专利名称：智能摄像机及智能摄像方法
技术领域：
本发明涉及摄像机领域，尤其涉及高清智能摄像机，例如用于智能交通中的高清智能摄像机。
背景技术：
随着科学技术的不断更新，如今越来越多的智能摄像机已经被应用到各个领域，例如在智能交通领域中采用的高清智能摄像机，其用于智能交通监控、模式识别、超速抓拍、安防等。以前的摄像机只能单一地对车辆进行抓拍或者监控，功能不是很全面。如今，智能摄像机已经成为智能交通管理系统的重要组成部分。智能摄像机可以实现车辆抓拍识另IJ、交通状况监测、实时监控、瞬时速度检测、超速实时处罚、车辆通行记录等功能，智能摄像机越来越多地应用到智能交通系统中。
现有的一些摄像机具有的功能比较单一一般只能抓拍或者监控，另外，画面像素低，不利于有效地识别或者监控；有的摄像机结构简单，使用的控制处理芯片相对低端，例如有的控制处理芯片使用单片机控制的形式，单片机控制精度不够准确，处理速度相对比较低，不能分析高清视频。
发明内容
本发明的目的是提供一种智能摄像机，其能够输出高清视频信息，又可以实现对预定或异常情形进行检测、抓拍、和识别。根据本发明的一个方面，本发明提供一种智能摄像机，其包括数据采集模块、控制处理模块、和智能分析模块。其中，所述数据采集模块接收智能摄像机所监测区域的光学信号，并将其转换成视频信息；所述控制处理模块对来自所述数据采集模块的视频信息进行处理，获得处理后的视频信息；所述智能分析模块接收来自所述数据采集模块的视频信息，并检测视频信息中是否存在预定的或异常的情况，当检测到存在预定或异常的情况时，发送指令给所述控制处理模块进行抓拍，同时所述智能分析模块进行抓拍、并对抓拍到的图片进行分析和识别，得到识别结果信息，并将所得到的识别结果信息传送给控制处理模块。其中，所述控制处理模块将所述处理后的视频信息、抓拍到的图片、以及由所述智能分析模块传送来的识别结果信息输出给监控中心，用于监控人员进行监控。根据本发明的另一方面，本发明提供一种智能摄像方法，其用于对所监测区域的状况进行监测。其包括获取所监测区域的光学信息，并将其转换成视频信息；由控制处理模块中的嵌入式控制处理单元和智能分析模块的数字处理单元接收所述视频信息，所述嵌入式控制处理单元对所述视频信息进行处理，输出处理后的视频信息；所述智能分析模块的数字处理单元对所述视频信息进行处理，当发现存在预定或者异常情况时，所述数字处理单元发送指令给嵌入式控制处理单元，由嵌入式控制处理单元进行抓拍；且所述数字处理单元同时进行抓拍并对所抓拍的图片进行分析、识别，生成识别结果信息并将其传送给嵌入式控制处理单元；所述嵌入式控制处理单元将所述处理后的视频信息、其抓拍的图片、以及所述数字处理单元传送来的识别结果信息传送给监控中心。本发明的智能交通用的高清智能摄像机，采用智能分析模块和控制处理模块两种模块相结合的结构，通过用两个不同的模块分别实现不同的功能，分工明确，可以使整个智能摄像机的运行处理速度大大提高，并能有效地对视频信息进行处理、计算，从而提高整个智能摄像机的性能。另外，在结构设计上，结构紧凑，数据传输性能好，且方便工程人员安装调试。
图I是本发明的高清智能摄像机的基本电路框图。图2是本发明的高清智能摄像机的双核协同工作方框示意图。
图3是本发明的高清智能摄像机的具体结构方框示意图。图4是本发明的第一实施例的高清智能摄像机的具体结构方框示意图。图5是本发明的第二实施例的高清智能摄像机的具体结构方框示意图。
具体实施例方式下面通过具体实施方式
进一步详细描述本发明，但本发明并不仅仅限于此。本发明提供一种智能摄像机，其可以用于智能交通和安防中，也可以用于其它的可以采用智能摄像机的领域。本发明的智能摄像机主要是采用双核(即双处理器)协同工作的方式，使得智能摄像机既可以输出高清和/或标清视频信息，又可以实现对预定或异常情形进行检测、抓拍、和识别，并输出相应的抓拍图片以及识别结果信息，同时由于双核协同工作，很大程度地提高了处理速度。图I示出了连接有多个外部设备的本发明的智能摄像机的方框图。如图I所示，本发明的智能摄像机包括机壳100、数据采集模块300、电源模块和对外接口模块600、控制处理模块400、以及智能分析模块500等。其中所述数据采集模块300接收智能摄像机所监测区域的光学信号，并将其转换成视频信息。所述控制处理模块400包含嵌入式控制处理单元，以将来自所述数据采集模块300的视频信息进行处理，获得处理后的视频信息；所述智能分析模块500包含数字处理单元，用于接收来自所述数据采集模块300的视频信息，并检测视频信息中是否存在预定的或异常的情况，当检测到存在预定或异常的情况时，发送指令给所述控制处理模块400的嵌入式控制处理单元进行抓拍，同时所述智能分析模块500的数字处理单元进行抓拍、并对抓拍到的图片进行分析和识别，得到识别结果信息，然后将所得到的识别结果信息传送给控制处理模块400，所述控制处理模块400将所述处理后的视频信息、抓拍到的图片、以及由所述智能分析模块500传送来的识别结果信息输出给监控中心，用于监控人员进行监控。另外，本发明的智能摄像机通过电源模块和对外接口模块600给智能摄像机中的各部件供电、以及根据需要连接不同的外部设备，所述电源模块和对外接口模块600包括电源模块和多个对外接口。图I中示出了本发明的智能摄像机所连接的一些外部设备，例如设置在远程的监控中心的分别与控制处理模块400连接的计算机740和显示装置750 ;分别连接于电源模块和对外接口模块600上的电源适配器710、补光灯720、和触发线圈730。图2示出了本发明的智能摄像机中的双核结构的方框示意图。
