CN203734764U - 数字高清视频与模拟标清视频的混合监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型创造提供一种数字高清视频与模拟标清视频的混合监控系统，基于现有的模拟标清视频光纤监控系统平滑地升级为数字高清视频光纤监控系统或数字高清/模拟标清混合视频光纤监控系统，此类混合监控系统不需要重新布设光纤，不需要更换光传输设备，不需要更换摄像机云台，只需更换摄像探头，具有施工量最小化，改造和升级成本最低化的特点。

Description

数字高清视频与模拟标清视频的混合监控系统

技术领域

本发明创造涉及视频光纤监控领域，特别是数字高清视频与模拟标清视频的混合监控系统。

背景技术

目前，视频监控正在从模拟标清到数字高清飞速转换的阶段，市场巨大，增长速度惊人。但是当前所有的系统方案中，数字高清视频监控和模拟标清视频监控几乎都无法融合。尤其是在远距离光传输的领域，由于监控系统要求实时性和可靠性，传统模拟标清视频光纤监控主要是由数字视频光端机来完成。

在数字高清视频光纤监控领域，当前国内主要是全IP高清视频光纤监控系统占主流，同时国外正在推广SDI方式高清视频光纤监控系统，不过这两种方式都无法兼容使用数字视频光端机的传统模拟标清视频光纤监控系统，更换或者升级必须大规模施工。

如果要升级为高清视频监控，必须更新整套系统，需要面对天量的施工问题。同时由于目前数字高清视频监控与模拟系统不兼容，整个线路上哪怕只需要几个高清监控点，也必须全部更换所有设备，费用极高。

发明内容

本发明创造提供一种数字高清视频与模拟标清视频的混合监控系统，克服了现有监控技术中高清数字视频光纤监控系统和传统模拟视频光纤监控系统相互独立，无法混合组网，造成现有模拟视频光纤监控系统升级改造施工量大，成本高的问题。

为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案是：数字高清视频与模拟标清视频的混合监控系统，包括模拟标清视频光纤监控系统；数字高清视频采集装置采集的IP信号经IP至类CVBS信号转换器处理得到类CVBS信号，IP至类CVBS信号转换器将该类CVBS信号上传至标清数字视频光端机发射机；标清数字视频光端机发射机传输处理后的类CVBS信号至标清数字视频光端机接收机；标清数字视频光端机接收机输出处理后的类CVBS信号到类CVBS至IP信号转换器；类CVBS至IP信号转换器输出IP信号经NVR传输至VMS服务器存储,并在监控显示屏上显示。

进一步，所述IP至类CVBS信号转换器包括转换器输入接口、第一以太网物理接口接发器、第一FPGA芯片、模拟数字转换器和高速差分放大器；所述第一FPGA芯片包括第一以太网媒体接入控制器、前向纠错编码模块、交织编码模块、调幅电路以及直接数字式频率合成器；所述第一以太网物理接口接发器将接收的IP信号传输给第一FPGA芯片；第一以太网媒体接入控制器对该IP信号解压缩后发送给前向纠错编码模块；前向纠错编码模块将处理后的信号发送给交织编码模块处理；交织编码模块处理后的信号经调幅电路和直接数字式频率合成器的调制后发送至模拟数字转换器；模拟数字转换器的输出端与高速差分放大器的输入端连接；高速差分放大器的输出端接转换器输出接口。

进一步，类CVBS至IP信号转换器包括转换器输入端、可变增益放大器、数字模拟转换器、第二FPGA芯片、第二以太网物理接口接发器和转换器输出端；所述第二FPGA芯片包括数字混频/检波解调电路、交织解码模块、前向纠错解码模块和第二以太网媒体接入控制器；可变增益放大器接收类CVBS信号；数字模拟转换器将可变增益放大器处理后的类CVBS信号转换为数字信号并传送给第二FPGA芯片；数字混频/检波解调电路将接收的数字信号恢复为基带信号；基带信号经交织解码模块处理后输入前向纠错解码模块；基带信号经前向纠错解码模块处理后输入第二以太网媒体接入控制器恢复IP地址，并形成以太网MAC帧输出至第二以太网物理接口接发器；第二以太网物理接口接发器的输出接转换器输出端。

