CN205029783U - 一种用于交通视频监控的研发实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于交通视频监控的研发实验装置，包括模拟视频球机、网络视频球机、模拟视频分配器、网络视频分配器、视频服务器、模拟光端机、光纤收发器、集成接口板、视频采集卡、PC主机、显示器、混合录像机和网络交换机；模拟视频球机将图像信息传输至模拟视频分配器，之后接入到对应的模拟光端机，再接入混合录像机；网络视频球机将图像信息传输至网络视频分配器中，之后接入光纤收发器，之后再接入到混合录像机中；网络交换机为PC主机以及外部拓展网络摄像机提供以太网连接，从而为交通视频监控的研发实验装置提供了硬件基础。另外，模拟视频球机还可将图像信息传输至视频服务器，再接入混合录像机，为模拟视频信号提供了另一条传输路径，在模拟视频信号传输时，可自动选择一条传输速度快的路径传输。

Description

一种用于交通视频监控的研发实验装置

技术领域

本实用新型涉及视频教学技术领域，特别涉及一种用于交通视频监控的研发实验装置。

背景技术

随着城市经济的快速发展，城市机动车数量急剧增长，交通事故持续发生，道路监控成为城市交通安全管理的重要紧急部分。目前，视频监控装置仅能实现监控视频的录制与存储，无法实现视频监控图像的处理分析以及后续研发工作的开展。

从技术角度出发，视频监控系统发展历史包括：第一代视频监控系统(CCTV)，第二代基于“PC+多媒体卡”数字视频监控系统(DVR)，第三代完全基于IP网络视频监控系统(IPVS)，以及介于第二代和第三代之间的DVS。

第一代视频监控CCTV，主要是以模拟设备为主的闭路电视监控系统，图像信息采用视频电缆，以模拟方式传输，一般传输距离不能太远，主要应用于小范围内的监控，监控图像一般只能在控制中心查看。监控系统主要由摄像机、视频矩阵、监视器、录像机等组成，利用视频传输线将来自摄像机的视频连接到监视器上，利用视频矩阵主机，采用键盘进行切换和控制，录像机使用磁带的录像。而远距离图像传输采用模拟光纤，利用光端机进行视频的传输。

第一代视频监控CCTV的缺点如下：

1、有限模拟视频信号的传输对距离十分敏感；

2、有限模拟视频监控无法联网，只能以点对点的方式监视现场，并且使得布线工程量极大；

3、有限模拟视频信号数据的存储会耗费大量的存储介质(如录像带)，查询取证时十分繁琐。

第二代“PC+多媒体卡”数字视频监控系统(DVR)功能较强，便于现场操作，是半模拟半数字型的监控系统。在远端有若干个摄像机、各种检测和报警探头与数据设备，获取图像信息，通过各自的传输线路汇接到多媒体监控终端如PC机或工业控制机上，然后再通过通信网络将这些信息传到一个或多个监控中心。