如图2所示，所述控制处理模块400包括嵌入式控制处理单元410和输出单元460，所述嵌入式控制处理单元410包括处理单元4101和抓拍单元4102，其中所述处理单元410用于对来自数据采集单元300的视频信息进行格式转换，对格式转换之后的视频信息进行编解码，生成处理后的视频信息；所述抓拍单元4102用于根据来自智能分析模块500的指令进行抓拍。另外，如图2所示，所述智能分析模块500包括数字处理单元510，所述数字处理单元510包括处理单元5101、检测单元5102、抓拍单元5103、和识别单元5104，其中，所述处理单元5101用于对来自所述数据采集单元300的视频信息进行格式转换；所述检测单元5102用于检测格式转换后的视频信息中是否存在预定的或异常的情况，当发现预定的或异常的情况时，发送指令给嵌入式控制处理单元410的抓拍单元4102进行抓拍，且同时发送指令给数字处理单元510的抓拍单元5103进行抓拍；所述嵌入式控制处理单元410的抓拍单元4102和所述数字处理单元510的抓拍单元5103根据检测单元5102的指令进行抓拍；所述识别单元5104用于对所述数字处理单元510的抓拍单元5103所抓拍的图片进行分析、识别，并将识别结果信息传送给嵌入式控制处理单元410的处理单元4101，由处理单元4101将处理后的视频信息、识别结果信息传送给输出单元460，同时嵌入式控制处理单元410的抓拍单元4102也将所抓拍到的图片传送给输出单元460。可选地，在图2中，其中所述嵌入式控制处理单元410的抓拍单元4102所抓拍到的图片也可以传送给处理单元4101，由处理单元将处理后的视频信息、所抓拍到的图片、识别结果信息一起传送给输出单兀460。可选地，图2的嵌入式控制处理单元410中也可以设置存储单元，所述嵌入式控制处理单元410的处理单元4101处理后的视频信息、所述嵌入式控制处理单元410的抓拍单元4102所抓拍到的图片、以及从所述数字处理单元510的识别单元5104所得到的识别结果信息都可以传送到存储单元，然后由存储单元传送至输出单元460。另外，图2中只给出一种模块的划分方式，实际上，根据情况，还可以有其它形式的模块划分形式，例如，可以将同一模块中的不同单元组合在一起形成一个单元或者将一个单元拆分成多个单元。另外，也可以增加完成新的功能的新的单元。图3示出了本发明的高清智能摄像机的结构方框示意图。如图3所示，所述数据采集模块300用于接收智能摄像机所监测区域的光学信号，并将其转换成视频信息。所述数据采集模块300可以包括镜头200、CCD或CMOS感光芯片单元310、和视频信号转换单元320。所述镜头200设置在机壳100上，用于捕获本发明的高清智能摄像机需要监测的区域的图像，即光学信号，其可以安装有光圈自动控制单元210，以使得镜头200能够根据不同的光线强度自动地调节光圈的大小，从而保证输出更高质量的图像，另外，镜头200上的所述光圈自动控制单元210还可以具有自动调焦功能，这样可以根据要捕获的图像的距离远近等自动地调节镜头的焦距，从而进一步提高拍摄的影像的质量。所述CXD或CMOS感光芯片单元310可以使用C⑶或CMOS感光器实现，其将来自镜头200的光学信号转化为数字信号。所述CXD或CMOS感光芯片单元310中的CXD或CMOS的像素数越多，其提供的画面分辨率也就越高。所述视频信号转换单元320可以采用AFE转接板来实现。所述CXD或CMOS感光、芯片单元310输出的数字信号通过视频信号转换单元320转换为原始的视频信息，例如RAW格式的视频信息。另外，所述视频信号转换单元320还可以根据情况而进一步实现将原始的视频信息转换采用成可使用的视频信息的功能，例如将RAW格式的视频信息转换成YUV格式的视频信息。另外，在CXD或CMOS感光芯片单元310前还可以安装切换器，同时，在数据采集模块300中设置切换器控制单元330。该切换器控制单元330用于控制切换器340，以便控制数据采集模块300使用日间模块或夜间模式进行工作。所述切换器340例如可以为一个玻璃片，其可以调整进入CXD或CMOS感光芯片单元310的光线的强弱。所述控制处理模块400对来自所述数据采集模块300的视频信息进行处理，获得处理后的视频信息。当所述数据采集模块300输出的视频信息是原始的视频信息时，所述控制处理模块400所进行的处理包括将原始的视频信息进行格式转换，以及将格式转换后的视频信息进行编解码以用于输出给远程的监控中心，例如，控制处理模块400将RAW格式的视频信息转换成YUV格式的视频信息，然后将YUV格式的视频信息进行编解码而形成 高清视频信息和/或标清视频信息。