进一步，数字高清视频采集装置是数字高清摄像机。

本发明创造具有的优点和积极效果是:采用本发明创造的技术方案，融合高清数字视频光纤监控系统和传统模拟视频光纤监控系统，基于现有的模拟标清视频光纤监控系统平滑地升级为数字高清视频光纤监控系统或数字高清/模拟标清混合视频光纤监控系统，此类混合监控系统不需要重新布设光纤，不需要更换光传输设备，不需要更换摄像机云台，只需更换摄像探头，具有施工量最小化，改造和升级成本最低化的特点。根据用户现场实际需求出发，大幅降低施工量，简化安装调试工作，使用户可以灵活升级自己的系统，低成本地、逐步地、平滑地由现有模拟标清视频光纤监控系统升级到数字高清视频光纤监控系统。

附图说明

图1是本发明创造数字高清视频与模拟标清视频的混合监控系统示意图；

图2是本发明创造中IP至类CVBS信号转换器原理框图；

图3是本发明创造中类CVBS至IP信号转换器原理框图；

图4是本发明创造中用于与模拟标清视频光纤监控混合组网的数字高清摄像机结构示意图。

图中：

1.第一RJ45接插件     2.第一以太网物理接  3.第一FPGA芯片

                    口接发器

4.模拟数字转换器     5.高速差分放大器    6.第一BNC接头

7.第二BNC接头        8.可变增益放大器    9.数字模拟转换器

10.第二以太网物理接  11.第二FPGA芯片     12.第二RJ45接插件

口接发器

13.镜头        14.图像传感器       15.图像处理器

16.存储器      17.FPGA模块         18.第二D\A转换器

19.放大器      20.第三BNC接插件

具体实施方式

结合附图和具体实施方式对本发明创造做详细说明。

数字高清视频与模拟标清视频的混合监控系统，包括模拟标清视频光纤监控系统；数字高清视频采集装置采集的IP信号经IP至类CVBS信号转换器处理得到类CVBS信号，IP至类CVBS信号转换器将该类CVBS信号上传至标清数字视频光端机发射机；标清数字视频光端机发射机传输经处理后的类CVBS信号至标清数字视频光端机接收机；标清数字视频光端机接收机输出处理后的类CVBS信号到类CVBS至IP信号转换器；类CVBS至IP信号转换器输出IP信号经NVR传输至VMS服务器存储,并在监控显示屏上显示。IP至类CVBS信号转换器包括第一RJ45接插件1、第一以太网物理接口接发器2、第一FPGA芯片3、模拟数字转换器4和高速差分放大器5；所述第一FPGA芯片3包括第一以太网媒体接入控制器、前向纠错编码模块、交织编码模块、调幅电路以及直接数字式频率合成器；所述第一以太网物理接口接发器2将接收的IP信号传输给第一FPGA芯片3；第一以太网媒体接入控制器对该IP信号解压缩后发送给前向纠错编码模块；前向纠错编码模块将处理后的信号发送给交织编码模块处理；交织编码模块处理后的信号经调幅电路和直接数字式频率合成器的调制后发送至模拟数字转换器4；模拟数字转换器4的输出端与高速差分放大器5的输入端连接；高速差分放大器5的输出端接IP至类CVBS信号转换器的第一BNC接头6。类CVBS至IP信号转换器包括转换器的第二BNC接头7、可变增益放大器8、数字模拟转换器9、第二FPGA芯片11、第二以太网物理接口接发器10和第二RJ45接插件12；所述第二FPGA芯片11包括数字混频/检波解调电路、交织解码模块、前向纠错解码模块和第二以太网媒体接入控制器；可变增益放大器8接收类CVBS信号；数字模拟转换器9将可变增益放大器8处理后的类CVBS信号转换为数字信号并传送给第二FPGA芯片11；数字混频/检波解调电路将接收的数字信号恢复为基带信号；基带信号经交织解码模块处理后输入前向纠错解码模块；基带信号经前向纠错解码模块处理后输入第二以太网媒体接入控制器恢复IP地址，并形成以太网MAC帧输出至第二以太网物理接口接发器10；第二以太网物理接口接发器10的输出第二RJ45接插件12。数字高清视频采集装置是数字高清摄像机。