第二代“PC+多媒体卡”数字监控系统缺点：

1、稳定性不好，视频前端(如CCD等视频信号的采集、压缩、通信)结构较为复杂，可靠性不高；

2、功耗高、费用高、需多人值班看守；

3、软件开放性不好，传输距离受限。

介于第二代与第三代之间的“模拟-数字”监控系统(DVR)的延伸-DVS特点，如：

1、以视频网络服务器和视频综合管理平台为核心的数字化网络视频监控系统；

2、将摄像机输出的模拟视频信号通过嵌入式视频编码器直接转换成IP数字信号，直接连入以太网，节省各种复杂的电缆连接，具有方便灵活、即插即看等特点；

3、拥有嵌入式解码器、控制器、录像服务器等独立的硬件模块；

4、DVS是目前比较主流的监控系统，性能较优，价格较为便宜。

数字化视频监控的优点如下：

1、数字化视频可以在计算机网络(局域网或广域网)上传输图像数据，不受距离限制，信号不易受干扰，可大幅度提高图像品质和稳定性；

2、数字视频可利用计算机网络联网，网络带宽可复用，无须重复布线；

3、数字化存储成为可能，经过压缩的视频数据可存储在磁盘阵列中或保存在光盘、U盘中，查询操作简单快捷；

4、无须庞大的布线工作，减少施工量。

第三代视频监控：完全使用IP技术的视频监控系统IPVS，与上述三种方案的显著区别，具体如下：

1、摄像机内置Web服务器，提供以太端口，摄像机内集成了各种协议，支持热插拔和直接访问；

2、摄像机所生成的JPEG或MPEG-4数据文件可供任何经授权的客户机从网络中任何位置访问、监视、记录并打印，而不是生成连续模拟视频信号形式图像；

3、具高科技含量，可通过移动的3G网络实现无线传输和查看。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种用于交通视频监控的研发实验装置，为交通视频监制的研发、教学提供硬件基础。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种用于交通视频监控的研发实验装置，包括模拟视频球机、网络视频球机、模拟视频分配器、网络视频分配器、视频服务器、模拟光端机、光纤收发器、集成接口板、视频采集卡、PC主机、显示器、混合录像机和网络交换机；所述模拟视频球机将图像信息传输至模拟视频分配器，之后接入到对应的模拟光端机，再接入混合录像机；网络视频球机将图像信息传输至网络视频分配器中，之后接入光纤收发器，之后再接入到混合录像机中；网络交换机为PC主机提供以太网连接。

所述的用于交通视频监控的研发实验装置中，所述集成接口板包括：

第一BNC接口、与模拟视频球机的BNC接口连接；

网络接口、与网络视频球机的网络接口连接；

光纤接口、与模拟视频球机的光纤接口连接；

第二BNC接口、与模拟光端机的BNC接口连接；

第一视频输入口、与模拟视频分配器的视频输入口连接；

四个视频输出口、与模拟视频分配器的四个视频输入口对应连接；

输入网口、与网络视频分配器的输入网口连接；

四个输出网口、与网络视频分配器的四个输出网口对应连接；

输入/输出网口、与光纤收发器的输入/输出网口连接；

发送/接收网口、与光纤收发器的发送/接收网口连接；

八路网口、与网络交换机的八个网口对应连接；

四路第二视频输入口、与视频采集卡的四路视频输入口对应连接；

第一串口、与PC主机的串口连接；

四路第三视频输入口、与视频服务器的四路视频输入口对应连接；

DVS接口、与视频服务器的DVS接口连接；

第二串口、与视频服务器的串口连接；

四路第四视频输入口、与混合录像机的四路视频输入口对应连接；

两个HVD接口、与混合录像机的两个HVD接口对应连接；

第三串口、与混合录像机的串口连接；

第四串口、与显示器的串口连接；

网络接口、与PC主机的网络接口连接。

所述的用于交通视频监控的研发实验装置中，所述模拟光端机为两个，所述集成接口板上的第二BNC接口和光纤接口分别为两个。

所述的用于交通视频监控的研发实验装置中，所述光纤收发器为两个，所述集成接口板上的输入/输出网口和发送/接收网口分别为两个。

所述的用于交通视频监控的研发实验装置中，所述视频采集卡位于PC主机中。

所述的用于交通视频监控的研发实验装置中，所述混合录像机为混合硬盘录像机。

所述的用于交通视频监控的研发实验装置，还包括供电设备，所述供电设备的电源输出口与模拟视频球机的电源输入口、网络视频球机的电源输入口、模拟视频分配器的电源输入口、网络视频分配器的电源输入口、视频服务器的电源输入口、模拟光端机的电源输入口、光纤收发器的电源输入口、集成接口板的电源输入口、视频采集卡的电源输入口、PC主机的电源输入口、显示器的电源输入口、混合录像机的电源输入口和网络交换机的电源输入口连接。

相较于现有技术，本实用新型提供的用于交通视频监控的研发实验装置，包括模拟视频球机、网络视频球机、模拟视频分配器、网络视频分配器、视频服务器、模拟光端机、光纤收发器、集成接口板、视频采集卡、PC主机、显示器、混合录像机和网络交换机；模拟视频球机将图像信息传输至模拟视频分配器，之后接入到对应的模拟光端机，再接入混合录像机；网络视频球机将图像信息传输至网络视频分配器中，之后接入光纤收发器，之后再接入到混合录像机中；网络交换机为PC主机以及外部拓展网络摄像机提供以太网连接，从而为交通视频监控的研发实验装置提供了硬件基础。另外，模拟视频球机还可将图像信息传输至视频服务器，再接入混合录像机，为模拟视频信号提供了另一条传输路径，作为先将模拟信号转换为数字信号，再传输至混合录像机的另一种实验操作方式。

