视频采集电路及执法记录仪的制作方法

本申请涉及视频采集技术领域，具体而言，涉及一种视频采集电路及执法记录仪。

背景技术：

执法机构在进行执法时，需要利用执法记录仪进行视频采集，以记录完整的执法过程。随着网络技术以及视频编码芯片处理能力的提升，高度密集的数据给带宽和存储带来巨大挑战，市面上的执法记录仪基本上采用特定公司生产的手机芯片，使用arm进行软件压缩编码，功耗大、发热严重。

技术实现要素：

本申请实施例的目的在于提供一种视频采集电路及执法记录仪，以改善上述技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种视频采集电路，用于执法记录仪中，所述执法记录仪还包括摄像模组以及存储卡卡槽，所述电路包括：

编码芯片，其用于与所述摄像模组连接，用于接收所述摄像模组采集的视频数据并进行编码，得到编码视频数据；

切换电路，其具有控制端、第一端、第二端以及第三端，用于选择性地将所述第二端以及所述第三端之一与所述第一端接通，所述第一端与所述存储卡卡槽连接，所述第二端与所述编码芯片连接；

处理芯片，其与所述控制端以及所述第三端分别连接，用于在检测到所述存储卡卡槽中插有存储卡时，控制所述切换电路将所述第一端与所述第二端接通，使所述编码视频数据可保存在所述存储卡中。

在上述电路中，在存储卡卡槽内插有存储卡的情况下，处理芯片控制切换电路将存储卡与编码芯片接通，于是，摄像模组录制的视频在经过编码后可直接存储于存储卡内，在录制视频的过程中可以完全不进行其他操作，此时处理芯片处于低功耗挂起状态，即录制视频时，仅编码芯片耗电，而编码芯片工作时的这部分功耗很低，从而降低执法记录仪整机功耗，减少电路发热。

在一种可选的实施方式中，所述电路还包括网络通信模组，所述网络通信模组与所述处理芯片连接，以用于将所述编码视频数据上传至后台服务器。

在一种可选的实施方式中，所述处理芯片包括存储器；所述处理芯片与所述编码芯片连接，用于在未检测到所述存储卡卡槽中插有存储卡时，接收所述编码芯片发送的编码视频数据并存储在所述存储器中。

处理芯片内置有一定容量的存储器，对于执法记录仪而言，可以不必依赖于存储卡，在未插有存储卡的情况下，执法记录仪仍可以通过处理芯片内的存储器存储编码视频数据，即执法记录仪仍然保持工作。

在一种可选的实施方式中，所述电路还包括亮度传感器和红外灯，所述亮度传感器和所述红外灯均与所述编码芯片连接。

在夜间拍摄视频时，红外灯开启，红外灯发出红外光线照射物体，红外光线漫反射后被摄像模组接收，形成视频数据，从而使执法记录仪具备良好的夜间视频采集能力。

在一种可选的实施方式中，所述电路还包括第一隔离电路；所述第一隔离电路包括：第一电阻、第二电阻、第一电容、第一场效应管以及第一二极管，所述第一电阻的第一端与所述编码芯片的使能控制端连接，用于接收编码芯片的电源使能信号，所述第一电阻的第二端与所述第一场效应管的栅极连接，所述第一场效应管的源极分别与所述编码芯片的电源输出端、所述第二电阻的第一端以及所述第一电容的第一端连接，所述第二电阻的第二端以及所述第一电容的第二端与所述第一场效应管的栅极连接，所述第一场效应管的漏极与所述第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极与所述存储卡卡槽的电源输入端连接。

在一种可选的实施方式中，所述电路还包括第二隔离电路；所述第二隔离电路包括：第二二极管以及第二电容，所述第二二极管的阳极与所述处理芯片的电源输出端连接，所述第二二极管的阴极以及所述第二电容的第一端与所述存储卡卡槽的电源输入端连接，所述第二电容的第二端接地。

在以上两种实施方式中，通过设置第一二极管，使得处理芯片的供电电压被第一隔离电路中的第一二极管隔离，无法到达编码芯片；通过设置第二二极管，使得编码芯片的供电电压被第二隔离电路中的第二二极管隔离，无法到达处理芯片，因此，在保证向存储卡供电的同时起到较好的电源隔离效果。

