CN209488674U - 集成了车辆识别和人脸识别的摄像机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种集成了车辆识别和人脸识别的摄像机，包括集成了ARM处理器单元和神经网络加速单元的图像处理芯片、图像传感器、电压转换模块和FPGA芯片。本实用新型的集成了车辆识别和人脸识别的摄像机，利用图像处理芯片来完成车牌识别动作以及人脸检测、校正等动作，其中神经网络加速单元和ARM处理器单元搭配使用可以完成复杂的神经网络模型计算，实现高精度的车牌识别算法和人脸检测、跟踪、质量评估算法，而复杂的人脸特征值提取算法则是通过FPGA芯片来完成，从而实现了在一个摄像机中集成车牌识别和人脸识别功能，而且识别准确率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及摄像机技术领域，特别地，涉及一种集成了车辆识别和人脸识别的摄像机。
背景技术
现有的车牌识别摄像机已经应用很广泛，如停车场、高速公路收费站、卡口，城市道路卡口、电子警察等等。另外，人脸识别摄像机也被近些年的一些安防巨头以及新兴的AI独角兽公司推出。尽管车牌识别以及人脸识别已经应用于前端摄像机，但是现有的集成有车辆识别或人脸识别的摄像机依然存在着如下缺点：
1、未能将车牌识别和人脸识别集成到同一台摄像机里，目前市面上的产品都是只集成了其中一种功能，要么是车牌识别摄像机，要么是人脸识别摄像机。
2、人脸识别摄像机均采用了简单网络模型，识别率不高。由于受限于摄像机计算能力，目前大多数厂家在摄像机里集成的都是简单网络模型，导致误识率较高，在应用过程中用户体验不好，尤其是动态人脸识别场景中识别准确率更低。
实用新型内容
本实用新型提供了一种集成了车辆识别和人脸识别的摄像机，以解决现有的摄像机没有同时集成车牌识别和人脸识别功能的技术问题。
根据本实用新型的一个方面，提供一种集成了车辆识别和人脸识别的摄像机，包括集成了用于起到控制作用的ARM处理器单元和用于搭载神经网络模型的神经网络加速单元的图像处理芯片、用于采集图像的图像传感器、用于对电源电压进行转换的电压转换模块和用于进行人脸特征值提取的FPGA芯片；
所述图像传感器、神经网络加速单元和FPGA芯片均与ARM处理器单元连接，所述图像传感器、ARM处理器单元、神经网络加速单元和FPGA芯片均与电压转换模块连接。
进一步地，所述图像传感器设置在CMOS成像板上，所述电压转换模块设置在电源板上，所述图像处理芯片设置在图像处理电路板上，所述FPGA芯片设置在FPGA集成电路板上；
所述电源板位于图像处理电路板和FPGA集成电路板之间且三者叠层设置，所述电源板和图像处理电路板之间以及电源板和FPGA集成电路板之间通过板间插接件连接，所述CMOS成像板通过FPC软排线或者柔性板与图像处理电路板连接。
进一步地，所述CMOS成像板竖向设置，所述电源板、图像处理芯片和FPGA集成电路板三者横向设置。
进一步地，所述电压转换模块包括用于对电源电压进行滤波处理的滤波模块和用于将电源电压转换为第一工作电压的第一电压转换模块；
所述滤波模块用于与供电电源连接，所述第一电压转换模块与滤波模块连接，所述第一电压转换模块还分别与图像传感器、ARM处理器单元、神经网络加速单元和FPGA芯片连接。
进一步地，所述FPGA集成电路板上还设置有与ARM处理器单元连接并用于与外部设备进行通讯连接的通讯模块。
进一步地，所述电压转换模块还包括用于将电源电压转换为第二工作电压的第二电压转换模块，所述第二电压转换模块分别与通讯模块和滤波模块连接。
进一步地，所述通讯模块包括RS485通讯模块、RS422通讯模块、GSM模块、2G模块、3G模块、4G模块、5G模块和wifi模块中的一种或多种。
进一步地，所述图像传感器为sony 4K图像传感器。
进一步地，所述摄像机上还设置有与ARM处理器单元连接并用于照射目标的红外夜视仪。
