，所述软件开发包400安装于后端计算机设备上，包括程序接口410、库文件420、开发示例430和帮助文件440，用于对图像处理模块310处理后的图像按实际场景进行视频解码、还原、重组和显示。
所述180°全景摄像机和所述重点区域监视摄像机的分辨率均为1920×1080，接口形式均为SDI或网络接口；所述180°全景摄像机为前视180°全景摄像机或后视180°全景摄像机；所述视频传输链路采用同轴电缆或网线。
本发明还提供一种PAL制式的多视角视频处理方法，基于上述的PAL制式的多视角视频处理装置，包括以下步骤：
1)视频采集设备100采集到前端视频信息后，经视频传输链路200传输至综合处理单元300；
2)综合处理单元300对接收到的前端视频信息进行预处理、畸变校正、无级缩放、区域开窗、裁剪、画面重组及视频编码处理后输出图像信息，通过视频传输链路200传输至后端计算机设备；
3)后端计算机设备调用软件开发包400，根据实际场景，将接收的图像信息解码、还原、重组和显示，实现视频监控和区域感知。
实施例1
图7为其的结构示意图，其中采用了一个前视180°全景摄像机和一个重点区域监视摄像机；剪裁方案有以下两种：
方案一
图8为前视180°视频裁剪结构示意图；图9为重点区域监视视频裁剪结构示意图；图10为视频重组界面；
方案二
图11为前视180°视频裁剪结构示意图；图12为点区域监视视频裁剪结构示意图；图13为视频重组界面；
实施例2
图14为其结构示意图，其中采用了一个前视180°全景摄像机和一个后视180°全景摄像机对车辆周边场景进行图像信息获取，经视频采集链路210传输至综合处理单元300进行处理，在720×576画幅中显示32°×360°画面，对设备车辆周界进行态势感知和智能报警；图15为前视180°视频和后视180°视频裁剪结构示意图；图16为视频重组界面；
实施例3
图17为其结构示意图，其中采用了一个前视180°全景摄像机(110)和四个重点区域监视摄像机(120至150)，经视频采集链路210传输至综合处理单元300进行处理，在720×576画幅中显示5种不同视角的监控画面，对设施前方和重点区域进行监控和智能报警；图18为视频重组界面。
以上实施例的参数对应以下表格(表格中的参数对应与各个相机视频输出特性的视场角(°×°)和分辨力(°/像素)：
Figure BDA0002865276050000081
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对于本领域的普通专业技术人员来说，可以对前述各实施例所记载的具体技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所保护技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种基于PAL制式的多视角视频处理装置，包括视频传输链路(200)和软件开发包(400)，其特征在于：
还包括视频采集设备(100)及综合处理单元(300)；
所述视频采集设备(100)包括至少一个180°全景摄像机和/或至少一个重点区域监视摄像机；所述180°全景摄像机用于采集周边广域视频画面，所述重点区域监视摄像机用于采集主要部位局部视频画面；
所述综合处理单元(300)包括图像处理模块(310)、通信模块(320)和二次电源模块(330)，用于图像处理、信息分发和电源处理；
所述图像处理模块(310)用于对接收到的视频信息进行预处理、畸变校正、无级缩放、区域开窗、裁剪、画面重组及视频编码处理。
2.根据权利要求1所述的基于PAL制式的多视角视频处理装置，其特征在于：
所述图像处理模块(310)基于SOC平台(313)，外围布置有DDR(312)、FLASH(311)以及视频编解码。
3.根据权利要求1或2所述的基于PAL制式的多视角视频处理装置，其特征在于：所述图像处理模块(310)还可用于在后端计算机设备的控制下，将视频编码后的图像与图像处理模块(310)预存的数据库比对，对视频编码后的图像进行智能报警标记。
4.根据权利要求3所述的基于PAL制式的多视角视频处理装置，其特征在于：
所述通信模块(320)包括协议芯片(321)、电平转换芯片(323)和接口芯片(322)，用于综合处理单元(300)与后端计算机设备的信息交互，将图像处理模块(310)处理后的图像按照PAL制式视频协议传输至视频输出链路(220)。
5.根据权利要求4所述的基于PAL制式的多视角视频处理装置，其特征在于：
所述二次电源包括隔离电路(331)、稳压电路(333)和滤波电路(332)，用于对一次电源进行隔离、转换、稳压和滤波，生成所述视频采集设备(100)和所述综合处理单元(300)所需的各类电压。
6.根据权利要求1所述的基于PAL制式的多视角视频处理装置，其特征在于：
所述视频传输链路(200)包括视频采集链路(210)及视频输出链路(220)，用于将所述至少一个180°全景摄像机和/或至少一个重点区域监视摄像机采集的图像传输至图像处理模块(310)，再将图像处理模块(310)处理后的图像经所述通信模块(320)以PAL制式格式传输至后端计算机设备。
7.根据权利要求1所述的基于PAL制式的多视角视频处理装置，其特征在于：
所述软件开发包(400)安装于后端计算机设备上，包括程序接口(410)、库文件(420)、开发示例(430)和帮助文件(440)，用于对图像处理模块(310)处理后的图像按实际场景进行视频解码、还原、重组和显示。
8.根据权利要求1所述的基于PAL制式的多视角视频处理装置，其特征在于：
所述180°全景摄像机和所述重点区域监视摄像机的分辨率均为1920×1080，接口形式均为SDI或网络接口；所述180°全景摄像机为前视180°全景摄像机或后视180°全景摄像机。
9.根据权利要求1所述的基于PAL制式的多视角视频处理装置，其特征在于：
所述视频传输链路采用同轴电缆或网线。
10.一种PAL制式的多视角视频处理方法，其特征在于，基于权利要求1至9任一所述的PAL制式的多视角视频处理装置，包括以下步骤：
1)视频采集设备(100)采集到前端视频信息后，经视频传输链路(200)传输至综合处理单元(300)；
2)综合处理单元(300)对接收到的前端视频信息进行预处理、畸变校正、无级缩放、区域开窗、裁剪、画面重组及视频编码处理后输出图像信息，通过视频传输链路(200)传输至后端计算机设备；
3)后端计算机设备调用软件开发包(400)，根据实际场景，将接收的图像信息解码、还原、重组和显示。
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