在一种可选的实施方式中，所述电路还包括电池单元和电源转换单元，所述电池单元与所述处理芯片连接，所述电源转换单元分别与所述电池单元和所述编码芯片连接；所述电池单元用于向所述处理芯片供电，所述电源转换单元用于将电池单元的电源电压转换为编码芯片的工作电压，并向所述编码芯片供电。

在一种可选的实施方式中，所述电路还包括按键组件，所述按键组件与所述处理芯片连接，用于控制所述摄像模组采集或者停止采集所述视频数据。

在一种可选的实施方式中，所述编码芯片为h.265编码标准芯片。

在上述方案中，采用h.265编码技术，可以在相同画质下，比h.264编码技术节省一半的存储空间，有利于在相同存储容量下，存储更长时间的视频，如此一来，可以将采集站的数周循环备份延长到数月，而且，还可数倍减少存储设备的硬件开支。

第二方面，本申请实施例提供一种执法记录仪，包括：仪器外壳；摄像模组；存储卡卡槽，用于插入存储卡；设置于所述仪器外壳内的如第一方面所述的视频采集电路。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的视频采集电路的示意图；

图2为本申请实施例中摄像模组的一种具体电路图；

图3为本申请实施例中切换电路的一种具体电路图；

图4为本申请实施例提供的视频采集电路的另一示意图；

图5为本申请实施例提供的第一隔离电路的电路图；

图6为本申请实施例提供的第二隔离电路的电路图。

图标：110-编码芯片；120-切换电路；130-处理芯片；140-摄像模组；150-存储卡卡槽；160-亮度传感器；170-红外灯；180-按键组件。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

本申请实施例提供一种视频采集电路，用于执法记录仪中，该执法记录仪还包括：摄像模组以及存储卡卡槽。图1示出了该视频采集电路的示意图，该电路包括：编码芯片110、切换电路120和处理芯片130，其中，编码芯片110与摄像模组140连接，用于接收摄像模组140采集的视频数据并进行编码，以得到编码视频数据；切换电路120具有控制端、第一端、第二端以及第三端，切换电路120用于选择性地将第二端以及第三端之一与第一端接通，第一端与存储卡卡槽150连接，第二端与编码芯片110连接；处理芯片130与切换电路120的控制端以及第三端分别连接，用于在检测到存储卡卡槽150中插有存储卡时，控制切换电路120将第一端与第二端接通，使编码视频数据可保存在存储卡中。

当执法记录仪上电后，处理芯片130检测存储卡卡槽150中是否插有存储卡，若插有存储卡，则向切换电路120的控制端发送第一控制电平信号(例如一高电平信号)，切换电路120的控制端收到该第一控制电平信号后，将第一端与第二端接通，使存储卡的数据通道与编码芯片110连通，在启动视频采集后，编码芯片110实时接收摄像模组140采集的视频数据并进行编码，编码后的视频数据存储于该存储卡中。

进一步的，处理芯片130还可向切换电路120的控制端发送第二控制电平信号(例如一低电平信号)，切换电路120的控制端收到该第二控制电平信号后，将切换电路120的第一端与第三端接通，使存储卡的数据通道与处理芯片130连通，于是，处理芯片130可访问存储卡，获得其中的编码视频数据。基于此实施例，该视频采集电路还包括：网络通信模组，网络通信模组与处理芯片连接，并与后台服务器通信连接，其中，网络通信模组可以是处理芯片的其中一个部分，也可以独立于处理芯片之外。处理芯片接收摄像结束信号，向切换电路的控制端发送第二控制电平信号，使切换电路的第一端与第三端接通，处理芯片访问存储卡中的编码视频数据，并将编码视频数据通过网络通信模组上传至后台服务器。

图2示出了本申请实施例中摄像模组的一种具体电路图。如图2所示，摄像模组中芯片u1201左侧编号为a3～a6的引脚与编码芯片连接，用于读取摄像模组地址和传输视频采集的开始信号和停止信号，以实现对摄像模组的控制，芯片u1201左侧编号为d2～d5、c4、e5的引脚与编码芯片连接，用于向编码芯片传输采集的视频数据，芯片u1201右侧的电源输入端与处理芯片连接，具体的，处理芯片通过引脚vcamio_pmu、vcama_pmu、vcamd_pmu向摄像模组供电。