进一步地，所述摄像机上还设置有与ARM处理器单元连接并用于检测周围环境光线强度的光线传感器；所述ARM处理器单元用于根据光线传感器的检测结果控制红外夜视仪的工作状态。
本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型的集成了车辆识别和人脸识别的摄像机，采用了集成有用于搭载神经网络模型的神经网络加速单元和用于起到控制作用的ARM处理器单元的图像处理芯片，利用图像处理芯片来完成车牌识别动作以及人脸检测、校正等动作，其中神经网络加速单元和ARM处理器单元搭配使用可以完成复杂的神经网络模型计算，实现高精度的车牌识别算法和人脸检测、跟踪、质量评估算法，而复杂的人脸特征值提取算法则是通过FPGA芯片来完成，从而实现了在一个摄像机中集成车牌识别和人脸识别功能，而且识别准确率高。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1是本实用新型优选实施例的集成了车辆识别和人脸识别的摄像机的结构示意图。
图2是本实用新型优选实施例的集成了车辆识别和人脸识别的摄像机的模块结构示意图。
图例说明：
11、CMOS成像板；12、电源板；13、图像处理电路板；14、FPGA集成电路板；111、图像传感器；121、滤波模块；122、第一电压转换模块；123、第二电压转换模块；131、图像处理芯片；132、ARM处理器单元；133、神经网络加速单元；141、FPGA芯片；142、通讯模块。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1所示，本实用新型的优选实施例提供一种集成了车辆识别和人脸识别的摄像机，用于进行车牌识别和人脸识别，可广泛应用于政府、军队、银行、社会福利保障、电子商务、安全防务等领域。所述集成了车辆识别和人脸识别的摄像机包括CMOS成像板11、电源板12、图像处理电路板13和FPGA集成电路板14，所述CMOS成像板11竖向设置，所述电源板12、图像处理电路板13和FPGA集成电路板14三者横向叠层设置，其中所述电源板12位于图像处理电路板13和FPGA集成电路板14之间，所述电源板12和图像处理电路板13之间以及电源板12和FPGA集成电路板14之间通过板间插接件连接，所述CMOS成像板11通过FPC软排线或者柔性板与图像处理电路板13连接。本发明的集成了车辆识别和人脸识别的摄像机，采用四块电路板集成化设计，缩减了空间结构，而且结构十分紧凑，便于摄像机的小型化、轻薄化设计。
如图2所示，所述CMOS成像板11上设置有图像传感器111，所述图像传感器111用于采集摄像机前方的图像，所述图像传感器111的型号优选为sony 4K传感器，具有高动态范围、高信噪比的优点，采集到的图像更加清晰，尤其适用于动态识别场景。所述电源板12上设置有电压转换模块，所述电压转换模块用于与供电电源连接并对供电电源提供的电压进行转换，可以理解，所述供电电源可以是摄像机自带的电池，也可以是外部电源。所述图像处理电路板13上设置有图像处理芯片131，所述图像处理芯片131集成有用于起到控制作用的ARM处理器单元132和用于搭载神经网络模型的神经网络加速单元133，所述图像处理芯片131可以实现对ISP(Image Signal Processing图像信号处理)图像预处理，具体包括插值、自动曝光、自动白平衡、颜色校正、GAMMA校正、3D降噪等，所述图像处理芯片131还可以实现车辆检测、车牌识别、车辆结构化、人脸检测、质量评估、人脸校正、视频编码以及输出流媒体的功能。所述FPGA集成电路板14上设置有FPGA芯片141和通讯模块142，所述FPGA芯片141用于进行人脸特征值提取，所述通讯模块142用于与外部设备进行通讯连接。所述图像传感器111、神经网络加速单元133、FPGA芯片141和通讯模块142均与ARM处理器单元132连接，所述图像传感器111、ARM处理器单元132、神经网络加速单元133、FPGA芯片141和通讯模块142均与电压转换模块连接。