高清监控视频系统及其控制方法_2

文档序号:8384047阅读:来源:国知局
来自图像传感器的数字图像数据转换为模拟信号,通过第一模拟信号收发模块发送给监控视频录像机;
[0054]控制器,用于通过第一模拟信号收发模块接收来自监控视频录像机的控制信号,并根据该控制信号对本摄像机进行控制。
[0055]优选地,摄像机中还包括压缩模块,用于对图像传感器输出的Bayer数据进行压缩,将压缩后的Bayer数据输出给数模转换器。
[0056]在本发明的其它某些实例中,也可以不进行压缩,直接将Bayer数据传输给监控视频录像机。
[0057]监控视频录像机包括:
[0058]第二模拟信号收发模块,用于通过线缆向摄像机发送模拟信号,或从摄像机接收模拟信号;
[0059]模数转换器,用于将第二模拟信号收发模块接收的模拟信号转换为数字图像数据;
[0060]ISP模块,用于对模数转换器输出的数字图像数据进行图像信号处理,生成对摄像机的控制信号,通过第二模拟信号收发模块发送给摄像机。
[0061]图像信号处理包括以下之一或其任意组合:
[0062]自动曝光,自动白平衡,自动对焦,自动闪光灯控制,颜色转换,亮度自动增益控制。
[0063]将摄像机生成的数字图像转为模拟信号,通过线缆传输给监控视频录像机,在监控视频录像机中进行图像信号处理,生成对摄像机的控制信号,反馈给摄像机进行控制操作,可以不需要在摄像机中安装ISP模块,大大降低了摄像机的硬件成本,因为摄像机的数量大,监控视频录像机中的IPS模块可以被多个摄像机公用,所以可以大大减少视频监控系统的总成本,还可以充分利用目前视频监控系统已经广泛安装的模似传输线缆,实现近乎无损无延时的传输,大大减少了对视频监控系统重新布线的要求。
[0064]摄像机传感器采集的原始Bayer数据中,一个像素点只有一种单原色(Gb,Gr, R,B),后续ISP (图像信号处理)需要根据临近点的数值插值计算出该点像素点的其他两个原色。这个插值计算的过程实际上产生了冗余信息(I倍的冗余量),这个冗余信息增大了数据量。所以直接传输Bayer数据或其压缩数据,可以减少需要传输的数据总量。
[0065]作为本实施方式的优选例,本发明实施例一提供一种高清监控视频系统的架构,系统框图如图3所示。
[0066]如图3所示,摄像机通过同轴电缆或者双绞线与后端数字硬盘录像机连接。其中,摄像机包含图像传感器,数模转换模块,以及调制模块。数字硬盘录像机包括解调模块,ISP(Image Signal Prosessing)处理芯片,模数转换模块,数字信号处理模块以及网络模块。
[0067]在本实施例中,利用图像传感器采集图像数据,如互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,简称 C0MS)传感器或者电荷稱合原件(Charge Coupled Device,简称CCD)传感器采集Bayer数据。Bayer数据经数模转换并调制后直接在同轴线或者双绞线上实现模拟信号直接传输。
[0068]系统采用数据直接通过调制解调的模拟传输方法,使得在现有的同轴线或者双绞线上可以传输近乎无损无延时高清视频信号,这导致整体的结构变化:
[0069]摄像机仅仅完成图像采集,不进行图像处理,即摄像机内部硬件不包含ISP处理芯片。ISP处理芯片在DVR (Digital Video Recorder,简称DVR)—侧,Bayer数据传输到数字硬盘录像机或者网络视频录像机(Network Video Recorder,简称NVR)后,DVR/NVR上增加的ISP模块处理摄像机传输过来的Bayer数据。并经过DVR其它模块的处理之后最终产生图像码流。
[0070]相比现有技术,模拟摄像机图像数据的传输格式发生了改变,仅传输图像传感器采集的Bayer数据从而降低了数据的传输量,并通过数模转换模块,直接在同轴线或者双绞线上实现模拟信号直接传输,由于无编码模拟直传,传输近乎无损无延时。
[0071]此外,由于传输近乎无延时,DVR在ISP图像处理的同时通过双向通信的方法将控制信号回传完成摄像机的Sensor参数控制,驱动等功能。
[0072]本实施例的新架构相比现有的系统架构,硬件成本将大大降低,主要体现在:摄像机的ISP芯片取消,压缩编码芯片取消,结构体积减小,功耗降低,系统复杂度降低等等。架构的改变导致了数据传输和处理的方法也发生变化。
[0073]在本发明的其它实施例中,也可以拓展至在串行数字接口(Serial DigitalInterface,简称SDI)方面的应用,而不局限于本实施例中所述的具体应用。
