专利名称：一种基于cmos图像传感器的视频采集装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及图像处理领域，尤其涉及基于电压放大器CMOS图像传感器的视频采集装置。
背景技术：
随着计算机及通信技术的发展，视频图像的采集、处理技术应用愈加广泛。传统的数字图像处理过程通常是通过图像采集卡，将模拟电视信号转换成数字信号，然后由上位机进行软处理，这样不仅不够灵活，处理能力也受到上位机性能和软件算法的限制，由于成像芯片エ艺的改进和数字信号处理器功能的提升，数据量与计算量较大的图像硬件处理成为可能，对采集系统的实时性、标准化、模块化、小型化和独立性也都提出了更高的要求。 在鉄路在线监测领域中，视频监控是ー个重要需求，由于分区亭、开闭所、AT所等场地存放着牵引变压器、动カ变压器、自耦变压器，以及断路器、电流互感器、电压互感器等重要设备，承担着变压、传输和转送的责任，一旦出现人为偸盗、破坏等情况，将给机车旅客生命财产带来不可估量的损失。深夜一般是偷盗等活动最为频繁的时间，于此同时，承担视频监控任务的工作人员由于精力长时间集中，加上人体生物钟的影响，容易出现打瞌睡、注意力不集中等疲劳现象。如果能够对数字图像进行采集，并识别静态图像中的动态目标，就能够及时发现人员活动，提醒监控人员提高注意力，避免此类事件的发生。
发明内容本实用新型的目的提供一种基于CMOS图像传感器的视频采集装置，可采集现场的视频图像，并对图像进行锐化处理、动态识别、压缩处理和传输，并发出告警信号。本实用新型的技术方案为一种基于CMOS图像传感器的视频采集装置，包括摄像机、视频采集解码芯片、图像存储模块、数字信号处理器DSP、复杂可编程逻辑器件CPLD、光电隔离电路、CAN总线接ロ电路、供电模块，其特征在于摄像机与视频采集解码芯片相连，视频采集解码芯片分别与图像存储模块、CPLD相连，DSP分别与CPLD、光电隔离电路相连，CAN总线接ロ电路与光电隔离电路相连，CAN总线接ロ电路与外部数据处理服务器相连，供电模块为本装置内的各器件供电；DSP进行视频图像的锐化处理、动态识别和压缩处理；CPLD控制数据采集过程的时序和视频传输总线的切换；视频采集解码芯片，完成视频信号的模数转换；图像存储模块临时存储采集的视频数据；CAN总线接ロ电路将图像采集数据和动态识别的结果參数反馈给上位机；光电隔离电路用于DSP与CAN总线接ロ电路之间的电气隔离。本实用新型还包括FLASH存储器，FLASH存储器与DSP相连，存储编译后的DSP运行程序。[0014]本实用新型还包括同步动态随机存储器SDRAM，同步动态随机存储器SDRAM与DSP相连，存储DSP计算过程中的大容量临时数据。本实用新型还包括外部时钟电路，外部时钟电路分别与DSP和CPLD相连，为装置的基准时钟。所述的供电模块，采用线性电源芯片，提供IO电压3. 3V，内核电压I. 2V。本实用新型采用拉普拉斯算子对图像进行锐化处理，能够对视频图像进行动态识另IJ，并发出告警信号。本实用新型可采集现场的视频图像，并对图像进行锐化处理、动态识别、压缩处理和传输，并发出告警信号。
图I是本实用新型的硬件结构框图；图2是本实用新型的硬件接ロ图；图3是本实用新型的图像采集流程图；图4是本实用新型的图像动态识别流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型的技术方案作进ー步具体说明。在下面的描述中，给出了某些具体细节以便对本实用新型多个实施例的充分理解。不过，本领域技术人员可知，没有这些细节也能实现本实用新型。在其他情况下，没有详细表示或描述与计算机、传输介质、測量设备、记录设备等设备有关的公知结构，以避免不必要的干扰对本实用新型实施例的描述。除非内容需要，否则在说明书和权利要求书中，词语“包括”及其变化被理解成开方的“包含”的意思，即“包括，但不限干”。如图I所示，本实用新型包括摄像机、视频采集解码芯片、图像存储模块、数字信号处理器DSP、复杂可编程逻辑器件CPLD、光电隔离电路、CAN总线接ロ电路、供电模块、FLASH存储器、同步动态随机存储器SDRAM、外部时钟电路，摄像机与视频采集解码芯片相连，视频采集解码芯片分别与图像存储模块、CPLD相连，DSP分别与CPLD、光电隔离电路相连，CAN总线接ロ电路与光电隔离电路相连，CAN总线接ロ电路与外部数据处理服务器相连，供电模块为本装置内的各器件供电；FLASH存储器、同步动态随机存储器SDRAM均与DSP相连，外部时钟电路分别与DSP和CPLD相连。DSP进行视频图像的锐化处理、动态识别和压缩处理，在本实施例中，所述DSP处理芯片为TI公司生产的TMS320C6713 ；CPLD控制数据采集过程的时序和视频传输总线的切換，在本实施例中，所述CPLD器件为Altera公司生产的EPM9320RC208 ；视频采集解码芯片完成视频信号的模数转换，对模拟图像信号进行模数转换，然后输出标准ITU格式的数据到FIFO存储模块，在本实施例中，所述视频采集解码芯片为PHILIPS公司生产的SAA71113H，该芯片的工作模式的设定和状态读取通过DSP模拟I2C总线操作完成；图像存储模块临时存储采集的视频数据，在图像处理过程中，视频输入转换和图像处理并行进行，当视频输入接ロ在采集ー帧图像的同时，所述DSP对采集到的上ー帧图像进行数据格式转换、动态识别、锐化和压缩处理，当所述视频采集解码芯片处理完ー帧图像数据后，存储至所述图像存储模块中，供DSP读取，在本实施例中，所述图像存储模块包括2片SAMSUNG公司生产的K6T4008C1B芯片，并进行了数据位宽度扩展；与外部数据处理服务器相连的CAN总线接ロ电路，将图像采集数据和动态识别的结果參数反馈给上位机，接收上位机指令，在本实施例中，所述CAN总线接ロ电路的控制芯片为Philips公司生产的PCA82C250 ；与所述DSP和CAN总线接ロ电路相连的光电隔离电路，用于DSP与CAN总线接ロ电路之间的电气隔离，在本实施例中，选用的光电隔离电路的芯片为Avago公司生产的6N137 ；与所述DSP相连的FLASH存储器，存储DSP的编译程序，在本实施例中，所述FLASH存储器为AMD公司生产的AM29LV800B ；与所述DSP相连的SDRAM存储器，存储DSP在运算过程中产生的临时数据，在本实施例中，所述SDRAM存储器为ISSI公司生产的IS42S16400 ；与所述DSP和CPLD相连的外部时钟电路，为装置的基准时钟，在本实施例中，选用的有源晶振为SIHME公司生产的SiT8002，频率50MHz ；装置供电模块，采用线性电源芯片，提供IO电压3. 3V，内核电压I. 2V，在本实施例中，所述线性电源芯片为TI公司生产的TPS54616。如图2所示，装置采集图像的流程为SAA7113H输出标准格式的数字信号VPO [7:0]，水平输出參考信号RSTO，行锁定系统时钟信号LLC，以及垂直输出參考信号和奇偶场信号RSTl ；EPM9320RC208根据RSTO，RSTI, LLC三个信号在内部产生VPO[7:0]的存储地址，并根据LLC上升沿触发产生写使能信号，该写使能信号具有一定延时，以满足FIFO存储器芯片的与时序；EPM9320RC208与2片图像存储模块通过数据总线D [7:0]连接、地址总线A[18:0]连接，读写使能信号线为RE/WE，帧切换信号包括寄存器RDYl和信号线RDY2，根据切换信号与运算的结果进行接ロ转换，具体切換过程为当ー帧图像存入存储器后，RDYl置为高电位；当DSP处理完一帧图像后，RDY2置为高电位，当RDYl和RDY2同时为高电位时，RDYl和RDY2置为低电位，开始新的ー帧图像的采集。如图3所示，DSP从图像存储模块读取ー帧图像数据后，处理流程包括采用拉普拉斯算子进行锐化处理；进行动态图像识别，判断监测场景内是否存在较大的移动物体；采用H. 264压缩算法对图像进行压缩处理。如图4所示，进行动态图像识别的方法包括如下步骤保留一段时间(例如5s)以内采集的若干张图像；将最新获得的图像和一段时间之前采集的图像进行比较，保存两张图像上发生变化的像素点；当发生变化的像素点过多时，将最新获得的图像在小范围平面内四向移动，再重新比较，直至发生变化的像素点最少；、[0044]保存发生变化的像素，把没有发生变化的像素置为白色；采用高通滤波器对上一歩骤处理后的图像进行滤波处理；[0046]对于滤波之后的图像，逐个搜索图像上的像素点，判断某点到其紧邻点的灰度值是否发生了跳变；当发生跳变的像素点数量大于一定值，则认为最新获得的图像变化超过警戒值，可实施告警处理。 最后所应说明的是，以上具体实施方式
仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管參照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.一种基于CMOS图像传感器的视频采集装置，包括摄像机、视频采集解码芯片、图像存储模块、数字信号处理器DSP、复杂可编程逻辑器件CPLD、光电隔离电路、CAN总线接ロ电路、供电模块，其特征在干摄像机与视频采集解码芯片相连，视频采集解码芯片分别与图像存储模块、CPLD相连，DSP分别与CPLD、光电隔离电路相连，CAN总线接ロ电路与光电隔离电路相连，CAN总线接ロ电路与外部数据处理服务器相连，供电模块为本装置内的各器件供电。
2.根据权利要求I所述的基于CMOS图像传感器的视频采集装置，其特征在于还包括FLASH存储器，FLASH存储器与DSP相连。
3.根据权利要求I所述的基于CMOS图像传感器的视频采集装置，其特征在于还包括同步动态随机存储器SDRAM，同步动态随机存储器SDRAM与DSP相连。
4.根据权利要求I所述的基于CMOS图像传感器的视频采集装置，其特征在于还包括外部时钟电路，外部时钟电路分别与DSP和CPLD相连。
5.根据权利要求1-4之一所述的基于CMOS图像传感器的视频采集装置，其特征在于所述的供电模块，采用线性电源芯片，提供IO电压3. 3V，内核电压I. 2V。
专利摘要本实用新型提供了一种基于CMOS图像传感器的视频采集装置，包括摄像机、视频采集解码芯片、图像存储模块、数字信号处理器DSP、复杂可编程逻辑器件CPLD、光电隔离电路、CAN总线接口电路、供电模块，其特征在于摄像机与视频采集解码芯片相连，视频采集解码芯片分别与图像存储模块、CPLD相连，DSP分别与CPLD、光电隔离电路相连，CAN总线接口电路与光电隔离电路相连，CAN总线接口电路与外部数据处理服务器相连，供电模块为本装置内的各器件供电。本实用新型可采集现场的视频图像，并对图像进行锐化处理、动态识别、压缩处理和传输，并发出告警信号。
文档编号H04N5/225GK202435526SQ20122001007
公开日2012年9月12日 申请日期2012年1月10日 优先权日2012年1月10日
发明者张崇文, 陈正全 申请人:武汉英康铁路电气设备工程有限公司