当所述数据采集模块300输出的视频信息是格式转换后的视频信息时，所述控制处理模块400所进行的处理包括将来自数据采集模块300的视频信息进行编解码。所述控制处理模块400可以包括嵌入式控制处理单元410和输出单元。所述嵌入式控制处理单元410可以将来自数据采集模块300的视频信息进行格式转换，然后对格式转换后的视频信息进行编解码，例如用a 264进行编解码。这时，可以根据需要将处理后的视频信息编解码生成一路高清视频，或者编解码生成两路视频信息，即一路高清视频，一路标清视频，以适应由监控中心不同的装置进行显示监控。经所述嵌入式控制处理单元410上述处理后的视频信息，即高清视频和/或标清视频通过输出单元输出给监控中心。所述输出单元可以包括以太网控制单元461和/或视频输出单元462等。所述以太网控制单元461用于所述控制处理模块400与监控中心之间进行信息传输，其将所述高清视频信息和识别结果信息传送至监控中心。例如，所述以太网控制单元461经以太网接口 516与监控中心的计算机740连接，将来自智能分析模块500的识别结果信息和控制处理模块400抓拍的图片传输给计算机740。可选地，这里的以太网控制单元461及以太网接口 516也可以形成一个装置，即带有以太网接口的以太网单元。所述视频输出单元462用于所述控制处理模块400与监控中心之间进行信息传输，其将所述标清视频信息传送至监控中心。例如所述视频输出单元462经视频驱动接口(例如BNC接口 细同轴电缆接口)517经电缆与监控中心的显示装置750连接，将所述标清视频传输给显示装置750。可选地，这里的视频输出单元462以及视频驱动接口 517也可以形成一个装置，即带有视频驱动接口的视频输出单元。另外，所述控制处理模块400可以包括内存464、程序存储器430、数据存储器440、和逻辑控制单元420等。来自数据采集模块300的视频信息在进入控制处理模块400后，同时传送给嵌入式控制处理单元410和逻辑控制单元420。所述逻辑控制单元420用于进行逻辑控制，例如对数据进行转换、是否传送数据、将数据传送给哪些部件、以及以什么样的形式进行数据传送等等。所述程序存储器430用于存储嵌入式控制处理单元410的启动程序及智能分析模块500中的数字处理单元510所需的算法。所述数据存储器440用于在网络不通畅时对智能分析模块500的数字处理单元510进行分析识别所得到的识别结果信息和控制处理模块400抓拍的图片进行存储。所述内存464用于在嵌入式控制处理单元410进行处理时对数据进行缓存。另外，在控制处理模块400中还可以设置用于为嵌入式控制处理单元410提供时钟的工作时钟467、显示电源是否接通和程序是否正常运 行等的一个或多个指示灯466、用于增加总线驱动能力的总线驱动器450、用于调试控制处理模块400中嵌入式控制处理单元和智能分析模块中的数字处理单元的调试接口 514 (例如RS232接口)、用于给控制处理模块400的工作提供当前的基准时间的RTC时钟单元463。所述调试接口 514连接外部的调试机，以使得通过外部的调试机对嵌入式控制处理单元410和数字处理单元510进行调试。另外，当镜头200上安装有光圈自动控制单元210时，在控制处理模块400中需要设置光圈驱动控制单元520，用于对镜头200上的光圈自动控制单元210进行控制。另外，当需要存储更大数量的数据时，可以在控制处理模块400上另外设置一 CF卡接口 515，其可以存储比数据存储器440更大容量的数据。另外，在控制处理模块400上还可以设置看门口电路465，该看门口电路465用于监测程序是否正常运行。所述智能分析模块500与控制处理模块400通过控制总线连接，其包括数字处理单元510。所述数字处理单元510可以选择经控制处理模块400的逻辑控制单元420接收视频信息、或者接收经嵌入式控制处理单元410进行格式转换后的视频信息、或者直接从数据采集模块300接收视频信息。其中从数据采集模块300接收视频信息可以使得控制处理模块400和智能分析模块500更好地保持同步工作。智能分析模块500的数字处理单元510接收来自所述数据采集单元的原始视频信息后，首先对其进行处理，例如进行格式转换(例如将RAW格式的视频信息转换成YUV格式的视频信息)，然后检测格式转换后的视频信息中是否存在预定的或异常的情况，当发现预定的或异常的情况时，发送指令给嵌入式控制处理单元410进行抓拍；同时该数字处理单元510对该预定的或异常的情况进行抓拍，并对抓拍的图片进行分析、识别，生成识别结果信息并将其传送给所述嵌入式控制处理单元410。然后通过控制处理模块400中的程序存储器430加载给其的算法对处理后的视频信号进行分析、识别，得到视频分析识别结果信息，并将视频分析识别结果信息通过控制总线传送给控制处理模块400的嵌入式控制处理单元410。