所述图像传感器111将采集到的图像传输给ARM处理器单元132，然后通过神经网络加速单元133上搭载的复杂神经网络模型对采集到的图像进行运算以完成车牌识别动作以及输出人脸图片，然后FPGA芯片141从图像处理芯片131中获取人脸图片并完成人脸特征值提取，然后将特征值输出给图像处理芯片131中的ARM处理器单元132，然后ARM处理器单元132完成最后的人脸识别动作，最后通过通讯模块142将车牌识别结果和人脸识别结果传输给外部设备。可以理解，所述通讯模块142包括RS485通讯模块、RS422通讯模块、GSM模块、2G模块、3G模块、4G模块、5G模块和wifi模块中的一种或多种。所述神经网络加速单元133为神经网络加速器。
本实用新型的集成了车辆识别和人脸识别的摄像机，采用了集成有用于搭载神经网络模型的神经网络加速单元133和用于起到控制作用的ARM处理器单元132的图像处理芯片131，利用图像处理芯片131来完成车牌识别动作以及人脸检测、校正等动作，其中神经网络加速单元133和ARM处理器单元132搭配使用可以完成复杂的神经网络模型计算，实现高精度的车牌识别算法和人脸检测、跟踪、质量评估算法，而复杂的人脸特征值提取算法则是通过FPGA芯片141来完成，从而实现了在一个摄像机中集成车牌识别和人脸识别功能，而且识别准确率高。
可以理解，所述电压转换模块包括用于对电源电压进行滤波处理的滤波模块121、用于将电源电压转换为第一工作电压的第一电压转换模块122和用于将电源电压转换为第二工作电压的第二电压转换模块123，所述滤波模块121用于与供电电源连接，所述第一电压转换模块122和第二电压转换模块123均与滤波模块121连接，所述第一电压转换模块122还分别与图像传感器111、ARM处理器单元132、神经网络加速单元133和FPGA芯片141连接，所述第二电压转换模块123与通讯模块142连接。所述第一电压转换模块122和第二电压转换模块123均为直流电压转换芯片，具体地，所述供电电源提供的电源电压为9V～16V，一般为12V，所述第一电压转换模块122将12V的电源电压转换为3.3V的直流电压，以给图像传感器111、ARM处理器单元132、神经网络加速单元133和FPGA芯片141提供工作电压，所述第二电压转换模块123将12V电源电压转换为5V的直流电压，以给通讯模块142提供工作电压。
可以理解，作为优选的，所述集成了车辆识别和人脸识别的摄像机上还设置有与ARM处理器单元132连接并用于照射目标的红外夜视仪，当周围环境光线较暗的时候，可以利用红外夜视仪的红外探照灯去照射目标，以确保图像传感器111可以采集到清晰的图像，而且sony 4K传感器对于红外光的敏感程度比普通可见光更高，采集到的图像更加清晰。进一步优选的，所述摄像机上还设置有ARM处理器单元132连接并用于检测周围环境光线强度的光线传感器，所述ARM处理器单元132用于根据光线传感器的检测结果控制红外夜视仪的工作状态。例如，当光线传感器检测到周围环境光线强度较暗时，所述ARM处理器单元132控制红外夜视仪开启工作；当光线传感器检测到周围环境光线强度变亮时，所述ARM处理器单元132控制红外夜视仪停止工作，起到节能的作用。
可以理解，作为优选的，所述集成了车辆识别和人脸识别的摄像机上还设置有与ARM处理器单元132连接的GPS定位模块，所述通讯模块142可以在发送车牌识别结果和人脸识别结果的同时将该摄像机的定位信息一并传输给外部设备。
可以理解，作为优选的，所述通讯模块142还与远程监控平台连接，例如公安系统云平台、交警系统云平台等，所述通讯模块142可以将车牌识别结果和人脸识别结果远程传输至远程监控平台，便于起到监控作用，远程监控平台可以将车牌识别结果和人脸识别结果与数据库中存储的数据进行比对，当发现有违法车辆和/或违法人员时，便于及时组织抓捕。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种集成了车辆识别和人脸识别的摄像机，其特征在于，
