多目摄像机及其帧同步的方法与流程

本发明涉及多目摄像机技术领域，尤其涉及一种多目摄像机及其帧同步的方法。

背景技术：

随着视频技术的不断进步，视频应用越来越广泛，人们对视频的要求也越来越高。多目摄像机也在需求的推动下渐显市场。所谓多目摄像机，就是前端使用多个图像传感器，后端使用图像处理技术把多个图像传感器的图像组合成一幅完整的图像的设备。

目前的多目摄像机包含多个图像传感器，每个传感器对应一个独立的编码芯片，编码芯片对图像传感器采集到的视频进行独立编码，然后通过网络将编码数据发送到网络，网络上的主机使用图像拼接技术把多个图像拼接成一幅完整的图像，称之为全景图像。但由于视频画面来自不同的图像传感器，各个图像传感器采集视频的步调不一致，这就会使各个图像传感器难以在同一时间点同步采集视频，最终导致在图像所呈现的画面空间上相差甚大，另外，采集之后又不是采用同一个芯片进行编码，更加剧了不同步现象，这个现象在高速剧烈变化的场景下表现得尤为明显。比如，一辆高速行进的汽车从多目摄像机下面开过，依次在各个图像传感器下面经过，其中一个图像传感器准确采集到了汽车图像，之后出现在相邻的图像传感器下方的区域，但是此图像传感器可能正处在采集的间隙，导致此图像传感器并没有采集到汽车图像或者仅仅采集一部分汽车图像，后续经过一序列的处理，最终将各个图像传感器采集到的图像拼接成完整的一副图像，如此连续采集并处理，最终形成连续的视频画面，人眼直接观看的视频画面可能就是汽车运动轨迹不连续，即汽车从全景图像中的某一区域出现了，过了一段时间才在另外一块区域出现，也可能是出现一部分汽车图像的奇怪现象，这个时间可能很短，但是还是可以被察觉，这一问题被称为帧同步问题。

因为采集本身就不同步，这决定了后期不论如何处理，都做不到同步。若采用时间戳进行同步，在视频编码之后进行处理，同时编码处理又是在多个独立的编码芯片上进行，各个编码芯片有着各自的时钟，并不完全一致，因此处理的基准不一致，很难做到精准的同步效果，导致现有的多目摄像机难以解决帧同步的问题。

技术实现要素：

为此，本发明所要解决的技术问题是：提供一种多目摄像机及其帧同步的方法，以解决多目摄像机帧同步的问题，使得多目摄像机达到了真正的帧同步。

于是，本发明提供了一种多目摄像机，包括至少两个图像传感器和与之各自对应的数据发送端、一个电源、一个晶振、一个数据接收端和一个主控芯片，每个图像传感器和与之对应的数据发送端为一摄像单元，每个摄像单元共用一个电源和一个晶振，摄像单元将采集到的图像数据通过数据接收端发送给主控芯片进行处理。

其中，所述主控芯片控制摄像单元同时上电。

所述主控芯片为Hi3531芯片。

所述图像传感器为同一厂家同一型号图像传感器。

本发明还提供了一种多目摄像机的帧同步的方法，包括至少两个图像传感器和与之各自对应的数据发送端，每个图像传感器和与之对应的数据发送端为一摄像单元，该方法包括：

每个摄像单元共用一个电源和一个晶振；

摄像单元将采集到的图像数据通过数据接收端发送给主控芯片进行处理。

上述方法还包括：所述主控芯片控制摄像单元同时上电。

其中，所述主控芯片为Hi3531芯片。

本发明所述多目摄像机及其帧同步的方法，通过将每个摄像单元共用一个电源和一个晶振，有效保证了每个摄像单元工作时钟的同步，以获得同步效果好的全景图像，克服了背景技术中所述多目摄像机帧不同步的问题，使得多目摄像机达到了真正的帧同步。