附图说明

图1为本实用新型用于交通视频监控的研发实验装置的结构示意图。

图2为本实用新型用于交通视频监控的研发实验装置的应用实施例的流程图。

具体实施方式

本实用新型提供一种用于交通视频监控的研发实验装置，基于多种图像处理算法和交通视频监控实验台的一种研发学习实验装置，适用于高校实验教学，体现在各高校学生对道路交通视频监控技术的掌握和研发学习。

本实用新型整合了交通视频监控系统的前端采集设备、传输设备、编码/存储设备、显示/访问终端，以及网络设备，设计了集成接口板和实验操作台，并提供交通视频监控开发套件，配备丰富实验内容的实验指导书，实现学生在交通视频监控设备认知、方案实现、系统方案设计与集成和交通图像处理开发等能力的培养，实现教师实验教学工作零负担，并为教师开展科研工作提供基础环境，且研发实验装置操作安全、易维护、易扩展。

在研发实验装置用于教学时，通过配套的交通视频图像处理系统利用视频球机得到的录像，抓取单帧图像根据教学内容来选择菜单中的图像处理算法对所选取图像进行处理和展示，并且还可以让学生自主编程设计图像处理算法通过编译成功得到效果展示从而提高学习效率。

为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，本实用新型的用于交通视频监控的研发实验装置包括模拟视频球机101、网络视频球机102、模拟视频分配器103、网络视频分配器104、视频服务器105、模拟光端机106、光纤收发器107、集成接口板108、视频采集卡109、PC主机110、显示器111、混合录像机112和网络交换机113；所述模拟视频球机101将图像信息传输至模拟视频分配器103中，之后依次接入模拟光端机106，再接入到混合录像机112中；网络视频球机102将图像信息传输至网络视频分配器104中，之后接入光纤收发器107，再接入混合录像机112，为交通视频监控的研发实验装置，提供了硬件基础。另外，模拟视频球机101还可将图像信息传输至视频服务器105，再接入混合录像机112，为模拟视频信号传输提供一条拓展的传输路径。

具体地，所述视频采集卡109位于PC主机110中，所述集成接口板108包括：网络接口2、、第二BNC接口3光纤接口4、第一视频输入口5、四个视频输出口6、输入网口7、四个输出网口8、输入/输出网口9、发送/接收网口10、八路网口11、四路第二视频输入口12、第一串口13、第三视频输入口14、DVS接口15、第二串口16、四路第四视频输入口17、两个HVD接口18、第三串口19、第四串口20、网络接口21和第一BNC接口22。

其中，第一BNC接口22与模拟视频球机101的BNC接口22′连接；网络接口2与网络视频球机102的网络接口2′连接；光纤接口4与模拟视频球机101的光纤接口4′连接；第二BNC接口3与模拟光端机106的BNC接口3′连接；第一视频输入口5与模拟视频分配器103的视频输入口5′连接；四个视频输出口6与模拟视频分配器103的四个视频输入口6′对应连接；输入网口7与网络视频分配器104的输入网口7′连接；四个输出网口8与网络视频分配器104的四个输出网口8′对应连接；输入/输出网口9与光纤收发器107的输入/输出网口9′连接；发送/接收网口10与光纤收发器107的发送/接收网口″连接；八路网口11与网络交换机113的八个网口11′对应连接；四路第二视频输入口12与视频采集卡109的四路视频输入口12′对应连接；第一串口13与PC主机110的串口13′连接；四路第三视频输入口14与视频服务器105的四路视频输入口14′对应连接；DVS接口15与视频服务器105的DVS接口15′连接；第二串口16与视频服务器105的串口16′连接；四路第四视频输入口17与混合录像机112的四路视频输入口17′对应连接；两个HVD接口18与混合录像机112的两个HVD接口18′对应连接；第三串口19与混合录像机112的串口19′连接；第四串口20与显示器111的串口20′连接；网络接口21与PC主机110的网络接口21′连接。

请继续参阅图2，所述模拟光端机106为两个，所述集成接口板108上的第二BNC接口和光纤接口分别为两个。

相应地，所述光纤收发器107为两个，所述集成接口板108上的输入/输出网口和发送/接收网口分别为两个。

请继续参阅图1，本实用新型的用于交通视频监控的研发实验装置还包括供电设备114，所述供电设备114的电源输出口0与模拟视频球机101的电源输入口、网络视频球机102的电源输入口、模拟视频分配器103的电源输入口、网络视频分配器104的电源输入口、视频服务器105的电源输入口、模拟光端机106的电源输入口、光纤收发器107的电源输入口、集成接口板108的电源输入口、视频采集卡109的电源输入口、PC主机110的电源输入口、显示器111的电源输入口、混合录像机112的电源输入口和网络交换机113的电源输入口连接，图1中的1表示各设备的电源输入口。