包括集成了用于起到控制作用的ARM处理器单元(132)和用于搭载神经网络模型的神经网络加速单元(133)的图像处理芯片(131)、用于采集图像的图像传感器(111)、用于对电源电压进行转换的电压转换模块和用于进行人脸特征值提取的FPGA芯片(141)；
所述图像传感器(111)、神经网络加速单元(133)和FPGA芯片(141)均与ARM处理器单元(132)连接，所述图像传感器(111)、ARM处理器单元(132)、神经网络加速单元(133)和FPGA芯片(141)均与电压转换模块连接。
2.如权利要求1所述的摄像机，其特征在于，
所述图像传感器(111)设置在CMOS成像板(11)上，所述电压转换模块设置在电源板(12)上，所述图像处理芯片(131)设置在图像处理电路板(13)上，所述FPGA芯片(141)设置在FPGA集成电路板(14)上；
所述电源板(12)位于图像处理电路板(13)和FPGA集成电路板(14)之间且三者叠层设置，所述电源板(12)和图像处理电路板(13)之间以及电源板(12)和FPGA集成电路板(14)之间通过板间插接件连接，所述CMOS成像板(11)通过FPC软排线或者柔性板与图像处理电路板(13)连接。
3.如权利要求2所述的摄像机，其特征在于，
所述CMOS成像板(11)竖向设置，所述电源板(12)、图像处理芯片(131)和FPGA集成电路板(14)三者横向设置。
4.如权利要求1所述的摄像机，其特征在于，
所述电压转换模块包括用于对电源电压进行滤波处理的滤波模块(121)和用于将电源电压转换为第一工作电压的第一电压转换模块(122)；
所述滤波模块(121)用于与供电电源连接，所述第一电压转换模块(122)与滤波模块(121)连接，所述第一电压转换模块(122)还分别与图像传感器(111)、ARM处理器单元(132)、神经网络加速单元(133)和FPGA芯片(141)连接。
5.如权利要求2所述的摄像机，其特征在于，
所述FPGA集成电路板(14)上还设置有与ARM处理器单元(132)连接并用于与外部设备进行通讯连接的通讯模块(142)。
6.如权利要求5所述的摄像机，其特征在于，
所述电压转换模块还包括用于将电源电压转换为第二工作电压的第二电压转换模块(123)，所述第二电压转换模块(123)分别与通讯模块(142)和滤波模块(121)连接。
7.如权利要求5所述的摄像机，其特征在于，
所述通讯模块(142)包括RS485通讯模块、RS422通讯模块、GSM模块、2G模块、3G模块、4G模块、5G模块和wifi模块中的一种或多种。
8.如权利要求1所述的摄像机，其特征在于，
所述图像传感器(111)为sony 4K图像传感器。
9.如权利要求1所述的摄像机，其特征在于，
所述摄像机上还设置有与ARM处理器单元(132)连接并用于照射目标的红外夜视仪。
10.如权利要求9所述的摄像机，其特征在于，
所述摄像机上还设置有与ARM处理器单元(132)连接并用于检测周围环境光线强度的光线传感器；
所述ARM处理器单元(132)用于根据光线传感器的检测结果控制红外夜视仪的工作状态。
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| CN110909619A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-03-24 | 汉腾汽车有限公司 | 一种基于智慧警务车载摄像头前置图像处理的识别方法 |
| CN112750313A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-04 | 上海易维视科技有限公司 | 基于fpga的视频采集及停车场车牌识别系统及方法 |
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