附图说明

图1为本发明实施例所述多目摄像机的结构示意图。

具体实施方式

下面，结合附图对本发明进行详细描述。

如图1所示，本实施例提供了一种多目摄像机，包括至少两个图像传感器和与之各自对应的数据发送端、一个电源、一个晶振、一个数据接收端和一个主控芯片，每个图像传感器和与之对应的数据发送端为一摄像单元，每个摄像单元共用一个电源和一个晶振，摄像单元将采集到的图像数据通过数据接收端发送给主控芯片进行处理。

其中，主控芯片控制摄像单元同时上电。所述主控芯片为Hi3531芯片。

具体的，本实施例中采用同一厂家、同一型号规格的图像传感器。虽然这仍然难以保证图像传感器性能指标完全一致，但是差别不大，可以近似认为一致。各个图像传感器由一个统一的外部晶振驱动，其目的是在同一个晶振驱动的情况下，各个图像传感器工作时钟完全一致，因此可以统一动作。如果多个图像传感器则由多个外部晶振来驱动，因为晶振制作工艺的原因，即使晶振来自同一厂家，晶振规格完全相同，晶振频率也难以完全一样。

此外，为了保证各个图像传感器同时上电，每个摄像单元共用一个电源和一个晶振。

各个图像传感器通过传输通道统一汇集到一个编码主控芯片上，由同一个主控芯片对各个图像进行统一编码。理论上应该对采集到的图像进行拼接处理，拼接成一份全景图像，然后对全景图像进行编码，这样的同步效果最好，但是因为拼接处理会消耗大量的硬件资源，目前没有性能如此强大的芯片或者芯片价格甚高，因此本实施例中采用同一个主控芯片对各个图像采集到的图像分别进行编码，虽然主控芯片是按顺序对各个图像进行编码，但是由于是硬件直接进行编码，其处理速度很快，同时由于采用了同一个主控芯片，因此这些视频帧拥有相同的时间戳基准，总有一个时间点，各个视频帧拥有非常相近的时间戳，找到这个时间点之后，将之前的视频帧丢弃，之后的视频帧就可以认为都是同步的了。这个时间点称之为同步点。

摄像单元中的数据发送端，负责将图像传感器采集到的图像数据发送出去；数据接收端，接收数据发送端发送过来的数据，并汇集到主控芯片。

当给多目摄像机上电之后，主控芯片首先进行自身的初始化，之后对数字接收端进行初始化，一切准备就绪之后，启动晶振，给模拟摄像机提供驱动，再给四路摄像机模块同时上电。至此，多目摄像机上电完成，之后进行正常的图像处理流程。数据发送端将图像传感器采集的图像数据发送给数据接收端，数据接收端将接收到的各路图像数据通过一定的时序交给主控芯片，主控芯片对接收到的数据进行统一编码，并在编码后，对各路视频帧按照时间戳进行处理，找到同步点，丢弃同步点之前的视频帧，然后将这些同步的帧发送到网络上。另外，主控芯片还控制各路图像传感器同时上电。

使用上述多目摄像机，本实施例还提供了一种多目摄像机的帧同步的方法，该方法包括：

每个摄像单元共用一个电源和一个晶振；

摄像单元将采集到的图像数据通过数据接收端发送给主控芯片进行处理。

上述方法是一种在多目摄像机里面实现帧同步的方法，该方法利用同一电源给所有图像传感器进行供电，控制同时上电，之后采用同一晶振驱动图像传感器进行图像采集，最后采用同一编码芯片对采集到的图像进行编码，并按照时间戳对视频帧进行同步处理，以达到精准的帧同步。

综上所述，本实施例所述多目摄像机及其帧同步的方法，通过将每个摄像单元共用一个电源和一个晶振，有效保证了每个摄像单元工作时钟的同步，以获得同步效果好的全景图像，克服了背景技术中所述多目摄像机帧不同步的问题，使得多目摄像机达到了真正的帧同步。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。