專利名稱：一種光纖監控攝像機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種視頻監控裝置，特別涉及一種光纖監控攝像機。
背景技術：
隨著人們對視頻監控需求指標的提高，在很多廣場、商場、車站、銀行或者地下停車場等地方，需要布置一些監控攝像頭，而現有的監控技術主要是基于USB 口、以太網口或者無線傳輸等技術，傳輸帶寬已經明顯受限，最高速度在IOOMbps以下，無法傳輸高清高幀的圖像，當人們要調看監控記錄時候，總是無法清晰看見現場的細節信息，如犯罪嫌疑人的面部特征，汽車的車牌號等。現在市場上的攝像機都是圖像采集系統采集到圖像后，通過傳輸鏈路將圖像傳輸到監控中心的顯示屏上，有專門人員負責觀察被監控區域的信息，當監控中心人員離開時， 監控區域就無法自動識別各種復雜信息，智能化程度較低，對人的依賴性較高，對于突發事件，需要有時調看視頻，無法實時在線的對突發事件進行報警。在設計過程中，本人發現很多攝像頭都是固定監控一個區域，存在監控死角情況， 無法對監控場景中的人物進行跟蹤，因此需要架設多個攝像頭，這樣不僅增加了成本，而且也增加了鋪設線路的復雜度，大大限制了監控攝像機的推廣和應用。
發明內容本實用新型是針對視頻監控無法傳輸高清圖像及監控智能化程度低的問題，提出了一種光纖監控攝像機，解決傳統低速傳輸媒介無法滿足高清高幀智能視頻監控的問題。本實用新型的技術方案為一種光纖監控攝像機，包括視頻采集模塊、視頻處理模塊、2個光纖接口模塊、PCIE接口模塊、高速存儲模塊、視頻監控中心和旋轉云臺模塊，旋轉云臺模塊由旋轉云臺和主控器構成，監控攝像機模塊安裝在旋轉云臺模塊上，攝像頭固定在旋轉云臺上，視頻監控中心將旋轉的角度和方向信號，通過RS485通信模塊發送到主控制器，主控制器驅動旋轉云臺轉動，視頻采集模塊接收到視頻監控中心的指令后，采集攝像信號送視頻處理模塊進行處理，處理后送第一光纖接口模塊將視頻信息變光信號送出， 通過光纖遠距離傳輸后，第二光纖接口模塊接收并將光信號變換為數字視頻信息，傳送到 PCIE接口模塊，存儲到高速存儲模塊中，并在視頻監控中心進行顯示。所述視頻處理模塊采用高速的FPGA作為主控器件。所述光纖接口模塊，將高速 FPGA處理后的視頻或者指令并行數字信息流通過8b/10b編碼轉換成串行數字信息流，通過高速SFP模塊，按照光纖通信協議將數字信號變為光信號遠傳到PCIE接口模塊上。本實用新型的有益效果在于本實用新型光纖智能監控攝像機，解決了目前視頻監控領域中遇到的難題，采用PCIE接口和光纖傳輸媒介，使高清高幀視頻傳輸成為可能， 在商場和大型廣場監控領域，使監控視頻可以看清很多視頻中人物的細節信息，而不是僅僅只能看到輪廓。采用高速FPGA作為主控器件，可以嵌入的多種圖像處理算法，不僅可以用于智能監控，還可以用于教學科研等。采用旋轉云臺，使一臺攝像機可以監控更大的區域，帶有的動態人物跟蹤算法，能夠捕捉畫面中人物的一舉一動。本設計為下一代視頻監控提供了一種發展平臺。
圖1為本實用新型光纖智能監控攝像機結構框圖。
具體實施方式
如圖1所示光纖智能監控攝像機結構框圖，包括視頻采集模塊101、視頻處理模塊 102、光纖接口模塊103、104、PCIE接口模塊105、高速存儲模塊106、視頻監控中心107、旋轉云臺模塊108。視頻采集模塊101接收到視頻監控中心107的指令后，按照設置好的工作狀態采集視頻，然后視頻處理模塊102將視頻采集模塊101的采集到的視頻信息進行處理， 包括邊緣銳化和圖像增強等操作。這些圖像處理算法已經放在視頻處理模塊102中，通過視頻監控中心107對工作模式進行設置，處理后的視頻信息經過高速串并轉換器之后，變換為光信號，由光纖接口模塊103發送出去，通過光纖遠距離傳輸后，按照光纖通信協議， 在接收端光纖接口模塊104將接光信號變換為數字視頻信息，傳送到PCIE接口模塊105，存儲到高速存儲模塊106中，并在視頻監控中心107進行顯示。當需要設置攝像頭的工作模式時，視頻監控中心107發出模式指令，經PCIE接口模塊105發送到光纖接口模塊104，通過光纖傳輸到光纖接口模塊103，按照光纖通信協議， 接收到模式設置指令，通過視頻處理模塊102設置視頻采集模塊101的各項工作參數。同時視頻監控中心107帶有RS485通信口，能夠直接對旋轉云臺模塊108發送指令信息，旋轉云臺模塊接收到RS485通信口的數據之后，將按照視頻監控中心107的指令信息，旋轉攝像頭一定角度，或者進入自動視頻監控狀態。