如图1所示，本发明创造即为用于升级改造模拟标清视频光纤监控系统设计的数字高清视频与模拟标清视频的混合组网光纤监控系统。本图仅以四路监控系统为例，实际上1至64路均可实现。将第四模拟标清摄像机更换为一台数字高清IP摄像机，数字高清IP摄像机后面需连接一个关键设备--IP至类CVBS信号转换器，将数字高清摄像机输出的IP信号转换为同轴电缆能传输的“类CVBS”信号，经原有同轴电缆线路连接到数字视频光端机发射机；在接收端，数字视频光端机接收机将对应视频通道经由关键设备--CVBS至IP信号转换器连接以太网线，与NVR，VMS服务器等数字高清IP监控后续处理设备连接；原有其他路模拟标清摄像机依然保持原来的连接方式，同轴电缆，数字视频光端机发射机，光纤，数字视频光端机接收机，模拟矩阵，DVR；电视墙为共用设备。

传统模拟标清视频使用CVBS复合视频信号传输图像信号，信号带宽为6MHz。首先，摄像机输出CVBS复合视频信号到数字视频光端机发射机，数字视频光端机发射机前端ADC使用12MHz～16MHz频率对CVBS信号进行采样，转换成数字信号，再经过复合，编码后通过激光器发送到光纤上；在接收端，数字视频光端机接收机从光纤接收到数字信号，再通过DAC还原为各路的CVBS信号并对应输出。

实施例1：如图2所示，数字高清IP摄像机输出为IP信号，高清摄像机一般最大支持分辨率1920x1080/60帧格式高清视频，压缩后打包成IP格式，数据率通常为2Mbps～40Mbps，因带宽太高和信号格式不匹配而无法直接通过后面的数字视频光端机；需要通过IP至类CVBS信号转换器的第一RJ45接插件1引入到第一以太网物理接口接发器2，转变为数字信号后，再送入到第一FPGA芯片3中；第一FPGA芯片3中的第一以太网媒体接入控制器恢复出完整的IP数据包，将内容重新打包，发送至前向纠错编码模块中，前向纠错编码模块进行前向纠错编码操作，然后发送至交织编码模块，经交织编码模块处理后的信号发送到调幅电路和直接数字式频率合成器中进行调整，调整后的信号发送至模拟数字转换器4，绘制出“类CVBS”的信号波形，保证带宽范围在6MHz之内。该信号再经高速差分放大器5放大后利用第一BNC接头6与同轴电缆连接。经原有同轴电缆线路连接到数字视频光端机发射机，再经光纤连接至数字视频光端机接收机。如图3所示，数字视频光端机接收机在同轴电缆上输出“类CVBS”信号通过类CVBS至IP信号转换器的第二BNC接头7引入到可变增益放大器8，经处理后输入到数字模拟转换器9中转变为数字信号，将该信号传送到第二FPGA芯片11中；信号在第二FPGA芯片11中首先通过数字混频/检波解调电路恢复为基带信号，然后利用交织解码模块和前向纠错模块恢复在通过线路时发生的误码，最后输入第二以太网媒体接入控制器恢复IP地址，并形成以太网MAC帧，从第二FPGA芯片11中输出到第二以太网物理接口接发器10，最后再由第二RJ45接插件12连接到以太网线上，与NVR，VMS服务器等数字高清IP监控后续处理设备连接。原有其他路模拟标清摄像机依然保持原来的连接方式，同轴电缆，数字视频光端机发射机，光纤，数字视频光端机接收机，模拟矩阵，DVR；电视墙为共用设备，从而实现监控系统的数字高清视频与模拟标清视频的混合组网。

如图4所示，本发明创造的另一种具体实施例是：IP至类CVBS信号转换器作为功能模块集成到数字高清IP摄像机中，该新的数字高清IP摄像机由外壳、镜头13、图像传感器14、图像处理器15、FPGA模块17和存储器16构成，所述图像处理器15上电连接图像传感器14、FPGA模块17和存储器16，镜头与图像传感器14电连接，其中图像传感器14优选CMOS/CCD图像传感器，存储器16为DRAM存储器；