在研究或教学时，在交通视频监控研发实验台上安装和固定各硬件设备，为模拟视频球机101网络视频球机102设置IP号等配置信息；根据不同实验研究和教学内容在集成接口板108上连接各设备的接口；打开系统软件选择不同视频源(模拟视频源或网络视频源)视频信息，获取实时视频录像，并对视频录像截取单帧图像，采用系统默认图像处理算法对图像进行处理和效果展示，之后进入自主研发模式，自主编程和设计图像处理算法语言，实现对单帧图像进行处理和效果展示。

本实用新型主要在于提供用于交通视频监控的研发实验装置的硬件结构，为了更好的理解本实用新型，以下结合图2对本实用的用于交通视频监控的研发实验装置的控制方法进行说明：

S1、集成接口板与模拟视频球机、网络视频球机、模拟视频分配器、网络视频分配器、视频服务器、模拟光端机、光纤收发器、视频采集卡、PC主机、显示器、混合录像机和网络交换机的接口连接，为模拟视频球机和网络视频球机配置IP号、端口信息以及登录信息。

本实施例主要用于安装和固定各硬件设备，将各个设备的接口设置和安放在集成接口板，接通电源，为模拟视频球机和网络视频球机配置IP号、端口信息以及登录信息。

本实施例中各个设备的接口包括模拟视频球机、网络视频球机、模拟视频分配器、网络视频分配器、视频服务器、模拟光端机、光纤收发器、视频采集卡、PC主机、显示器、混合录像机和网络交换机的接口。

其中，模拟视频球机采用海康威视公司生产的型号为DS-2AE7023I-A的高速模拟球机，网络视频球机采用海康威视公司生产的型号为300WDS-2CD2232-I3的网络高清摄像机，模拟光端机采用海康威视公司生产的型号为DS-3A02T/R-A的视频光端机，混合录像机采用海康威视公司生产的型号为DS-8008HW-ST的混合型硬盘录像机，视频服务器采用海康威视公司生产的型号为DS-6701HW视频服务器，模拟视频分配器采用东华盛业公司生产的型号为DH-F001-4的模拟视频分配器，网络视频分配器采用水星公司生产的型号为S108M的网络视频分配器，光纤收发器采用TP-LINK公司生产的型号为TR-932D的光纤收发器，视频采集卡采用大恒图像公司生产的型号为DH-VT142的视频编码卡，网络交换机采用华为公司生产的型号为S2700-9TP-EI的网络交换机。

本实用新型的研发实验装置可以是一种教学设备，具有其多种形式的教学实验内容，根据不同的教学实验内容，选择并连接不同的设备接口，实现多种多样的教学目的。

S2、开启配套的交通视频图像处理系统，获取选择的视频源模式，在“开始”按钮被点击后获取视频录像信息。

本实用新型实施例中，学生可打开配套的交通视频图像处理系统软件，根据教学内容，对应选择所需的视频源模式，其中，视频源模式分为模拟视频源和网络视频源两种不同模式，当选择模拟视频源模式时可直接登录，当选择网络视频源时需进行登录验证后，并判断登录是否成功，当成功登录后，在点击“开始”按钮查看和获取视频录像信息，系统软件显示当前模式选项；当登录失败时，系统报错并调试，然后返回步骤S2。

S3、成功获取录像时抓取单帧图像，根据选择的图像处理算法，对所选取图像进行效果处理和展示。

本实施例中，获取录像成功后开始抓取单帧图像，在多个图像处理算法下拉菜单中选择其中一个图像处理算法，对所选取图像进行效果处理和展示。获取视频录像后可提取单帧图像，再选择实验模式，当自主研发学习模式被选择时，执行步骤S4，当系统默认教学模式被选择时，可直接选择图像处理算法，对视频录像进行处理，并展示图像处理效果，然后，执行步骤S5。

本实用新型在当前视频源录像实时显示过程中，抓取单帧图像通过对实时录像进行截图得到。软件系统所拥有的图像处理算法有15种，其中，二值化处理算法包括：“非0元素取1法”、“固定阈值法”、“双固定阈值法”；灰度变换算法包括：“反色变换处理”、“灰度分布均衡化”、“灰度匹配变换”；平滑处理算法包括：“黑白点噪声滤波”、“简单平滑”、“高斯平滑”、“中值滤波”；锐化处理算法包括“拉普拉斯锐化”；边缘检测算法包括：“梯度法”、“Sobel算法”、“拉普拉斯算法”、“高斯拉普拉斯算法”等。选择不同的图像处理算法选项，可得出不同的图像处理效果图片。

