CN1194518C

CN1194518C - 可变帧速率数字视频无线传输设备

Info

Publication number: CN1194518C
Application number: CN 03112738
Authority: CN
Inventors: 徐平平; 沈连丰; 宋铁成; 肖婕; 王大伟
Original assignee: NANJING DONGDA MOBILE INTERCONNECTION TECHNOLOGY Co Ltd; Southeast University
Current assignee: NANJING DONGDA MOBILE INTERCONNECTION TECHNOLOGY Co Ltd; Southeast University
Priority date: 2003-01-24
Filing date: 2003-01-24
Publication date: 2005-03-23
Anticipated expiration: 2023-01-24
Also published as: CN1431812A

Abstract

可变帧速率数字视频无线传输设备是一种数字视频无线传输设备，由信号采集部分、信号处理部分、信号传输部分所组成，传输设备包括视频采集器(1)、第一存储器(2)、视频处理模块(3)、第二存储器(4)、微处理器(5)、控制器(6)、无线传输模块(7)，其中微处理器的“SCCB时钟”端和“SCCB编程线”端与视频采集器相接，微处理器的“变频时钟”端以及视频采集器的“帧同步信号、行同步信号”端与控制器相接，控制器的“地址线”和视频采集器的数据线分别接第一存储器(2)，第一存储器(2)的输出端通过数据线接视频处理模块，视频处理模块的输出端通过数据线接第二存储器(4)，第二存储器(4)的输出端通过数据线接微处理器，微处理器通过“RS232接口”与无线传输模块相接。

Description

可变帧速率数字视频无线传输设备

技术领域：

本发明是一种数字视频无线传输设备，应用于数字视频采集传输方面，属于数字视频采集传输的技术领域。

背景技术：

随着科技的不断进步，人们对自动监控的需求也越来越迫切，各种各样的监控技术也应运而生，视频监控便是其最重要的技术之一。现有的视频监控系统主要有两种：第一种是，基于摄像头+电视机的模拟技术，优点是设备简单，价格低廉，主要应用于监视，保安等领域，但由于模拟信号不便于计算机的处理与识别，仍需要人工的参与，它虽减轻了人的劳动复杂度，但仍不是真正意义上的无人职守。另一种是，基于视频采集卡+计算机的数字技术，优点是速度快，质量高，但价格昂贵。用于无线传输时，对传输系统及信道质量要求较高。因此，如何用低成本的芯片构成适用各种数字视频速率的无线通用传输设备具有重要的实用意义。

目前，CPLD芯片内部的资源越来越多，速度越来越快，开发软件的功能也更加完善，使其应用逐步扩大。人们普遍认为，今后的许多电子系统，将以CPU+RAM+CPLD的结构为特征。另一方面，近年来，无线数字通信技术日趋成熟，采用扩频-码分多址技术，具有很强的多址能力和抗干扰能力。与之伴随而生的嵌入式无线电芯片，以其廉价、低功耗、集成度高等优点，得到广泛应用。

根据以上技术，可以实现价格低廉，通用性好的数字视频传输设备。可变帧速率数字视频无线传输设备采用的正是MPU(微处理器)+视频采集芯片+视频处理芯片+CPLD(可编程逻辑器件)+RAM(随机存储器)+嵌入式无线电芯片结构。由MPU和CPLD来控制帧速率，以适应实际情况的要求。在视频质量要求高，信道质量好的情况下，可采用高帧速率(最大可达60帧/秒)，在视频质量要求不高，信道质量较差的情况下，可采用较低的帧速率。因此是一种通用型数字视频传输设备。而且帧速率可在线改变，适用于外部环境多变的情况。传输方式采用无线传输(通用的BlueTooth(蓝牙)或IEEE802.11协议)，即可与本地网络互通也可以自组织成一个移动的局域网，免去了布线的麻烦，适用于各种移动场合。

因此可变帧速率数字视频无线传输设备为视频监控提供了一种廉价，灵活性高，通用性强的解决方案。

发明内容：

本发明的目的是提供一种可变帧速率数字视频无线传输设备，使用户可根据自己的需要设定数字视频的采集模式与传输速率，并且可将视频信息同时传输到多个远端设备，远端也可在线控制数字视频的采集与传输速率。

本发明可变帧速率数字视频无线传输设备，由信号采集部分、信号处理部分、信号传输部分所组成，其特征在于传输设备包括视频采集器、第一存储器、视频处理模块、第二存储器、微处理器、控制器、无线传输模块，其中微处理器的“SCCB时钟”端和“SCCB编程线”端与视频采集器相接，微处理器的“变频时钟”端以及视频采集器的“帧同步信号、行同步信号”端与控制器相接，控制器的“地址线”和视频采集器的数据线分别接第一存储器，第一存储器的输出端通过数据线接视频处理模块，视频处理模块的输出端通过数据线接第二存储器，第二存储器的输出端通过数据线接微处理器，微处理器通过“RS232接口”与无线传输模块相接。其中视频采集器输出的帧速率恒定在60帧/秒，控制器根据微处理器输出的“变频时钟”来控制第一存储器的帧存储速率，使其在存储时按实际需要丢弃一些帧，从而实现可变的帧速率，通过设置“变频时钟”即可实现对帧速率调节；其中微处理器对无线传输模块以无线方式接收来的命令进行解析，然后进行相应处理，以实现在线改变帧速率和视频质量等控制功能；