图3示出了本申请实施例中切换电路的一种具体电路图。如图3所示，切换电路包括切换芯片u1401，切换芯片u1401的引脚com1～com6为第一端，com1～com4分别与存储卡卡槽上的数据引脚(tf_dat0～tf_dat3)连接，com5与存储卡卡槽上的命令和响应多路复用引脚(tf_cmd)连接，com6与存储卡卡槽上的时钟引脚(tf_clk)连接。切换芯片u1401的引脚nc1～nc6为第三端，nc1～nc4分别与处理芯片上的数据引脚(msdc1_dat0～msdc1_dat3)连接，nc5与处理芯片上的命令和响应多路复用引脚(msdc1_cmd)连接，nc6与处理芯片上的时钟引脚(msdc1_clk)连接。切换芯片u1401的引脚no1～no6为第二端，no1～no4分别与编码芯片上的数据引脚(sdio0_dat0～sdio0_dat3)连接，no5与编码芯片上的命令和响应多路复用引脚(sdio0_cmd)连接，no6与编码芯片上的时钟引脚(sdio0_clk)连接。切换芯片u1401的引脚in1、in2为控制端，用于与处理芯片连接。切换芯片的电源端(vcc)连接至电池单元(vbat)取电。

切换电路的工作原理如下：

切换芯片在默认状态下，com1与nc1接通，com2与nc2接通，com3与nc3接通，com4与nc4接通，com5与nc5接通，com6与nc6接通，即存储卡卡槽与处理芯片接通。处理芯片在检测到存储卡卡槽中插有存储卡后，gpio152_tf_sw呈高电平状态，切换芯片在高电平信号的作用下，将com1与no1接通，com2与no2接通，com3与no3接通，com4与no4接通，com5与no5接通，com6与no6接通，即存储卡卡槽与编码芯片接通。在视频采集结束后，gpio152_tf_sw呈低电平状态，切换芯片在低电平信号的作用下，再次切换至将com1与nc1接通，com2与nc2接通，com3与nc3接通，com4与nc4接通，com5与nc5接通，com6与nc6接通。

可选的，处理芯片包括存储器，处理芯片与编码芯片连接(例如通过usb接口或者其他数据通信总线连接)，用于在未检测到存储卡卡槽中插有存储卡时，接收编码芯片发送的编码视频数据并存储在存储器中。

在本实施例中，当执法记录仪的存储卡卡槽中未插有存储卡时，编码芯片获取摄像模组采集的视频数据并进行编码，得到编码视频数据，并将编码视频数据发送至相连的处理芯片上，处理芯片将编码视频数据存储于内部存储器中。因此，对于执法记录仪而言，可以不必依赖于存储卡，在未插有存储卡的情况下，执法记录仪仍可以进行工作。

在一种实施例中，处理芯片可以为手机芯片，其上搭载有操作系统(例如安卓系统或者其他操作系统)，可具备一定的运行内存及较大容量的存储空间，如2g运行内存及16g存储空间。通过其上搭载的操作系统，使执法记录仪在触摸和用户界面方面类似于手机操作界面，执法记录仪上可设置多个按键组件，例如设置开关机键、录像键、呼救键(sos)、音量使用按键等，使用户可以快速地进行选择和设定，从而，工作人员可以快速上手，该执法记录仪的使用门槛低。具体的，处理芯片可以选择如联发科、高通等公司生产的任一型号的手机芯片。

可选的，如图4所示，该视频采集电路还包括：亮度传感器160和红外灯170，亮度传感器160和红外灯170均与编码芯片110连接；亮度传感器160用于检测环境亮度；编码芯片110用于在环境亮度低于预设值时控制红外灯170发出红外光线。

亮度传感器检测环境亮度，将光信号转换为电信号，并将电信号传输到编码芯片，编码芯片根据该电信号确定是否开启红外灯。在白天拍摄视频时，可以无须开启红外灯，在夜间拍摄视频时，红外灯开启，红外灯发出红外光线照射物体，红外光线漫反射后被摄像模组接收，形成视频数据，从而使执法记录仪具备良好的夜间视频采集能力。

