CN201341189Y - 新一代高清网络摄像机、音频/视频监控系统和视频会议系统 - Google Patents

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本实用新型提供一种新一代高清网络摄像机、音频/视频监控系统和视频会议系统。其中,新一代高清网络摄像机包括:数据采集装置,用于获取现场的音频和/或视频数据;数据分析装置,用于对所述数据采集装置所获取的音频和/或视频数据进行分析;算法模块,用于根据所述数据分析装置的分析结果,对所述音频和/或视频数据进行处理;以及将处理结果生成特定格式数据信息上报;驱动装置,用于根据所述算法模块的处理结果驱动所述数据采集装置。可应用于视频监控和网络视频会议等领域。

Description

新一代高清网络摄像机、音频/视频监控系统和视频会议系统
技术领域
本实用新型涉及一种新一代高清网络摄像机、音频/视频监控系统和视频会议系统。该摄像机可以提供音频/视频采集、编解码、网络传输、流媒体、图像识别等功能,并便于通过ZIGBEE技术遥控、远程网管等手段进行操控。
背景技术
视频监控技术因其直观性和便利性,在公共场所或重要区域的安全保卫以及人流、车流疏导等应用方面得到越来越广泛的关注。传统的视频监控系统一般包括设置在被监控场所的音频/视频采集装置,如摄像机,该装置采集的音频信号和视频图像通过专门设置的电缆或无线信道传输到中央监控机房。在中央监控机房设置有音频视频显示装置,如扬声器和电视墙等,用于再现从被监控现场传来的信息。此外,在有多个场所被监控的情况下,中央监控机房还设置有用于切换来自不同被监控场所的信号以便显示在显示装置上的设备,以及用于控制现场音频/视频采集装置的姿态,如俯仰角度、焦距等。此外,有的视频监控系统还包括存储装置,用于将音/视频数据存储在某种介质上,如录像带等,以便在以后需要时再现所存储的数据。
随着数字技术和网络技术的发展,人们越来越希望进一步扩大监控范围,并实现远程监控,并且随着网络技术的发展,出现了GSM、TD-SCDMA、WIFI、ZIGBEE等无线网络互联技术,也为无线网络视频监控和视频会议应用技术的进一步发展提供了可能。
此外,在诸如文物收藏、野外勘测、停车管理等场合,人们还希望根据被监控场所发生的各种情况,自动进行跟踪、拍照、报警等功能,而不需要人员不间断的值守。
实用新型内容
本实用新型提供一种新一代高清网络摄像机、音频/视频监控系统和视频会议系统,可应用于视频监控和网络视频会议等领域。
本实用新型提供一种新一代高清网络摄像机,包括:
数据采集装置,用于获取现场的音频和/或视频数据;
数据分析装置,用于对所述数据采集装置所获取的音频和/或视频数据进行分析;
算法模块,用于根据所述数据分析装置的分析结果,对所述音频和/或视频数据进行处理;以及将处理结果生成特定格式数据信息上报;
驱动装置,用于根据所述算法模块的处理结果驱动所述数据采集装置。
在本实用新型的一个实施例中,所述数据采集装置是摄像机。
在本实用新型的一个实施例中,所述摄像机通过互补金属氧化物半导体CMOS芯片采集视频数据。
在本实用新型的一个实施例中,所述数据分析装置是数字信号处理器DSP。
在本实用新型的一个实施例中,所述驱动装置是精简指令集计算机RISC。
在本实用新型的一个实施例中,所述精简指令集计算机RISC是ARM芯片。
在本实用新型的一个实施例中,所述算法模块是高清晰度视频信号编码/解码模块。
本实用新型还提供一种音频/视频监控系统,包括:
摄像机,用于获取被监控对象的音频/视频信息;
传输网络,用于传输所获取的被监控对象的音频/视频信息;
显示装置,用于显示所获取的被监控对象的音频/视频信息;以及
系统服务器,用于监视和控制所述显示装置、传输网络以及音频/视频采集和处理系统的操作。
本实用新型还提供一种视频会议系统,包括:
摄像机,用于获取分会场的音频/视频信息;
传输网络,用于将所获取的分会场的音频/视频信息传输给其它分会场;
接收装置,用于接收来自其它分会场的音频/视频信息;
显示装置,用于显示来自其它分会场的音频/视频信息;以及
系统服务器,用于监视和控制所述显示装置、传输网络以及音频/视频采集和处理系统的操作。
附图说明
图1是本实用新型的一种应用模型;
图2是本实用新型的另一种应用模型;
图3是用于说明本实用新型的系统结构的方框图;
图4是用于说明本实用新型的系统功能的方框图;
图5是用于说明本实用新型的系统运行流程的序列图。
具体实施方式
图1示出本实用新型的一种应用模型,即远程视频监控模型。在该应用模型中,系统包含设置于被监控现场的摄像机,例如HDV911,摄像机获取的音频/视频数据经过CMOS图像采集芯片自带的片上高速12-bit A/D转换器直接转换为可以通过网络传输的信号,然后通过有线或无线信道发送给被监控侧的交换机,交换机将信号通过路由器发送到局域网LAN上。位于监控中心的网络服务器通过监控侧的交换机和路由器可以获取局域网LAN上的数据,经过适当的编解码在显示设备(例如多画面电视墙)上显示。
图3示出摄像机HDV911的硬件结构的一个实施例。除了普通摄像机所具备的功能单元外,HDV911还具有控制单元和图像分析单元。控制单元可以采用精简指令集计算机RISC构成,例如ARM芯片。摄像机的CMOS图像采集单元所采集的视频信号通过控制单元RISC传送给图像分析单元。该图像分析单元可以由数字信号处理器DSP构成。图像分析单元DSP根据对视频信号的分析,发出相应的控制信号给控制单元RISC,由控制单元RISC执行对摄像机动作和姿态的控制。例如,在监控文物收藏场所的情况下,一旦DSP经过分析发现被监控场所发生异常,则可以生成指令发给RISC,由RISC控制镜头单元LEN和云台,以便跟踪异常情况,并可以启动音频采集单元Audio Codec,还可以将音频/视频数据存储下来,以便以后由专业人员进行分析。此外,还可以发出报警信号,提醒专业人员采取相应的措施。
考虑到RISC和DSP之间接口需要用到可编程逻辑器件做接口转换和电平匹配问题,在本设计中加入了CPLD模块。