[0074]需要说明的是,本发明各设备实施方式中提到的各单元都是逻辑单元,在物理上,一个逻辑单元可以是一个物理单元,也可以是一个物理单元的一部分,还可以以多个物理单元的组合实现,这些逻辑单元本身的物理实现方式并不是最重要的,这些逻辑单元所实现的功能的组合才是解决本发明所提出的技术问题的关键。此外,为了突出本发明的创新部分,本发明上述各设备实施方式并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入,这并不表明上述设备实施方式并不存在其它的单元。
[0075]本发明第二实施方式涉及一种高清监控视频系统的控制方法,该系统包括监控视频录像机和通过支持模拟传输的线缆与该监控视频录像机连接的至少一个摄像机,图4是该高清监控视频系统的控制方法的流程示意图。
[0076]具体地说,如图4所示,该高清监控视频系统的控制方法方法包括以下步骤:
[0077]在步骤301中,摄像机中的图像传感器生成数字图像数据。
[0078]此后进入步骤302,摄像机将数字图像数据转换为模拟信号。
[0079]优选地,在摄像机将数字图像数据转换为模拟信号的步骤302之前,还包括步骤:
[0080]对图像传感器输出的Bayer数据进行压缩,将压缩后的Bayer数据转换为模拟信号。
[0081 ] 在本发明的其它某些实例中,也可以不进行压缩,直接将Bayer数据传输给监控视频录像机。
[0082]此后进入步骤303,摄像机通过线缆向监控视频录像机发送模拟信号。
[0083]此后进入步骤304,监控视频录像机通过线缆接收模似信号,并将收到的模拟信号转换为数字图像数据。
[0084]此后进入步骤305,监控视频录像机对数字图像数据进行图像信号处理,生成对摄像机的控制信号。
[0085]图像信号处理包括以下之一或其任意组合:
[0086]自动曝光,自动白平衡,自动对焦,自动闪光灯控制,颜色转换,亮度自动增益控制。
[0087]此后进入步骤306,监控视频录像机将控制信号通过线缆发送给摄像机。
[0088]此后进入步骤307,摄像机根据该控制信号对本摄像机进行控制。
[0089]摄像机传感器采集的原始Bayer数据中,一个像素点只有一种单原色(Gb,Gr, R,B),后续ISP (图像信号处理)需要根据临近点的数值插值计算出该点像素点的其他两个原色。这个插值计算的过程实际上产生了冗余信息(I倍的冗余量),这个冗余信息增大了数据量。所以直接传输Bayer数据或其压缩数据,可以减少需要传输的数据总量。
[0090]本实施方式是与第一实施方式相对应的方法实施方式,本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效,为了减少重复,这里不再赘述。相应地,本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。
[0091]本发明的各方法实施方式均可以以软件、硬件、固件等方式实现。不管本发明是以软件、硬件、还是固件方式实现,指令代码都可以存储在任何类型的计算机可访问的存储器中(例如永久的或者可修改的,易失性的或者非易失性的,固态的或者非固态的,固定的或者可更换的介质等等)。同样,存储器可以例如是可编程阵列逻辑(Programmable ArrayLogic,简称“PAL”)、随机存取存储器(Random Access Memory,简称“RAM”)、可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory,简称“PR0M”)、只读存储器(Read-Only Memory,简称“ROM”)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable ROM,简称“EEPR0M”)、磁盘、光盘、数字通用光盘(Digital Versatile Disc,简称“DVD”)等等。
[0092]本发明第三实施方式涉及一种高清监控视频系统的数据传输格式,该格式为摄像机与数字硬盘录像机之间数据传输的格式。
[0093]目前的监控视频标准均来源并兼容于广电系统(PAL,NTSC, YCbCr),但是监控摄像机传感器与广电摄像机不同,广电摄像机有3个Sensor分别独立采集RBG信号,而监控摄像机传感器采用的是单传感器(Bayer滤波器),因而实际的图像空间采集率只有标准的一半。现有技术中首先将Bayer数
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