S4、在启动按钮被点击后，进入自主编程研发模式，并在编译选项被点击后，弹出开源编辑窗口，供用户在编辑区域内自主编程和设计图像处理算法。

并且，在算法编译成功后点击“保存”，当“图像处理”选项被点击后，可展示效果图片。本实施例根据教学深入，进入自主编程研发的模式，在弹出开源编辑器编辑区域内编辑和设计图像处理算法，对算法编译成功保存以及图片展示。

S5、当上述编辑出现错误时，可通过点击“默认”按钮，使算法编辑窗口恢复系统默认形式，此时，可重新进入自主编程研发模式，当“退出”按键被点击时，退出整个系统软件。

本实施例在自主编程研发模式出现编辑算法错误需要恢复系统时，学生可点击“默认”按钮，算法编辑窗口可恢复至系统默认形式，学生重新进入自主编程研发模式，点击“退出”，则退出整个系统软件。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于交通视频监控的研发实验装置，其特征在于，包括模拟视频球机、网络视频球机、模拟视频分配器、网络视频分配器、视频服务器、模拟光端机、光纤收发器、集成接口板、视频采集卡、PC主机、显示器、混合录像机和网络交换机；所述模拟视频球机将图像信息传输至模拟视频分配器，之后接入到对应的模拟光端机，再接入混合录像机；网络视频球机将图像信息传输至网络视频分配器中，之后接入光纤收发器，之后再接入到混合录像机中；网络交换机为PC主机提供以太网连接。

2.根据权利要求1所述的用于交通视频监控的研发实验装置，其特征在于，所述集成接口板包括：

第一BNC接口、与模拟视频球机的BNC接口连接；

网络接口、与网络视频球机的网络接口连接；

光纤接口、与模拟视频球机的光纤接口连接；

第二BNC接口、与模拟光端机的BNC接口连接；

第一视频输入口、与模拟视频分配器的视频输入口连接；

四个视频输出口、与模拟视频分配器的四个视频输入口对应连接；

输入网口、与网络视频分配器的输入网口连接；

四个输出网口、与网络视频分配器的四个输出网口对应连接；

输入/输出网口、与光纤收发器的输入/输出网口连接；

发送/接收网口、与光纤收发器的发送/接收网口连接；

八路网口、与网络交换机的八个网口对应连接；

四路第二视频输入口、与视频采集卡的四路视频输入口对应连接；

第一串口、与PC主机的串口连接；

四路第三视频输入口、与视频服务器的四路视频输入口对应连接；

DVS接口、与视频服务器的DVS接口连接；

第二串口、与视频服务器的串口连接；

四路第四视频输入口、与混合录像机的四路视频输入口对应连接；

两个HVD接口、与混合录像机的两个HVD接口对应连接；

第三串口、与混合录像机的串口连接；

第四串口、与显示器的串口连接；

网络接口、与PC主机的网络接口连接。

3.根据权利要求1所述的用于交通视频监控的研发实验装置，其特征在于，所述模拟光端机为两个，所述集成接口板上的第二BNC接口和光纤接口分别为两个。

4.根据权利要求1所述的用于交通视频监控的研发实验装置，其特征在于，所述光纤收发器为两个，所述集成接口板上的输入/输出网口和发送/接收网口分别为两个。

5.根据权利要求1所述的用于交通视频监控的研发实验装置，其特征在于，所述视频采集卡位于PC主机中。

6.根据权利要求1所述的用于交通视频监控的研发实验装置，其特征在于，所述混合录像机为混合硬盘录像机。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的用于交通视频监控的研发实验装置，其特征在于，还包括供电设备，所述供电设备的电源输出口与模拟视频球机的电源输入口、网络视频球机的电源输入口、模拟视频分配器的电源输入口、网络视频分配器的电源输入口、视频服务器的电源输入口、模拟光端机的电源输入口、光纤收发器的电源输入口、集成接口板的电源输入口、视频采集卡的电源输入口、PC主机的电源输入口、显示器的电源输入口、混合录像机的电源输入口和网络交换机的电源输入口连接。