通过采用CMOS图像采集芯片自带的片上高速12-bit A/D转换技术可以显著提高转换效率,有效降低传输线路中的干扰。
图4示出摄像机HDV911的系统功能的一个实施例。HDV911的功能可以分为三个层级,第一层为接口层,用于与B/S网管和C/S网管接口。其中B/S网管是浏览器/服务器网管,C/S网管是客户端/服务器网管。程序分为接口层、应用层、驱动层三层。接口层主要用于接收网管发来的命令以及向网络传输音视频数据。网管模块的控制和消息交互采用标准的TCP/IP协议簇,基于B/S架构的HTTP协议以及C/S架构的SNMP协议基础,在业务单元嵌入式程序内部嵌入小型SERVER。应用层主要实现各种业务功能,如编解码、图像压缩、图像识别、各种信息采集、云台及镜头控制等。驱动层则执行具体对硬件的驱动功能,如镜头控制、云台控制、音频/视频采集、红外接收等。应用层通过驱动层程序控制硬件实现各种业务功能。
在一个优选实施例中,摄像机HDV911的系统功能通过嵌入式程序实现,运行在LINUX环境下。
在该实施例中,B/S网管和C/S网管可以是位于网络上任意位置的计算机终端,例如,可以是位于监控中心机房内的计算机终端。该B/S网管和C/S网管通过网络与同样连接到网络上的HDV911通信,以便实现对HDV911的控制和操作。
当然,B/S网管和C/S网管服务器的部分功能也可以在被监控现场通过红外遥控或类似的手段实现。如图4所示,通过红外遥控器Remote可以在现场控制云台在水平和垂直方向的姿态。当然,其它的功能,如镜头等也可以通过红外遥控装置Remote来控制。
在图1所示的应用模型中,系统采用标准的互联网协议在各个功能部分之间通信,因此,本实用新型的技术方案可以架构在局域网、广域网和无线网络之上,可以与各种类型的不同的以太网设备无缝连接。系统无须铺设专用的视频和控制电缆,授权用户可在现有的网络(例如ADSL网络)的任何计算机上对监控现场实时监控。
此外,监控系统还可以与本地的MIS系统(管理信息系统)结合应用,不仅可以扩展监控系统的功能,还可以充分利用现有的网络资源,做到一网多用。
利用本实用新型,可以实现对被监控现场的多画面实时监视、录像文件回放、图像设置、录像设置、图像识别、网络设置、云台控制和镜头控制等。
图2示出本实用新型的另一种应用模型,即视频会议应用模型。在该种应用模型中,参加视频会议的各个分会场都设置有摄像机,例如HDV911,用于采集本分会场的现场音频/视频数据,并通过相关的交换机将所采集的音频/视频数据经局域网LAN发送给参加视频会议的其它各方。同时,从其它参加视频会议的各方接收到的音频/视频数据经过客户端系统的编解码等处理,可以通过设置在本分会场的显示装置和扬声器呈现出来。
在该应用模型中,对视频会议进行网络管理的软件是高效易用的可视化会议管理软件,采用B/S架构。授权用户可通过WEB浏览器登录远程视频服务器操作网管软件,实现对会议资源的集中控制和对视频会议业务的全程管理。利用图形化界面和特有的会场监控功能轻松完成一个会议的召集、控制和管理。主要功能为对各会场视频属性的远程设置,多画面监视、会议管理、摄像机控制等。
图5示出本实用新型的音频/视频采集处理系统的操作序列图。如图5所示,系统的运行涉及四方之间的通信:IE浏览器,用于远程浏览登录高清摄像机内部WEBSERVER服务器,并进行相关操控设置;网管服务器,用于对各高清摄像机进行管理和相关参数设置;精简指令集计算机RISC,用于执行对整个系统的控制,包括视频采集、音频采集、云镜姿态等的控制;数字信号处理器DSP,用于进行图像高清编解码和图像分析等。其中网管服务器的部分功能可以由红外/ZIGBEE无线传输技术遥控实现。
通过IE浏览器可以对被监控现场或视频会议的分会场进行远程监视,并可以提供在线帮助的功能。例如,通过连接在局域网LAN上的一台IE浏览器,可以设置摄像机的监控参数、云台姿态等。设置指令通过网络传输给网管服务器,网管服务器通过HDV911中的网路接口将指令下发给RISC,RISC完成具体的控制操作。当相应的操作完成之后,RISC采集当前的设置状态,通过网管服务器回传给IE浏览器,以便操作人员确认设置操作情况。
在一个实施例中,本实用新型的主芯片为高速RISC。其视频采集芯片为一高性能CMOS图像传感器,镜头尺寸为1/4,最大图像传输速率为QVGA 15fps,VGA30fps,具有自动曝光、自动增益、自动白平衡、亮度对比度调节以及防抖功能。音频采集芯片选用专业的音频CODEC通过外置麦克风或内置麦克风两种方式采集现场音频并可实现切换。外置麦克风通过ZIGBEE技术与摄像机连接,内置麦克风模块是将声音采集模块做在摄像机内部。双向26Ksp/s采样率、片上滤波设计高达84-dB信噪比、13MHz的通频带宽。RISC将传感器采集到的信号通过DSP进行压缩编码通过网络传输。DSP可实现对视频流的H.264格式、MPEG-4格式编解码、可实现对图像文件的JPEG格式压缩。同时DSP对视频信号通过智能识别算法进行分析处理,将产生的报警信息传给RISC,由RISC上报给网管单元。智能图像算法首先是图像的识别,可以分辨出人和动物,以及在次基础上能对人脸进行识别,用算法所识别的图像和系统中已保存的人脸的面部矢量做匹配,以做出正确的判断,依靠判断值进行报警驱动,另一个是对一个物体的运动轨迹进行识别和跟踪,要设置监控系统的灵敏度以便能在人眼产生视觉停留的误差内对物体的运动轨迹进行捕捉和跟踪。可以做到无人职守。硬件平台提供MMC/SD存储卡接口。通过该接口可将视频流和快照存放到MMC或SD卡中做备份。最大可支持4G容量存储卡。压缩后的音视频信号通过VEDIO OVERIP单元将数据传输到网上,平台支持普通网口和无线网卡两种模式。其具体协议为:传输协议包括UDP协议、TCP/IP协议,扩展可支持RTP/RTCP,信令协议包括H323协议、SIP协议。本系统具有红外接收功能和ZIGBEE技术可通过该无线技术接收用户发送的指令控制镜头和云台。本地的音视频输出可以采用HDMI接口和/或SDI接口。