在图4中，该视频采集电路还包括：按键组件180，该按键组件180与处理芯片130连接，用于控制摄像模组采集或者停止采集视频数据，该按键组件为录像键。当该按键组件按下后，处理芯片接收按键组件的电信号，生成视频采集的开始信号，并将开始信号传输给编码芯片，编码芯片将开始信号传输给摄像模组，使摄像模组启动视频采集。在该按键组件再次按下(或者弹起)后，处理芯片接收按键组件的电信号(即前文的摄像结束信号)，生成视频采集的停止信号，并将停止信号传输给编码芯片，编码芯片将停止信号传输给摄像模组，使摄像模组停止视频采集，同时，处理芯片向切换电路的控制端发送第二控制电平信号，使切换电路的第一端与第三端接通。

在该视频采集电路中，除上述按键组件外，还包括其他的按键组件，例如：开关机键、呼救键(sos)、音量使用按键等，这些按键组件与处理芯片连接。进一步的，处理芯片还与一显示屏连接，该显示屏能够展示系统界面，以便于工作人员对执法记录仪进行设置，还可以显示摄像模组当前所采集的视频或者回放存储卡中存储的视频。该显示屏可以为触摸显示屏，在提供显示功能的同时，具备触摸功能，工作人员可通过触摸显示屏上的图标或者选项进行执法记录仪的参数设置。当然，该显示屏也可以不为触摸显示屏，处理芯片另外连接一触摸装置，通过该触摸装置完成参数设置。

在本实施例中，处理芯片采用电池单元供电，处理芯片与电池单元相连，编码芯片及其他部件的供电电压需求低于处理芯片，因此，在该视频采集电路中，还包括：第一电源转换单元和第二电源转换单元。其中，第一电源转换单元分别与电池单元和编码芯片连接，用于将电池单元的电源电压转换为编码芯片的工作电压，并向编码芯片供电，例如，第一电源转换单元将电池单元的4v电压转换为3.3v电压。第二电源转换单元分别与电池单元和红外灯连接，用于将电池单元的电源电压转换为红外灯的工作电压，并向红外灯供电。

进一步的，由于存储卡卡槽可选择性地与编码芯片或者处理芯片接通，在本实施例中，存储卡的供电也可在编码芯片和处理芯片之间切换，比如，存储卡卡槽在与编码芯片接通时，存储卡由编码芯片供电，存储卡卡槽在与处理芯片接通时，存储卡由处理芯片供电。为避免工作过程中，编码芯片的供电电压到达处理芯片以及处理芯片的供电电压到达编码芯片，造成系统漏电以及芯片损坏，本实施例提供第一隔离电路和第二隔离电路。

其中，如图5所示，第一隔离电路包括：第一电阻r1408、第二电阻r1407、第一电容c1404、第一场效应管q1401以及第一二极管d1803，第一电阻r1408的第一端与编码芯片的使能控制端连接，编码芯片的使能控制端(sdio0_card_power_en)可输出电源使能信号，第一电阻r1408的第一端用于接收该电源使能信号，第一电阻r1408的第二端与第一场效应管q1401的栅极连接，第一场效应管q1401的源极分别与编码芯片的电源输出端、第二电阻r1407的第一端以及第一电容c1404的第一端连接，第二电阻r1407的第二端以及第一电容c1404的第二端与第一场效应管q1401的栅极连接，第一场效应管q1401的漏极与第一二极管d1803的阳极连接，第一二极管d1803的阴极与存储卡卡槽的电源输入端连接。

在图5的示例中，第一电阻r1408的阻值取100欧，第二电阻r1407的阻值取47千欧，第一电容c1404的电容值取100纳法，第一场效应管q1401为p沟道场效应管。上述取值仅是示例，实际应用中的电路设计并不限定于此，此外，第一场效应管也可以选用n沟道场效应管，基于此器件选型，第一隔离电路中各器件的连接关系需做相应调整。