所述智能分析模块500可以包括内存511，用于对数字处理单元进行处理过程中产生的数据进行缓存。另外，在智能分析模块500上还可以设置用于显示程序是否正常运行和显示电源是否接通的一个或多个指示灯、用于为数字处理单元510提供时钟的工作时钟512。另外，考虑到控制处理模块400的空间有限、以及安装的方便性，可以将一些接口例如调试接口 514、光圈驱动控制单元520、以太网接口 516、视频驱动接口 517、和CF卡接口 515设置在智能分析模块500上。所述电源和对外接口模块600为智能摄像机的各个模块供电，并提供智能摄像机连接外部设备的一些接口。所述电源和对外接口模块600可以包括逻辑控制单元610、和电源管理单元620、以及根据需要而设置的一些接口。所述逻辑控制单元610用于进行逻辑控制。所述电源管理单元用于对输入给其的电源进行转换，以转换成高清智能摄像机的其他模块、和模块内的不同部件正常工作所需要的电源，因此电源管理单元620是与各部件都相连的，为了使图示清楚，在图中未示出电源管理单元620与其它部件之间的连接关系。当所述电源和对外接口模块600通过电源适配器710连接外部电源时，在所述电源和对外接口模块600中设置电源输入接口 611，使外部电源通过电源输入接口 611传输至电源管理单元620 ;当电源和对外接口模块600通过以太网供电时，在所述电源和对外接口模块600中设置以太网供电单元670，使得外部电源经与以太网接口 516连接的以太网供电单元670传输至电源管理单元620。另外，电源和对外接口模块600包括根据需要而设置的一些接口，所述接口可以包括补光灯输出接口 621、线圈输入接口 631、通信单元650、逻辑控制单元610、主控单片机660、测速单片机等。其中，补光灯输出接口 621用于连接补光灯720，线圈输入接口 631用于连接触发线圈730。所述补光灯720可以为闪光灯或者LED灯。当本发明的智能交通用的高清智能摄像机需要监测车辆的速度时，可以将电源和 对外接口模块600内的线圈输入接口 631连接于外部的一组(通常为两个)触发线圈，这样，当车辆从所述一组触发线圈经过时，所述触发信号通过线圈输入接口 631传送至测速单片机640，由测速单片机640测量经过触发线圈的车辆的速度，然后由测速单片机将速度信息传送给智能分析模块500的数字处理单元510。当需要对每部车辆进行抓拍时，数字处理单元510发送指令给主控单片机660，由主控单片机660经补光灯输出接口 621控制补光灯在光线不足时进行曝光，并且数字处理单元510发送指令给控制处理模块400的嵌入式控制处理单元410进行抓拍、同时数字处理单元也进行抓拍。当只对超速的车辆进行抓拍时，数字处理单元510判断车辆的速度是否超速，在判定车辆超速时再分别传送指令给主控单片机660和嵌入式控制处理单元410。其中，主控单片机660和测速单片机也可以由一个单片机来实现二者的功能。当不需要对车辆进行测速而需要对过往的车辆进行监控时，可以使触发线圈产生的触发信号经线图输入接口 631直接传送至智能分析模块500的数字处理单元510。这时数字处理单元510可以根据触发信号分别传送指令给主控单片机660和嵌入式控制处理单元进行抓拍、识别。例如，在高速收费站可以设置这样的高清智能摄像机，以对经过高速收费站的各个车辆进行监测记录。另外，在电源和对外接口模块600中还可以设置隔离电路630，使得从外部输入的信号(例如经补光灯输出接口 621和线圈输入接口 631而输入的信号)与电源和对外接口模块600内部的各电路之间进行隔尚。如图3所不,从补光灯输出接口 621和线圈输入接口 631而进入电源和对外接口模块600内部的信号经隔离电路630分别传送至逻辑控制单元610。隔离电路630的设置可以防止电源和对外接口模块中的内部部件(例如逻辑控制单元610、主控制单片机660、测速单片机640)因外部信号而受到损害，避免互相干扰。另外，在电源和对外接口模块600中还可以设置通信单元，该通信单元可以由RS485接口或者RS232接口来实现，该通信单元与外部的另一计算机760连接，可以实时了解高清智能摄像机各部件的工作运行状态。以上关于各模块的划分，只是一种可能的划分方式，本领域技术人员可以根据需要采用其它的划分方式，例如，可以将电源和对外接口模块分成电源模块和对外接口模块两个模块。在上面描述的情况中，对所监测区域的移动的物体(例如车辆)的监测的触发方式主要是以采用触发线圈为例进行的说明，这种触发方式比较稳定，但是在实际中需要破坏路面，因此操作麻烦。实际上，触发方式也可以采用其它的方式，例如，通过视频的方式，即画出一个区域，当有车辆和人进入该区域时就触发，这种方式成本低，但是主要通过软件来实现，所以安装方便；另外还可以采用雷达的方式进行触发，这种触发方式计算准确，成本闻。在本发明的高清智能摄像机的实际生产中，可以将各个模块分别设置在三块电路板上，即，数据采集模块和控制处理模块设置在一块电路板上，智能分析模块设置在一块电路板上，电源和对外接口模块设置在一块电路板上。