Claims (9)

1、一种新一代高清网络摄像机,其特征在于,包括:
数据采集装置,用于获取现场的音频和/或视频数据;
数据分析装置,用于对所述数据采集装置所获取的音频和/或视频数据进行分析;
算法模块,用于根据所述数据分析装置的分析结果,对所述音频和/或视频数据进行处理;以及将处理结果生成特定格式数据信息上报;
驱动装置,用于根据所述算法模块的处理结果驱动所述数据采集装置。
2、如权利要求1所述的摄像机,其特征在于,所述数据采集装置是摄像机。
3、如权利要求2所述的摄像机,其特征在于,所述摄像机通过互补金属氧化物半导体CMOS芯片采集视频数据。
4、如权利要求1所述的摄像机,其特征在于,所述数据分析装置是数字信号处理器DSP。
5、如权利要求1所述的摄像机,其特征在于,所述驱动装置是精简指令集计算机RISC。
6、如权利要求5所述的摄像机,其特征在于,所述精简指令集计算机RISC是ARM芯片。
7、如权利要求1所述的摄像机,其特征在于,所述算法模块是高清晰度视频信号编码/解码模块。
8、一种音频/视频监控系统,其特征在于,包括:
根据权利要求1-7任一项所述的摄像机,用于获取被监控对象的音频/视频信息;
传输网络,用于传输所获取的被监控对象的音频/视频信息;
显示装置,用于显示所获取的被监控对象的音频/视频信息;以及
系统服务器,用于监视和控制所述显示装置、传输网络以及音频/视频采集和处理系统的操作。
9、一种视频会议系统,其特征在于,包括:
根据权利要求1-7任一项所述的摄像机,用于获取分会场的音频/视频信息;
传输网络,用于将所获取的分会场的音频/视频信息传输给其它分会场;
接收装置,用于接收来自其它分会场的音频/视频信息;
显示装置,用于显示来自其它分会场的音频/视频信息;以及
系统服务器,用于监视和控制所述显示装置、传输网络以及音频/视频采集和处理系统的操作。
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