CN202077112U - 一种ip智能相机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种IP智能相机，包括镜头、与镜头固定相连的外壳、设于外壳内的主机设备、和外壳后盖，主机设备包括硬件系统和软件系统，其中硬件系统包括CCD采集板、拾音器、主控模块和接口板，主控模块包括设有板载PHY模块的视频编码板和若干视频处理板。本实用新型采用多处理器架构能对原始图像数据并行或串行分解处理且主控模块中各处理板之间的接口灵活可控，减轻单个处理器的运算负荷且大幅提高运算效率；支持高清CCD(像素1688x1248)与非CCD并行图像数据的输入，支持音频的采集与处理，支持BOA接口，能进行远程访问或组网通信，具有高灵敏度、高分辨率及良好的噪声控制等特点。

Description

一种IP智能相机

技术领域

本实用新型涉及音视频采集、处理及传输技术领域，具体涉及一种IP智能相机。

背景技术

在视频监控领域，人们正在追求一种高性能、高稳定性且智能化的监控设备来满足现实的应用需求。近年来，伴随着科技的进步，各式各样的视频监控设备层出不穷。然而，现实应用的需求变化永远走在科技变化的前面，目前市场上现有的视频监控类设备由于其自身的设计缺点，致使生产成本提高、无法广泛应用。

专利号为ZL200710199232.4的中国发明专利公开了一种工业智能相机，该相机由一台主机设备和一套参数设置软件构成，主机设备安装到工业生产线上独立运行实现对产品质量的机器视觉检测功能，参数设置软件运行与PC机用于主机设备的初始配置；

申请号为200910061677.5的中国发明专利公开了一种智能相机，由摄像镜头、感光芯片板、和机盒组成，图像处理板(DSP)上固定有专用插座，不同规格和容量的CPU可方便地安装在专用插座上，接口上可安装触摸屏，并适当地增加接口的配置和功能；

上述两个专利的共性优点是相机体积小可降低成本，通用性强可广泛应用于场景监测，其缺陷之处，主要存在以下四个方面：

①上述专利中的智能相机采用单处理器架构即感光芯片采集进来的图像信号经驱动、预处理后进入单处理器，然后进行各种特定算法处理。实践中多数监控场景需要处理较大的数据量，且要求用多种算法对输入的图像数据处理，因此处理器的运算效能要求较高，而单处理器的缺陷在于因硬件结构受限致使功能单一，无法集成更多的功能；

②上述专利中的智能相机不支持除感光芯片采集进来的数据之外的非CCD的并行图像数据的处理；

③上述专利中的智能相机未引入BOA接口模块，不能通过网络对相机进行远程访问及参数配置

④上述专利中的智能相机不具备音频采集的功能，无法适用于音频监控场景，往往需要另行配置一套音频采集设备，既增加成本且不利于安装维护。

发明内容

本实用新型提供了一种IP智能相机，集成了CCD采集处理、非CCD并行图像数据的处理、支持音频接口、BOA接口等功能，解决了现有技术中功能单一且适用的监控场景受限的问题。

一种IP智能相机，包括镜头、与镜头固定相连的主机设备和后盖。

所述的主机设备包括靠近镜头一端的CCD采集板、固定于主机设备前端的拾音器、主控模块和用于接收主控模块信号的接口板。

所述的主控模块包括设有板载PHY模块的视频编码板和用于传输视频编码板信号的若干块视频处理板。所述的CCD采集板和拾音器各自经排线与主控模块中的视频编码板相连。所述的接口板上设有支持多媒体数据通信的扩展通信接口。

所述的后盖一侧从上到下依次设有用于传输主机设备信号的音频接口和用于传输主机设备信号的TV视频接口，后盖的另一侧从上到下依次设有电源指示灯、电源接口和复位键，所述后盖的底部并行排列有USB接口、SD卡接口及网口。

所述的视频编码板上的板载PHY模块包括带四路PHY接口输出的交换(SWITCH)芯片，其中一路PHY接口与接口板相连，另外三路PHY接口分别与若干块视频处理板相连。

所述的视频处理板的数量可根据实际需要调整，一般为1～3块，优选为3块。

一种利用上述IP智能相机进行场景监控的方法，包括如下步骤：

1)从镜头进来的模拟视频经CCD采集板转换成RAW格式数字图像数据，并将数字图像数据经排线传输至视频编码板；

2)在视频编码板上对步骤1)中的数字图像数据进行第一次算法处理，处理结束后再传至视频处理板进一步处理，或在视频编码板上进行第一次处理之前，同时将步骤1)中未处理的原始RAW格式图像数据由视频编码板上的连接器直传给视频处理板，从而视频编码板和视频处理板实现并行处理；