如图6所示，第二隔离电路包括：第二二极管d1804以及第二电容c1402，第二二极管d1804的阳极与处理芯片的电源输出端vmch_pmu连接，第二二极管d1804的阴极以及第二电容c1402的第一端与存储卡卡槽j1402的电源输入端vdd连接，第二电容c1402的第二端接地。在图5及图6中，第一隔离电路中第一二极管d1803的阴极与第二隔离电路中第二二极管d1804的阴极共同连接于存储卡卡槽j1402的电源输入端vdd。

在图6的示例中，第二电容c1402的电容值取4.7微法。当然，此取值仅是示例，实际应用中的电路设计并不限定于此。

第一隔离电路及第二隔离电路的工作原理如下：

编码芯片的使能控制端(sdio0_card_power_en)输出电源使能信号，通过电源使能信号的电平状态改变场效应管栅压，从而控制源极与漏极间的导通和截止。第一隔离电路在使能控制端sdio0_card_power_en输出低电平时使能。使能控制端输出低电平时，在第一场效应管q1401的栅极施加低电平，形成从源极到漏极的源漏电流，编码芯片电源输出端输出的3.3v电压通过第一场效应管q1401和第一二极管d1803到达存储卡卡槽j1403的电源输入端vdd，从而向存储卡供电。

第一隔离电路在使能控制端sdio0_card_power_en输出高电平时不使能。使能控制端输出高电平时，在第一场效应管q1401的栅极施加高电平，源极与漏极之间截止，编码芯片电源输出端输出的3.3v电压无法向存储卡供电。此时，第二隔离电路中处理芯片的电源输出端vmch_pmu通过第二二极管d1804向存储卡卡槽的电源输入端vdd提供电源，从而向存储卡供电。

由于第一隔离电路及第二隔离电路均连接到存储卡卡槽的电源输入端，以向存储卡供电，通过设置第一二极管及第二二极管，使得编码芯片的供电电压被第二隔离电路中的第二二极管隔离，无法到达处理芯片，同时，处理芯片的供电电压被第一隔离电路中的第一二极管隔离，无法到达编码芯片，进而在供电的同时起到较好的电源隔离效果。

进一步的，本实施例中的编码芯片采用h.265编码标准对视频数据进行编码。市面上的执法记录仪大部分采用h.264编码标准进行编码，压缩率低，而采用h.265音视频编码技术，可以在相同画质下，比h.264编码技术节省一半的存储空间，有利于在相同存储容量下，存储更长时间的视频，如此一来，可以将采集站的数周循环备份延长到数月，而且，还可数倍减少存储设备的硬件开支。

还需要说明的是，本实施例中提供的视频采集电路，通过设置切换电路，使处理芯片上电后自动将存储卡与编码芯片接通，于是，摄像模组录制的视频在经过编码后可直接存储于存储卡内，在录制视频的过程中可以完全不进行其他操作，此时处理芯片处于低功耗挂起状态，只需4～5毫安电流，即录制视频时，仅编码芯片耗电，而编码芯片工作时的这部分功耗很低，从而可有效降低电路的发热，此时整个执法记录仪都在低功耗状态下工作。通过切换电路，处理芯片与编码芯片可共享同一存储卡的存储资源。此外，在未进行视频采集时，例如，在查看存储卡中的视频、上传视频到后台服务器、设置参数等场景下，可以使编码芯片处于关闭状态，即停止编码芯片的供电，以进一步节约功耗。

进一步的，本申请实施例提供一种执法记录仪，包括：仪器外壳、摄像模组、存储卡卡槽以及视频采集电路。其中，摄像模组用于采集视频数据，存储卡卡槽用于插入存储卡，视频采集电路为上一实施例所提供的电路，其设置于仪器外壳内。视频采集电路包括编码芯片、切换电路及处理芯片，摄像模组与视频采集电路中的编码芯片连接，存储卡卡槽与视频采集电路中的切换电路连接，切换电路可选择性地将存储卡卡槽与处理芯片接通，或者将存储卡卡槽与编码芯片接通。

可选的，在视频采集电路中设有多个与处理芯片相连的按键组件，多个按键组件设置于仪器外壳的表面。

可以理解的，上一实施例提供的视频采集电路用于该执法记录仪中，因此，执法记录仪可具有与视频采集电路相同的技术效果，在此不赘述，执法记录仪可参照上一实施例中的视频采集电路实施。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。