CN117793215A - 多摄像头协议统一转换方法 - Google Patents
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Abstract
一种多摄像头协议统一转换方法，该方法采用多协议接入层、协议抽象层、对外接口层三层设计的摄像头接口平台架构，多协议接入层用于将采用不同摄像头驱动协议的摄像头接入到摄像头接口平台；协议抽象层分为图像传输通道与摄像头控制通道，用于分别对多摄像头的图像传输方法和摄像头控制方法进行封装；对外接口层用于利用协议抽象层的封装结果，对外提供标准的图像采集及视频操控接口。本发明利用统一的摄像头架构屏蔽了底层摄像头的差异，方便上层应用软件适配多种摄像头，减少了摄像头替换时的软件开发重构工作量，提升了软件开发效率。
Description
技术领域
本发明涉及摄像头应用程序设计技术领域，特别是一种多摄像头协议统一转换方法。
背景技术
当前市面上的摄像头种类众多，按传输接口分类可分为USB接口和以太网接口，按运行环境分类可分为Linux操作系统和windows操作系统，按照摄像头应用接口架构可分为V4L2、GigE Vision架构，不同规格的摄像头具备不同的视场角、分辨率、应用环境温度，同一套应用软件往往需要根据不同的应用场景装配不同的摄像头用于完成特定的任务，由于摄像头应用接口架构的多样性，在进行摄像头更换时，不可避免地需要对已构建的软件进行重构，这增加了软件开发工作量，不利于软件快速应用于市场。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种多摄像头协议统一转换方法，通过设计一个统一的摄像头应用架构，向上层应用提供一系列标准的摄像头应用及控制接口，对上层应用屏蔽摄像头应用接口架构的差异，当更换摄像头时无需修改上层应用代码，提高了软件开发效率。
本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种多摄像头协议统一转换方法，该方法采用多协议接入层、协议抽象层、对外接口层三层设计的摄像头接口平台架构，多协议接入层用于将采用不同摄像头驱动协议的摄像头接入到摄像头接口平台；
协议抽象层分为图像传输通道与摄像头控制通道，用于分别对多摄像头的图像传输方法和摄像头控制方法进行封装；
对外接口层用于利用协议抽象层的封装结果，对外提供标准的图像采集及视频操控接口。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的多摄像头协议统一转换方法，在对外接口层中，通过UDP协议传输图像信息，通过TCP协议传输摄像头配置信息，与上层应用的图像传输与控制交互；
在协议抽象层中，首先检查图像缓存区的图像大小，对于占用空间较大的图像需要进行分割传输；对于摄像头配置方法，建立多摄像头配置方法的全集，采用函数重载特性支持不同摄像头配置接口函数的调用；对于某些摄像头不支持的特性配置，通过特定的函数调用返回值给出提示；对于摄像头支持的特性配置，将对外接口层传输下来的配置参数转化为具体某一类摄像头配置方法使用的函数参数；
在多协议接入层中，通过调用摄像头驱动提供的图像采集方法，将摄像头采集到的图像缓存至预先分配好的循环缓冲区中，通过调用摄像头配置方法实现对摄像头工作状态的配置操作。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的多摄像头协议统一转换方法，在该方法中，首先，将多摄像头协议抽象为图像传输协议和摄像头控制协议，再通过安装摄像头驱动的方法使摄像头能够在windows操作平台上运行，在此基础上，将摄像头接入到多协议接入层。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的多摄像头协议统一转换方法，图像传输协议用于规定图像传输时使用的格式，摄像头控制协议用于规定与摄像头自身的工作特性相关的配置，包括摄像头快门节拍、摄像头曝光时间、摄像头焦距。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的多摄像头协议统一转换方法，在该方法中，图像传输方法为：从摄像头采集的图像首先被存入共享内存中，并依据图像整体大小判断是否需要进行拆分传输，对于需要进行拆分传输的图像，将其存入拆分好的共享内存中，在完成拆分后，将图像通过UDP协议发送至指定地址。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的多摄像头协议统一转换方法，在进行UDP数据传输时，采用零拷贝技术，将底层获取的单帧图像与UDP传输缓存区采用共享内存的方式进行存储。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、在应用层构建摄像头接口平台架构，屏蔽底层差异；
采用多协议接入层、协议抽象层、对外接口层三层设计摄像头接口平台架构，多协议接入层将采用不同摄像头驱动协议的摄像头接入到摄像头接口平台；协议抽象层分为图像传输通道与摄像头控制通道，分别对多摄像头的图像传输方法和摄像头控制方法进行封装；对外接口层利用协议抽象层的封装结果，对外提供标准的图像采集及视频操控接口；
2、采用零拷贝技术提升图像传输效率；
在进行UDP数据传输时，采用零拷贝技术，将底层获取的单帧图像与UDP传输缓存区采用共享内存的方式进行存储，减少图像传输过程中的内存复制操作次数，提升传输效率。
附图说明