3)步骤2)视频处理板处理结束后，将处理结果回传至视频编码板，再通过视频编码板将最终处理结果输出至接口板，由接口板上的网络接口传至监控室。

所述的步骤2)中通过添加多块处理板可进行复杂算法处理。

所述的步骤3)中的视频编码板利用板载编码模块可直接输出模拟视频与音频，其中模拟视频由板载TV视频接口输出，音频由专用传输线引至音频输出接口。

一种利用上述IP智能相机进行场景监控的软件系统，包括CCD驱动程序、3A算法模块、图像处理算法模块、音频编解码模块、BOA接口模块、音视频存储模块、事件管理模块及RTSP媒体管理模块，其中CCD驱动程序、3A算法模块、音频编解码模块和BOA接口模块与图像处理算法模块相连，音视频存储模块与音频编解码模块相连，事件管理模块及RTSP媒体管理模块与音视频存储模块相连。

本实用新型中的主机设备功能如下：

CCD采集板负责将光图像信号转变为RAW格式的原始图像数据；

主控模块负责对图像数据的运算处理以及对其他模块的控制，由于主控模块采用多处理器架构且各块处理板之间的接口灵活，使得原始图像数据也可输入主控模块，并对其进行并行或串行分解处理；其中，视频编码板负责对图像数据做第一次处理，并负责控制各种外接设备，视频处理板负责对图像数据做进一步处理；与此同时，视频编码板上集成了音频编解码模块和TV视频输出模块，且视频编码板和视频处理板都支持非CCD并行图像数据输入；

接口板负责整个主机设备与外界的数据通信接口及电源接口，其中扩展通信接口支持RS232/RS485/GPIO/IRIS等。

本实用新型中的软件系统各模块功能如下：

CCD驱动程序负责初始化CCD配置；

3A算法模块负责实现自动聚焦、自动曝光、自动白平衡；

图像处理算法模块负责实现具体应用算法；

音频编解码模块负责对音频信号的采集与处理；

BOA接口模块负责实现相机终端的远程访问及配置，配置的具体内容包括：编辑用户信息、图像制式(PAL或NTSC)、视频编码格式、帧率(1～15帧)、亮度、对比度、3A算法配置、音视频存储策略、事件管理方法等；通过BOA接口模块为各个该相机终端设定不同的IP，可由以太网根据此IP实现多个该相机终端之间以及用户与相机之间的组网通信。

音视频存储模块负责存储处理结果；

RTSP媒体管理模块负责多媒体数据通信，能实现组播、多播、广播等多种形式的流媒体视频传输及播放。

本实用新型提供的IP智能相机，采用多处理器架构能对原始图像数据并行或串行分解处理且主控模块中各处理板之间的接口灵活可控，减轻单个处理器的运算负荷且从而大幅提高运算效率；支持高清CCD(像素1688x1248)与非CCD并行图像数据的输入，支持音频的采集与处理，支持BOA接口能进行远程访问或组网通信，具有高灵敏度、高分辨率及良好的噪声控制等特点。

附图说明

图1为本实用新型IP智能相机的结构示意图。

图2为图1中机壳后盖的结构示意图。

图3为本实用新型IP智能相机中的软件系统的模块示意图。

图4为本实用新型IP智能相机中的主机设备的硬件原理示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种IP智能相机，包括镜头1、与镜头1固定相连的主机设备2和后盖3。

主机设备2包括靠近镜头1一端的CCD采集板8、固定于主机设备2前端的拾音器9、主控模块10和用于接收主控模块10信号的接口板11，如图4所示，主控模块10包括设有板载PHY模块12的一块视频编码板13和用于传输视频编码板13信号的三块视频处理板14，视频处理板14的数量可以根据实际需要调整；接口板11上设有支持多媒体数据通信的扩展通信接口15，包括一路RS232，一路RS485，一路IRIS和四路GPIO；

其中CCD采集板8和拾音器9各自经排线与主控模块10中的视频编码板13相连；视频编码板13与视频处理板14、视频处理板14与视频处理板14之间均通过MOLEX公司的型号为52901-1274及53625-1274公母头的连接器对接，视频处理板14与接口板11之间通过MOLEX公司的型号为52901-0874及53625-0874公母头的连接器对接。

如图2所示，后盖3的左侧上下排列设有音频接口16和TV视频接口6，后盖3的右侧上下排列设有电源指示灯5、+12V/A电源接口4和复位键17，外壳后盖的底部并行排列设有USB接口18、网口7和SD卡接口19；

其中音频接口16和TV视频接口6各自经排线与视频编码板13相连，USB接口18、SD卡接口19和网口7经排线与接口板11相连。

如图3所示，软件系统包括CCD驱动程序、3A算法模块、图像处理算法模块、音视频编解码模块、BOA接口模块、音视频存储模块、事件管理模块及RTSP媒体管理模块；

其中CCD驱动程序、3A算法模块、音频编解码模块和BOA接口模块均分别与图像处理算法模块相连，音视频存储模块与音频编解码模块相连，事件管理模块、RTSP媒体管理模块分别与音视频存储模块相连。