如命令所要求改变的是视频采集模式，则先将视频采集器置位使其停止工作，然后再通过“SCCB编程线”和“SCCB时钟”对视频采集器进行设置；如改变的是帧速率，则直接由微处理器改变“变频时钟”的频率。

微处理器的“变频时钟”端即微处理器电路的“P1”端，接控制器即控制器电路的“START”端，微处理器的“SCCB时钟”端和“SCCB编程线”端即微处理器电路的“IS01、IS02”端接视频采集器电路的“IS01、IS02”端，微处理器电路U5的数据线即“D0～D7”分别接视频处理模块“AD0～AD7”，微处理器电路U5的“H1、H2、H3、H4”端通过“RS232接口”J10与无线传输模块相接。

本发明是一种可变帧速率数字视频无线传输设备，其中有数字视频采集模块，存储器，控制模块，数字视频处理模块，无线传输模块组成。数字视频采集模块由物理镜头和数字视频采集芯片组成，该模块主要实现了数字视频采集功能。存储器由控制模块控制存储有效数据帧，实现帧速率可变。数字视频处理模块，主要功能是对数据进行压缩和处理以减少数据量。无线传输模块由基带部分，射频部分组成，实现对数据的无线传输。视频采集模块是一块可编程的器件，由微处理器和控制模块对其进行编程，可根据实际需要设置象素数，输出数据格式，曝光参数，自动增益，白平衡等。视频采集芯片输出的帧速率恒定在60帧/秒。可变帧速率是由微处理器，控制模块和存储器来实现的。视频采集模块采集速率仍是60帧/秒，而存储时按实际需要丢弃一些帧，存储的帧速率是由微处理器的输出时钟来控制的，当存储器接收到微处理器的时钟信号后，存储视频采集模块的一帧图像，存储完等待下一个时钟信号的到来，其间视频采集模块采集的数据均不存储。这样实际得到的帧速率即是微处理器输出的时钟速率，由此来进行帧速率的改变。

无线传输模块可采用BlueTooth标准，BlueTooth标准采用跳频技术，具有很强的多址能力和抗干扰能力。存储在RAM中的数据在经由视频处理模块处理后由无线传输模块传输；同时接收端也可向其发送命令帧，无线传输模块收到命令帧后由微处理器对命令帧进行解析，然后对视频采集模块进行相应的编程或改变微处理器的输出时钟，以达到在线改变传输速率和视频质量的目的。

接收端可通过无线传输模块发送命令(通用协议)，视频传输系统收到命令后，来改变其变频时钟或对数字视频采集模块进行设置，支持一点对多点的模式，因此可由一个视频传输系统同时向多个接收端发送数据。

1).帧速率可变，使得对视频质量要求不同，信道质量不同的用户不用二次开发均可使用。

2).帧速率和视频质量可在线改变，适应外界环境多变，对人体有危害等某些特殊场合的需要。

3.)用BlueTooth标准进行无线传输，抗干扰能力强，无需电缆线，适用于移动场所。

4).发明所使用的通信协议与现有协议基本一致，只是在原有的基础上增加了一层软件；而基带处理和射频单元未做任何改动。当更高版本的射频传输模块推出后，可满足更高的传输速率要求，因此该发明提出的是一种可持续发展的方案。