图1为本发明的一种功能原理框图；
图2为本发明的一种图像传输方法示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种多摄像头协议统一转换方法为一种在windows操作系统下的多摄像头协议统一转换方法，通过设计一个统一的摄像头应用架构，向上层应用提供一系列标准的摄像头应用及控制接口，对上层应用屏蔽摄像头应用接口架构的差异，当更换摄像头时无需修改上层应用代码，提高了软件开发效率；
具体是利用统一的摄像头架构屏蔽了底层摄像头的差异，方便上层应用软件适配多种摄像头，减少了摄像头替换时的软件开发重构工作量，提升了软件开发效率。
对多摄像头协议的统一转换操作如图1所示；
首先，将多摄像头协议抽象为图像传输协议和摄像头控制协议，图像传输协议规定了图像传输时使用的格式，摄像头控制协议与摄像头自身的工作特性相关，通常具备配置摄像头快门节拍、摄像头曝光时间、摄像头焦距等功能；
通过安装摄像头驱动的方法使摄像头能够在windows操作平台上运行，在此基础上，将摄像头接入到多协议接入层。
在多协议接入层，通过调用摄像头驱动提供的图像采集方法，将摄像头采集到的图像缓存至预先分配好的循环缓冲区中，通过调用摄像头配置方法实现对摄像头工作状态的配置操作。
在协议抽象层，首先检查图像缓存区的图像大小，对于占用空间较大的图像需要进行分割传输；对于摄像头配置方法，建立多摄像头配置方法的全集，采用函数重载特性支持不同摄像头配置接口函数的调用；对于某些摄像头不支持的特性配置，通过特定的函数调用返回值给出提示；对于摄像头支持的特性配置，将对外接口层传输下来的配置参数转化为具体某一类摄像头配置方法使用的函数参数。
在对外接口层，通过UDP协议传输图像信息，通过TCP协议传输摄像头配置信息，实现与上层应用的图像传输与控制交互。
图像传输方法如图2所示；
从摄像头采集的图像首先被存入共享内存中，并依据图像整体大小判断是否需要进行拆分传输，对于需要进行拆分传输的图像，将其存入拆分好的共享内存中，在完成拆分后，将图像通过UDP协议发送至指定地址。
本发明的创新点在于：
（1）在应用层构建摄像头接口平台架构，屏蔽底层差异；
采用多协议接入层、协议抽象层、对外接口层三层设计摄像头接口平台架构，多协议接入层将采用不同摄像头驱动协议的摄像头接入到摄像头接口平台；协议抽象层分为图像传输通道与摄像头控制通道，分别对多摄像头的图像传输方法和摄像头控制方法进行封装；对外接口层利用协议抽象层的封装结果，对外提供标准的图像采集及视频操控接口；
（2）采用零拷贝技术提升图像传输效率；
在进行UDP数据传输时，采用零拷贝技术，将底层获取的单帧图像与UDP传输缓存区采用共享内存的方式进行存储，减少图像传输过程中的内存复制操作次数，提升传输效率。
Claims (6)
1.一种多摄像头协议统一转换方法，其特征在于：该方法采用多协议接入层、协议抽象层、对外接口层三层设计的摄像头接口平台架构，多协议接入层用于将采用不同摄像头驱动协议的摄像头接入到摄像头接口平台；
协议抽象层分为图像传输通道与摄像头控制通道，用于分别对多摄像头的图像传输方法和摄像头控制方法进行封装；
对外接口层用于利用协议抽象层的封装结果，对外提供标准的图像采集及视频操控接口。
2.根据权利要求1所述的多摄像头协议统一转换方法，其特征在于：在对外接口层中，通过UDP协议传输图像信息，通过TCP协议传输摄像头配置信息，与上层应用的图像传输与控制交互；
在协议抽象层中，首先检查图像缓存区的图像大小，对于占用空间较大的图像需要进行分割传输；对于摄像头配置方法，建立多摄像头配置方法的全集，采用函数重载特性支持不同摄像头配置接口函数的调用；对于某些摄像头不支持的特性配置，通过特定的函数调用返回值给出提示；对于摄像头支持的特性配置，将对外接口层传输下来的配置参数转化为具体某一类摄像头配置方法使用的函数参数；
在多协议接入层中，通过调用摄像头驱动提供的图像采集方法，将摄像头采集到的图像缓存至预先分配好的循环缓冲区中，通过调用摄像头配置方法实现对摄像头工作状态的配置操作。
3.根据权利要求1或2所述的多摄像头协议统一转换方法，其特征在于：在该方法中，首先，将多摄像头协议抽象为图像传输协议和摄像头控制协议，再通过安装摄像头驱动的方法使摄像头能够在windows操作平台上运行，在此基础上，将摄像头接入到多协议接入层。
4.根据权利要求3所述的多摄像头协议统一转换方法，其特征在于：图像传输协议用于规定图像传输时使用的格式，摄像头控制协议用于规定与摄像头自身的工作特性相关的配置，包括摄像头快门节拍、摄像头曝光时间、摄像头焦距。
5.根据权利要求1所述的多摄像头协议统一转换方法，其特征在于：在该方法中，图像传输方法为：从摄像头采集的图像首先被存入共享内存中，并依据图像整体大小判断是否需要进行拆分传输，对于需要进行拆分传输的图像，将其存入拆分好的共享内存中，在完成拆分后，将图像通过UDP协议发送至指定地址。
6.根据权利要求5所述的多摄像头协议统一转换方法，其特征在于：在进行UDP数据传输时，采用零拷贝技术，将底层获取的单帧图像与UDP传输缓存区采用共享内存的方式进行存储。
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2023
- 2023-12-05 CN CN202311654259.3A patent/CN117793215A/zh active Pending
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