另外，当智能分析模块500发现存在异常情况时，可以向控制处理模块400发送报警指令，由控制处理模块400将报警信息与抓拍的图片以及识别结果信息一起传送至监控 中心的显示装置和/或计算机，提醒监控人员注意。由于本发明的高清智能摄像机采用了紧密的结构设计，所以对摄像机的散热性能要求较高。因此，在控制处理模块的嵌入式控制处理单元的上方以及智能分析模块的数字处理单元的上方可以分别安装散热片，以将所产生的热量及时排出高清智能摄像机的机壳之外，以达到良好的散热效果。本发明的高清智能摄像机，在视频信息的处理上，采用了智能分析模块和控制处理模块两个模块协同工作的方式，使得在一个智能摄像机中同时包含两个模块，从而在输出至监控中心之前就对所监测区域的状况进行了分析、处理，而不象现有技术的一些智能摄像机那样在输出视频信息后或者传到监控中心后再通过其它设备检测、分析、识别所监测区域是否存储异常情况，具体地，所述控制处理模块作为主处理器进行控制，智能分析模块作为协处理器主要完成分析功能，与现有技术的只采用一个处理芯片的摄像机相比，能够实现在一个处理芯片上不能同时实现的多种功能，而且智能分析模块的数字处理单元是在处理算法、智能分析方面具有专门的做智能分析的硬核模块，处理计算速度快，提高识别信息的能力；控制处理模块的嵌入式控制处理单元是集成了很多视频处理的硬核单元的芯片，大大地提高了处理视频信息的速度和能力，因此，本发明的高清智能摄像机处理速度更加快速，处理结构更准确，干扰很小。另外，本发明的智能摄像机能够输出高清的视频信息的同时还可以进行识别，从而利用本发明可以提高输出的视频信息的质量且能够实现监控的功能。下面通过具体实施例对本发明进一步详细说明。实施例一在该实施例中，本发明的智能交通用的高清智能摄像机用于监测路面是否存在异
堂
巾o该实施例一中的智能交通用的高清智能摄像机,如图4所示,包括机壳100、和设置在机壳100内的带自动调焦装置210的镜头200、数据采集模块300、控制处理模块400、智能分析模块500、为机壳100内各部件供电并提供连接外部设备的电源和对外接口模块600。在这个实施例一中，将镜头200从数据采集模块300中分离出来作为一个单独的部件，即实施例一中的镜头200与数据采集模块300 二者一起相当于前面所述的数据采集模块 300。所述数据采集模块300包含CCD/CM0S感光器310、AFE接口 320、设置在CCD/CM0S感光器310前面的切换器340、以及控制切换器340的切换器控制单元330。所述控制处理模块400包括嵌入式控制处理单元410、内存464、程序存储器430、数据存储器440、和逻辑控制单元420、带有以太网接口的以太网控制单元461、带有BNC接口的视频输出单元462、总线驱动器450、看门口电路465、显示电源是否接通和程序是否正常运行的一个或多个指示灯466、为嵌入式控制处理单元410提供时钟的工作时钟467、光圈驱动控制单元520、以及监测程序是否正常运行的RTC时钟单元463等。所述智能分析模块500与控制处理模块400通过HPI总线连接。所述智能分析模块500包括数字处理单元510、内存511、为数字处理单元510提供时钟的工作时钟512、显示电源是否接通和程序是否正常运行的一个或多个指示灯513。
另外，还设置有对控制处理模块400的嵌入式控制处理单元410和智能分析模块500的数字处理单元510进行调试的调试接口 514。考虑到控制处理模块400上的空间有限以及安装上的方便，可以将调试接口 514设置于智能分析模块500上，另外，光圈驱动控制单元520、以太网控制单元461、以及视频输出单元462也设置在了智能分析模块500上。另外，所述控制处理模块400中的嵌入式控制处理单元410和智能分析模块500中的数字处理单元510可以使用集成有ARM核的DSP (Digital Signal Processor,数字信号处理器)芯片。由于在本实施例一中米用外部电源供电，所以电源和对外接口模块600中设置有与电源适配器710连接的电源输入接口 611。另外电源和对外接口模块600中还包含补光灯输入接口 621、隔离电路630、逻辑控制单元610、主控单片机660、RS485通信单元650、以及电源管理单元620。其中补光灯输入接口 621与外部的补光灯720连接。在图4所示的高清智能摄像机中，控制处理模块400可以生成两种视频，一种是高清视频，其通过以太网控制单元461传送给监控中心的计算机740 种是标清视频，其通过视频输出单元462传送给监控中心的显示装置750。上述各部件之间的连接关系为如上参照图3所描述的连接关系。下面对图4所示的高清智能摄像机如何监测所监测区域的路面是否存在异常的主要工作过程进行说明。数据采集模块300中的CXD或CMOS感光器310将镜头200捕获到的光学信号转换成数字信号，然后经AFE接口转换成原始的视频信号，即RAW格式的视频信息。切换器控制单元330用于控制切换器340进行白天和夜晚两种工作模式之间的切换。