所述FPGA模块17包括网络模块、编码器和调制模块，所述编码器连接调制模块，调制模块通过第二D\A转换器18和放大器19电连接第三BNC接插件20，所述第三BNC接插件20为同轴电缆接口，可以通过同轴电缆和数字视频光端机电连接；

所述网络模块包含以太网MAC BACK电路和以太网MAC电路，以太网MAC电路连接标准RJ45接插件，能够直接将信号发送到因特网；编码器包括FEC前向纠错编码电路和与其连接的交织编码电路；调制模块为AM和DDS调制电路；所述MAC BACK电路电连接FEC前向纠错编码电路。

其他结构与具体实施方式1中相同。

组建数字高清视频与模拟标清视频的混合监控系统的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：

①.将原模拟标清摄像机部分更换为数字高清摄像机，可保留原有云台；

②.在数字高清摄像机输出端连接IP至类CVBS信号转换器的输入端，再将原有同轴电缆连接到IP至类CVBS信号转换器的输出端；

③.将数字视频光端机接收端的对应高清IP摄像机的输出端连接到类CVBS至IP信号转换器的输入端；再将以太网线连接类CVBS至IP信号转换器的输出端；

④.以太网线的另一端接入数字高清监控系统的后处理设备。

以上对本发明创造的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (4)

1.数字高清视频与模拟标清视频的混合监控系统，包括模拟标清视频光纤监控系统；其特征在于：数字高清视频采集装置采集的IP信号经IP至类CVBS信号转换器处理得到类CVBS信号，IP至类CVBS信号转换器将该类CVBS信号上传至标清数字视频光端机发射机；标清数字视频光端机发射机传输处理后的类CVBS信号至标清数字视频光端机接收机；标清数字视频光端机接收机输出处理后的类CVBS信号到类CVBS至IP信号转换器；类CVBS至IP信号转换器输出IP信号经NVR传输至VMS服务器存储,并在监控显示屏上显示。

2.根据权利要求1所述的数字高清视频与模拟标清视频的混合监控系统，其特征在于：所述IP至类CVBS信号转换器包括转换器输入接口、第一以太网物理接口接发器、第一FPGA芯片、模拟数字转换器和高速差分放大器；所述第一FPGA芯片包括第一以太网媒体接入控制器、前向纠错编码模块、交织编码模块、调幅电路以及直接数字式频率合成器；所述第一以太网物理接口接发器将接收的IP信号传输给第一FPGA芯片；第一以太网媒体接入控制器对该IP信号解压缩后发送给前向纠错编码模块；前向纠错编码模块将处理后的信号发送给交织编码模块处理；交织编码模块处理后的信号经调幅电路和直接数字式频率合成器的调制后发送至模拟数字转换器；模拟数字转换器的输出端与高速差分放大器的输入端连接；高速差分放大器的输出端接转换器输出接口。

3.根据权利要求1或2所述的数字高清视频与模拟标清视频的混合监控系统，其特征在于：类CVBS至IP信号转换器包括转换器输入端、可变增益放大器、数字模拟转换器、第二FPGA芯片、第二以太网物理接口接发器和转换器输出端；所述第二FPGA芯片包括数字混频/检波解调电路、交织解码模块、前向纠错解码模块和第二以太网媒体接入控制器；可变增益放大器接收类CVBS信号；数字模拟转换器将可变增益放大器处理后的类CVBS信号转换为数字信号并传送给第二FPGA芯片；数字混频/检波解调电路将接收的数字信号恢复为基带信号；基带信号经交织解码模块处理后输入前向纠错解码模块；基带信号经前向纠错解码模块处理后输入第二以太网媒体接入控制器恢复IP地址，并形成以太网MAC帧输出至第二以太网物理接口接发器；第二以太网物理接口接发器的输出接转换器输出端。

4.根据权利要求3所述的数字高清视频与模拟标清视频的混合监控系统，其特征在于：数字高清视频采集装置是数字高清摄像机。