如图4所示，视频编码板13上的板载PHY模块12包括带四路PHY接口输出的SWITCH芯片，其中一路PHY接口与接口板11相连，另外三路PHY接口分别与三块视频处理板14A、14B、14C相连。

本实用新型IP智能相机的硬件工作过程：

1)从镜头1进来的模拟视频经CCD采集板8转换成RAW格式数字图像数据，并将数字图像数据经排线传输至视频编码板13；

2)视频编码板13可对此数据进行第一次处理，处理结束后将第一次处理结果传至视频处理板14中的第一块视频处理板14A，或者根据实际需要，在视频编码板13上进行第一次处理之前，同时将步骤1)中未处理的原始RAW格式图像数据由视频编码板13上的连接器直传给第一块视频处理板14A，视频处理板14A通过其上的连接器将RAW格式图像数据直传给14B，视频处理板14B通过其上的连接器将RAW格式图像数据直传给14C，从而视频编码板和所有视频处理板实现并行处理；

另外，视频处理板14A经第二次处理后可以将第二次处理结果传至第二块视频处理板14B进行后续处理，如果实际工作中待处理的数据量较大且算法复杂，则可将第三块视频处理板14C添加至主控模块10中，利用第三块视频处理板14C进行进一步的复杂算法处理；

3)处理结束后，将处理结果回传至视频编码板13，再通过视频编码板13将最终处理结果输出至接口板11，由接口板11上的网络接口传至监控室；或者根据实际需要，视频编码板13利用板载编码模块可直接输出模拟视频与音频，其中模拟视频由板载TV视频接口4输出，音频由专用传输线引至音频接口16输出。

本实用新型的IP智能相机支持非CCD并行图像数据输入，可在接收处理CCD图像的同时也接收处理非CCD图像数据，则非CCD图像数据经排线传输至视频编码板13，后续处理步骤同上述步骤2)、3)。

以下为本实用新型IP智能相机在智能交通监控场景上的应用：

视频图像由镜头1进入CCD采集板8，经CCD采集板8预处理后传至视频编码板13对原始视频图像进行H.264编码，同时通过视频编码板13上的连接器接口将原始视频图像传至第一块视频处理板14A执行车牌识别算法、同时视频处理板14A通过连接器接口将原始视频图像传至14B，第二块视频处理板14B执行视频流检测算法、14B通过连接器接口将原始视频图像传至14C，第三块视频处理板14C执行异常分析算法；处理结束后，三块视频处理板10均将处理结果通过板载PHY连接器回传至视频编码板13，然后视频编码板13通过板载PHY接口将该处理结果传至接口板11，经排线传至后盖3上的网口7，最终由网络传至监控室；

与此同时，拾音器9将音频数据采集至视频编码板13进行处理，处理方式与上述视频图像的处理方式相同，最终将处理结果同样由网络传至监控室；

用户在监控室可根据实际需要利用BOA接口对各个相机终端进行参数配置，包括编辑用户信息、图像制式、视频编码格式、帧率、分辨率、亮度、对比度、3A算法配置、音视频存储策略、事件管理方法等。

Claims (6)

1.一种IP智能相机，包括镜头、与镜头固定相连的主机设备和后盖，所述的后盖上设有电源接口、电源指示灯、用于传输主机设备信号的音频接口、用于传输主机设备信号的TV视频接口和网口，其特征在于，所述的主机设备包括靠近镜头一端的CCD采集板、固定于主机设备前端的拾音器、主控模块和用于接收主控模块信号的接口板，所述的主控模块包括设有板载PHY模块的视频编码板和用于传输视频编码板信号的若干块视频处理板，所述的CCD采集板和拾音器各自经排线与主控模块中的视频编码板相连；所述的接口板上设有支持多媒体数据通信的扩展通信接口。

2.根据权利要求1所述的IP智能相机，其特征在于，所述的视频处理板的数量为1～3块。

3.根据权利要求2所述的IP智能相机，其特征在于，所述的视频处理板的数量为3块。

4.根据权利要求1所述的IP智能相机，其特征在于，所述的视频编码板上的板载PHY模块包括带四路PHY接口输出的交换芯片，其中一路PHY接口与接口板相连，另外三路PHY接口分别与视频处理板相连。

5.根据权利要求1所述的IP智能相机，其特征在于，所述的后盖的底部还设有用于传输接口板信号的USB接口和SD卡接口。

6.根据权利要求1所述的IP智能相机，其特征在于，所述的后盖上还设有复位键。 

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