所述RAW格式的视频信息同时分别传送给控制处理模块400和智能分析模块500。所述RAW格式的视频信息进入控制处理模块400后，分别传送给嵌入式控制处理单元410和逻辑控制单元420。控制处理模块400的嵌入式控制处理单元410将RAW格式的视频信息转换成YUV格式的视频信息，并用H. 264编解码方式对YUV格式的视频信息进行编解码，分别得到一路高清视频信息和一路标清视频信息。其中高清视频信息通过以太网控制单元461经网络传送给远程的监控中心的计算机740进行保存或显示，以供监控人员进行监控；标清视频信息通过视频输出单元462传送给远程监控中心的显示装置750，供监控人员进行监控。由于标清视频信息占据空间小、传输速度快，而且有些监控场所只设置有显示标清视频信息的显示装置750，所以可以通过将标清视频信息通过视频输出单元462传输至监控中心的显示装置750。高清视频信息的信息量大，需要通过网络传输至监控中心的计算机740。当存在两种视频信息时，监控人员可以根据不同的需求，来选择使用哪一路视频进行监控。所述智能分析模块500的数字处理单元510对数据采集模块300获取的RAW格式视频信息进行处理，将其转换为YUV格式的视频信息，然后对YUV格式的视频信息进行检测、分析、识别，检测路面是否存在异常情况。如果检测不存在异常情况，则继续进行检测；如果检测到存在异常情况，则同时分别向主控单片机660和控制处理模块400的嵌入式控制处理单元410发送指令。主控单片机660接收到指令后控制闪光灯720曝光，控制处理模块400在接收到指令后则进行抓拍，同时智能分析模块500的数字处理单元510也进行抓拍。由于智能分析模块500与控制处理模块400同步运行，在控制处理模块400进行抓拍时，智能分析模块500的数字处理单元510也进行抓拍，然后对抓拍到的图片通过识别算法进行分析、识别，以确认路面存在什么样的异常情况、车牌信息、车辆型号等车辆信息、违章信息、二值化图或YUV图等识别结果信息，然后将识别结果信息通过HPI总线传送给控制处理模块400的嵌入式控制处理单元410，由嵌入式控制处理单元410将抓拍到的图片以及 识别结果信息传输到监控中心的计算机740以及显示装置750显示和保存。例如，当监控人员从高清智能摄像机传送来的信息中发现路面存在滞留物时，则立即派工作人员前往该地点进行清除。当监控人员发现有车辆穿越警戒线时，则对该车辆的车牌号进行记录并开罚单等。实施例二在该实施例中，本发明的智能交通用的高清智能摄像机用于监控车辆是否超速。该实施例二与实施一的区别在于，在电源和对外接口模块600中还设置有与智能分析模块500的数字处理单元510相连的测速单片机640、以及与外部的测速线圈730相连的线圈输入接口 631。具体连接关系参照上面关于图3所述的连接关系。在该实施例二中，与实施一相同的部分，这里就不再重复说明。下面参照附图5具体介绍一下该实施例的智能交通用的高清智能摄像机监测车辆是否超速的工作过程。如图5所示，数据采集模块300中的CXD或CMOS感光器310将镜头200捕获到的光学信号转换成数字信号，然后经视频信号转换单元320转换成原始的视频信息，例如，RAff格式的视频信息。切换器控制单元330用于控制切换器340以使数据采集模块300在白天和夜晚两种工作模式之间的切换。来自数据采集模块300的RAW格式的视频信息被传送至控制处理模块400的嵌入式控制处理单元410和逻辑控制单元420。嵌入式控制处理单元410将RAW格式的视频信息转换成YUV格式的视频信息，并用H. 264编解码方式对YUV格式的视频信息进行编解码，分别得到一路高清视频信息和一路标清视频信息。其中高清视频信息通过以太网控制单元461经网络传输给远程的监控中心的计算机750进行保存或显示，以供监控人员进行监控；标清视频信息通过视频输出单元462连接于远程监控中心的显示装置740，供监控人员进行监控。当有车辆经过测速线圈730时，测速线圈730产生触发信号，该产生的触发信号依次经线圈输入接口 631、隔离电路630、逻辑控制单元610传送至测速单片机640，由测速单片机640对车辆的速度进行计算。测速单片机640将所测得的车速信息传送给智能分析模块500的数字处理单元510。这里的测速线圈730可以采用前面所述的任何形式的触发方式，例如可以由两个触发线圈形成。智能分析模块500的数字处理单元510接收到来自测速单片机640的信息，判断所述车辆是否超速，当判定为超速时，分别发送指令给主控单片机660和通过HPI总线传送给控制处理模块400的嵌入式控制处理单元。主控单片机660接收到来自数字处理单元510的指令后控制闪光灯720进行曝光，同时控制处理模块400在接收到来自数字处理单元510的指令后进行抓拍。由于智能分析模块500与控制处理模块400同步运行，也进行抓拍。然后智能分析模块500的数字处理单元510通过其中的识别算法对该视频信息进行分析、识别，以识别出超速车辆的车牌信息、车辆型号等车辆信息、以及违章信息等识别结果信息，然后将识别结果信息通过HPI总线传送给控制处理模块400，由控制处理模块400将抓拍到的图片以及识别结果信息通过网络传输到监控中心的计算机740和显示装置740。