5).在视频质量要求不高的情况下，成本较低。

附图说明

图1是本发明的原理框图。其中有视频采集器、第一存储器2、视频处理模块3、第二存储器4、微处理器5、控制器6、无线传输模块7。

图2是本发明的电原理图。

图3是本发明的无线传输模块7的电原理图。

图4是本发明的控制器6及第一存储器2的电原理图。

图5是本发明的视频采集器1与处理模块3、第二存储器4部分的电原理图。

图6是本发明的微处理器5及其周边电路电原理图。

具体实施方式

本发明的可变帧速率数字视频无线传输设备，由信号采集部分、信号处理部分、信号传输部分所组成，传输设备包括视频采集器、第一存储器、视频处理模块、第二存储器、微处理器、控制器、无线传输模块，其中微处理器的“SCCB时钟”端和“SCCB编程线”端与视频采集器相接，微处理器的“变频时钟”端以及视频采集器的“帧同步信号、行同步信号”端与控制器相接，控制器的“地址线”和视频采集器的数据线分别接第一存储器，第一存储器的输出端通过数据线接视频处理模块，视频处理模块的输出端通过数据线接第二存储器，第二存储器的输出端通过数据线接微处理器，微处理器通过“RS232接口”与无线传输模块相接，视频采集器1中的数字视频采集芯片采用Omni Vision的OV6620，OV6620工作时以每秒钟60帧的速率并行输出16位数据，并输出帧同步信号和行同步信号，通过帧同步信号与行同步信号可以确定一帧的图片。微处理器5采用Motorola CodeFire 5272微处理器，5272通过“SCCB时钟”端和“SCCB编程线”端串行的对OV6620进行编程，(具体的编程可以由微处理器软件来完成，速率为400kbps)以便对OV6620进行设置。控制器6采用的是AlteraEpm7128E，其通过变频时钟，帧同步信号和水平同步信号来控制第一存储器，即在变频时钟下降沿时，等待帧同步信号以控制写第一存储器2，而每行的数据则是根据行同步信号写入的。这样便可通过预先设置变频时钟来实现帧速率可变。第二存储器4起到的是缓存作用。无线传输模块7采用的是采用Ericsson公司的型号为ROK 101 007的模块。这是双芯片模式的基带和射频模块，其中的基带芯片为PMB99090，射频芯片为PBA31301/3。它通过串行接口与微处理器相连，将微处理器从第二存储器4中读的数据发送出去。

微处理器的“变频时钟”端即微处理器电路的“P1”端，接控制器即控制器电路的“START”端，微处理器的“SCCB时钟”端和“SCCB编程线”端即

微处理器电路的“IS01、IS02”端接视频采集器电路的“IS01、IS02”端，微处理器电路U5的数据线即“D0～D7”分别通过第二存储器接视频处理模块的“AD0～AD7”，微处理器电路U5的“H1、H2、H3、H4”端通过“RS232接口”J10与无线传输模块相接。接收端可通过无线传输模块发送命令，视频传输设备收到命令后，由微处理器进行解析，若改变的是视频采集模式，则先将OV6620的PWDN置位使视频采集模块停止工作，再通过SCCB编程线和SCCB时钟对数字视频采集模块进行设置；若改变的是帧速率，则直接由微处理器改变变频时钟频率。由于BlueTooth协议支持一点对多点的模式，因此可由一个视频传输系统同时向多个接收端发送数据。

Claims

1、一种可变帧速率数字视频无线传输设备，由信号采集部分、信号处理部分、信号传输部分所组成，其特征在于传输设备包括视频采集器(1)、第一存储器(2)、视频处理模块(3)、第二存储器(4)、微处理器(5)、控制器(6)、无线传输模块(7)，其中微处理器(5)的“SCCB时钟”端和“SCCB编程线”端与视频采集器(1)相接，微处理器(5)的“变频时钟”端以及视频采集器(1)的“帧同步信号、行同步信号”端与控制器(6)相接，控制器(6)的“地址线”和视频采集器(1)的数据线分别接第一存储器(2)，第一存储器(2)的输出端通过数据线接视频处理模块(3)，视频处理模块(3)的输出端通过数据线接第二存储器(4)，第二存储器(4)的输出端通过数据线接微处理器(5)，微处理器(5)通过“RS232接口”与无线传输模块(7)相接；其中视频采集器(1)输出的帧速率恒定在60帧/秒，控制器(6)根据微处理器(5)输出的“变频时钟”来控制第一存储器(2)的帧存储速率，使其在存储时按实际需要丢弃一些帧，从而实现可变的帧速率，通过设置“变频时钟”即可实现对帧速率调节；其中微处理器(5)对无线传输模块(7)以无线方式接收来的命令进行解析，然后进行相应处理，以实现在线改变帧速率和视频采集模式；如命令所要求改变的是视频采集模式，则先将视频采集器(1)置位使其停止工作，然后再通过“SCCB编程线”和“SCCB时钟”对视频采集器(1)进行设置；如改变的是帧速率，则直接由微处理器改变“变频时钟”的频率。

2、根据权利要求1所述的可变帧速率数字视频无线传输设备，其特征在于微处理器(5)的“变频时钟”端即微处理器电路(U5)的“P1”端，接控制器(6)即控制器电路(U6)的“START”端，微处理器(5)的“SCCB时钟”端和“SCCB编程线”端即微处理器电路(U5)的“IS01、IS02”端接视频采集器(1)即视频采集器电路(U1)的“IS01、IS02”端，微处理器电路(U5)的数据线即“D0～D7”分别通过第二存储器(4)接视频处理模块的“AD0～AD7”，微处理器电路(U5)的“H1、H2、H3、H4”端通过“RS232接口”(J10)与无线传输模块(7)相接。

3、根据权利要求1或2所述的可变帧速率数字视频无线传输设备，其特征在于控制器(6)即控制器电路(U6)的地址线即“ADD0～ADD11”接第一存储器(2)即第一存储器电路(U2)的“A0～A11”端。