实施例三本实施例为实施例一与实施例二的组合。在该实施例中，本发明的智能交通用的高清智能摄像机既可以实现对所监测区域的路面状况的监测，也可以实现对经过所监测区域的车辆的车速的监测。实施例四 在该实施例中，本发明的智能交通用的高清智能摄像机用于对所监测区域的路面状况进行监测，并对所经过的车辆进行抓拍并捕获其车辆信息。该实施例四与实施例一的区别在于，在电源和对外接口模块600中，设置线圈输入接口 631。该线圈输入接口 631用于连接外部的触发线圈730，将触发线圈730产生的触发信号依次经隔离电路630、逻辑控制单元610传送至智能分析模块500的数字处理单元510。这里触发线圈730可以只米用一个。其它与实施例一相同，与实施例一相同的部分，这里就不再重复描述。每当数字处理单元510接收到来自触发线圈的触发信号后，数字处理单元510就同时分别发送指令给主控单片机660和控制处理模块400。主控单片机660接收到来自数字处理单元510的指令后控制闪光灯720进行曝光，同时控制处理模块400在接收到来自数字处理单元510的指令后则进行抓拍，智能分析模块500与控制处理模块400同步运行，也进行抓拍。并且数字处理单元510通过其中的识别算法对所抓拍的图片中的相应的车辆信息进行分析、识别，以识别出车辆的车牌信息、车辆型号等车辆信息等识别结果信息，然后将识别结果信息通过HPI总线传送给控制处理模块400，由控制处理模块400将抓拍到的图片以及识别结果信息传输到监控中心的计算机740和显示装置740。该实施例的高清智能摄像机更适用于设置在高速路收费站处，对每一个经过高速路收费站的车辆都进行抓拍。总之，利用本发明的高清智能摄像机可以根据需要连接不同的外部设备以及安装不同的识别算法，从而可以实现诸如功能，例如I)实时监视交通状况、路面状况，例如监测是否有人或车辆穿越警戒线、路面是否遗留或滞留有物体、是否有人或车辆跨越区域、路面是否有异常行为(例如是否有人或车、辆徘徊)、路面上的物体是否移出等，并对这些情况进行报警；2)对一些图像进行抓拍，并对车辆号牌进行识别；3)测速功能。本发明的智能交通用的高清智能摄像机，采用智能分析模块和控制处理模块两种模块相结合的结构，通过用两个不同的模块分别实现不同的功能，分工明确，可以使整个智能摄像机的运行处理速度大大提高，并能有效地对视频信息进行处理、计算，从而提高整个智能摄像机的性能。在结构设计上，本发明的高清智能摄像机结构紧凑，板与板之间、模块与模块之间连接紧密，数据传输性能好，且方便工程人员安装调试。尽管已经结合特定的实施例描述了本发明，但是并不是限定于此处描述的特定形式。而是，本发明的范围仅仅由后附的权利要求书限定。在权利要求中，术语“包括”不排除存在其它部件或步骤。此外，尽管各个特征可以包括在不同的权利要求中，但是这些特征 可以被有利地组合，且在不同权利要求中包含的内容不意味着特征的组合是不可行和/或不利的。此外，单个的含义不排除多个。因此，“一个”、等的含义不排除多个。此外，权利要求中的附图标记不应被解释为对本发明的保护范围的限制。以上所述仅是本发明的具体实施方式
，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明精神的前提下，可以作出若干改进、修改、和变形，这些改进、修改、和变形都应视为落在本申请的保护范围内。
权利要求
1.一种智能摄像机，其特征在于，包括 数据采集模块、控制处理模块、和智能分析模块，其中， 所述数据采集模块接收所监测区域的光学信号，并将其转换成视频信息； 所述控制处理模块对来自所述数据采集模块的视频信息进行处理，获得处理后的视频信息； 所述智能分析模块接收来自所述数据采集模块的视频信息，并检测视频信息中是否存在预定的或异常的情况，当检测到存在预定或异常的情况时，发送指令给所述控制处理模块进行抓拍，同时所述智能分析模块进行抓拍、并对抓拍到的图片进行分析和识别，得到识别结果信息，并将所得到的识别结果信息传送给控制处理模块；其中， 所述控制处理模块将所述处理后的视频信息、抓拍到的图片、以及由所述智能分析模 块传送来的识别结果信息输出给监控中心，用于监控人员进行监控。
2.根据权利要求I所述的智能摄像机，其特征在于， 所述控制处理模块包括嵌入式控制处理单元和输出单元，其中， 所述嵌入式控制处理单元用于对来自数据采集单元的视频信息进行格式转换，对格式转换之后的视频信息进行编解码，生成处理后的视频信息；并且接收智能分析模块的指令进行抓拍； 所述输出单元用于将所述嵌入式控制处理单元生成的处理后的视频信息、所抓拍的图片、以及智能分析模块所生成的识别结果信息传送给监控中心。
3.根据权利要求2所述的智能摄像机，其特征在于， 所述嵌入式控制处理单元包括处理单元和抓拍单元， 所述处理单元用于对来自数据采集单元的视频信息进行格式转换，对格式转换之后的视频信息进行编解码，生成处理后的视频信息； 所述抓拍单元用于根据来自智能分析模块的指令进行抓拍。
4.根据权利要求1-3中任何一项所述的智能摄像机，其特征在于， 所述控制处理模块生成的处理后的视频信息包括一路高清视频信息； 所述输出单元包括以太网控制单元，其中所述以太网控制单元用于所述控制处理模块与监控中心之间进行信息传输，其将所述高清视频信息和识别结果信息传送至监控中心。
5.根据权利要求4所述的智能摄像机，其特征在于， 所述控制处理模块生成的处理后的视频信息还包括一路标清视频信息； 所述输出单元还包括视频输出单元，所述视频输出单元将所述标清视频信息传送至监控中心。
6.根据权利要求I所述的智能摄像机，其特征在于， 所述智能分析模块包括数字处理单元， 所述数字处理单元接收来自所述数据采集单元的视频信息，对其进行格式转换，并检测格式转换后的视频信息中是否存在预定的或异常的情况，当发现预定的或异常的情况时，发送指令给嵌入式控制处理单元进行抓拍；同时该数字处理单元对该预定的或异常的情况进行抓拍，且对抓拍的视频信息进行分析、识别，生成识别结果信息并将其传送给所述嵌入式控制处理单元。
7.根据权利要求6所述的智能摄像机，其特征在于，所述数字处理单元包括处理单元、检测单元、抓拍单元、和识别单元，其中， 所述处理单元用于对来自所述数据采集单元的视频信息进行格式转换； 所述检测单元用于检测格式转换后的视频信息中是否存在预定的或异常的情况，当发现预定的或异常的情况时，发送指令给嵌入式控制处理单元的抓拍单元进行抓拍，且发送指令给数字处理单元的抓拍单元进行抓拍； 所述抓拍单元用于根据检测单元的指令进行抓拍； 所述识别单元用于对所述抓拍单元所抓拍的图片进行分析、识别，并将识别结果信息传送给控制处理模块。
8.根据权利要求6或7所述的智能摄像机，其特征在于，还包括 补光灯；· 单片机控制单元，其包括主控单片机；其中， 所述智能分析模块的数字处理单元在发现预定或异常情形出现时，发送指令给所述主控单片机，由所述主控单片机控制所述补光灯曝光。
9.根据权利要求8所述的智能摄像机，其特征在于，还包括 所述单片机控制单元还包括测速单片机，其中， 所述测速单片机基于设置于所监测区域内的触发线圈产生的触发信号，得到车辆的车速，并将车辆的车速传送给智能分析模块的数字处理单元； 所述数字处理单元判断所述车辆的车速是否超速，如果判断为超速，发送指令给主控单片机以控制补光灯曝光，且发送指令给所述嵌入式控制处理单元进行抓拍；同时所述数字处理单元进行抓拍并对所抓拍的图片进行分析、识别，生成识别结果信息，并将所生成的识别结果信息发送给所述嵌入式控制处理单元。
10.根据权利要求I所述的智能摄像机，其特征在于，还包括 所述智能分析模块与控制处理模块同时分别从数据采集模块接收视频信息，或者所述智能分析模块经所述控制处理模块从数据采集模块接收视频信息。
11.根据权利要求I所述的智能摄像机，其特征在于，还包括 电源和对外接口模块，其对智能摄像机的各部件供电并设置有一个或多个连接智能摄像机的机壳外部的设备的接口。
12.—种智能摄像方法，用于对所监测区域的状况进行监测，其特征在于， 获取所监测区域的光学信息，并将其转换成视频信息； 由控制处理模块中的嵌入式控制处理单元和智能分析模块的数字处理单元接收所述视频信息，所述嵌入式控制处理单元对所述视频信息进行处理，输出处理后的视频信息；所述智能分析模块的数字处理单元对所述视频信息进行处理，当发现存在预定或者异常情况时，所述数字处理单元发送指令给嵌入式控制处理单元，由嵌入式控制处理单元进行抓拍；且所述数字处理单元同时进行抓拍并对所抓拍的图片进行分析、识别，生成识别结果信息并将其传送给嵌入式控制处理单元； 所述嵌入式控制处理单元将所述处理后的视频信息、其抓拍的图片、以及所述数字处理单元传送来的识别结果信息传送给监控中心。
13.根据权利要求12所述的智能摄像方法，其特征在于， 所述嵌入式控制处理单元处理后的视频信息包括一路高清视频信息，所述高清视频信息通过网络传送给远程的监控中心。
14.根据权利要求13所述的智能摄像方法，其特征在于， 所述嵌入式控制处理单元处理后的视频信息还包括一路标清视频信息，所述标清视频信息通过电缆传送给远程的监控中心。
全文摘要
本发明提供一种智能摄像机及智能摄像方法，其主要采用双处理器协同工作的方式，使得智能摄像机既可以输出高清和/或标清视频信息，又可以实现对预定或异常情形进行检测、抓拍、和识别，并输出相应的抓拍图片以及识别结果信息，同时由于双处理器协同工作，很大程度地提高了处理速度。本发明的智能摄像机和智能摄像方法可以用于智能交通和安防中，也可以用于其它的可以采用智能摄像机的领域。
文档编号H04N5/225GK102752502SQ20121013246
公开日2012年10月24日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者周国华, 晏峰, 秦绪彬, 范云霞, 褚晓玲, 郑伟光 申请人:北京汉王智通科技有限公司