所述的旋轉云臺模塊108，由旋轉云臺和主控器構成，攝像頭固定在旋轉云臺上， 旋轉云臺由一個高精度步進電機控制，可以360°旋轉，跟蹤監控視場內的動態人物，旋轉角度由主控器來控制，主控制器上帶有RS485接口，通過計算機遠程設置旋轉角度，進行自動動態人物跟蹤和人工控制旋轉兩種方式。控制信息由視頻監控中心107發出，通過RS485 通信模塊發送到主控制器上。具體控制方式分兩種，一種是人工控制旋轉，另一種是全自動跟蹤。人工控制旋轉，有視頻監控中心107手動發送旋轉的角度和方向；全自動跟蹤控制方式，視頻信息在監控中心的計算機上首先和靜態圖像做比較，發現有動態人物進入場景，根據人物運動方向自動跟蹤定位。由此可見，本設計的實施能夠解決目前視頻監控領域傳輸帶寬低、幀率小、圖像不清晰和不智能等問題。為高端智能視頻監控領域提供了一種實施方法。所有在本設計提及的范圍內，做類似修改或者替換的都屬于本設計保護范圍。視頻采集模塊101，用于采集監控區域的視頻圖像信息；視頻處理模塊102，以獲得高質量的畫面；光纖接口模塊103、104，用于傳輸視頻信息和控制指令；PCIE接口模塊 105，用于將光纖收發到的數據傳輸到計算機上；高速存儲模塊106，用于對高速視頻流進行存儲；旋轉云臺模塊108，用于對監控區360°方向監控；所述的視頻采集模塊101采用高速高幀的圖像CMOS圖像傳感器，實時輸出60fps 以上的圖像，每幅圖像的分辨率在1280*720P以上，符合高清標準，直接輸出圖像像素值，無任何壓縮，方便實現后端圖像處理，支持滾動電子快門曝光、全局同步曝光和編碼曝光等快門曝光方式，外置快門控制接口可以實時在線控制視頻幀率；所述的視頻處理模塊102采用高速的FPGA作為主控器件，內嵌的嵌入式算法可以實現對圖像各種處理，包括圖像濾波、圖像去噪、圖像增強、邊緣提取、車牌號辨認、人臉識別和圖像相似度分析等，用戶可以通過計算機對攝像機進行工作模式進行設置。所述的光纖接口模塊103、104，將高速FPGA處理后的視頻或者指令并行數字信息流通過8b/10b編碼轉換成串行數字信息流，通過高速SFP模塊，按照光纖通信協議將數字信號變為光信號遠傳到PCIE接口模塊上。所述的PCIE接口模塊105，由光接收模塊和PCIE接口卡構成，光接收模塊按照光纖通信協議接收圖像采集模塊傳輸來的視頻或者指令信息，通過PCIE高速接口上傳到計算機系統上，其中PCIE接口包括PCIE-1X、PCIE-4X、PCIE-8X和PCIE-16X，所有同類設計方案都屬于本模塊的范疇。所述的高速儲存模塊106，由高速存儲介質構成，視頻流的最大速度為lGbps，存儲介質包括高速固態硬盤、Ultral60 SCSI標準接口磁盤陣列、Ultra320 SCSI標準接口磁盤陣列和RAID卡等，讀寫速度都在IGbps以上，用于存儲高速視頻流。
權利要求1.一種光纖監控攝像機，其特征在于，包括視頻采集模塊、視頻處理模塊、2個光纖接口模塊、PCIE接口模塊、高速存儲模塊、視頻監控中心和旋轉云臺模塊，旋轉云臺模塊由旋轉云臺和主控器構成，監控攝像機模塊安裝在旋轉云臺模塊上，攝像頭固定在旋轉云臺上， 視頻監控中心將旋轉的角度和方向信號，通過RS485通信模塊發送到主控制器，主控制器驅動旋轉云臺轉動，視頻采集模塊接收到視頻監控中心的指令后，采集攝像信號送視頻處理模塊進行處理，處理后送第一光纖接口模塊將視頻信息變光信號送出，通過光纖遠距離傳輸后，第二光纖接口模塊接收并將光信號變換為數字視頻信息，傳送到PCIE接口模塊， 存儲到高速存儲模塊中，并在視頻監控中心進行顯示。
2.根據權利要求1所述光纖監控攝像機，其特征在于，所述視頻處理模塊采用高速的 FPGA作為主控器件。
3.根據權利要求2所述光纖監控攝像機，其特征在于，所述光纖接口模塊，將高速FPGA 處理后的視頻或者指令并行數字信息流通過8b/10b編碼轉換成串行數字信息流，通過高速SFP模塊，按照光纖通信協議將數字信號變為光信號遠傳到PCIE接口模塊上。
專利摘要本實用新型涉及一種光纖監控攝像機，視頻監控中心控制架有攝像頭的旋轉云臺旋轉，視頻采集模塊接收到視頻監控中心的指令后，采集攝像信號送視頻處理模塊進行處理，處理后送第一光纖接口模塊將視頻信息變光信號送出，通過光纖遠距離傳輸后，第二光纖接口模塊接收并將光信號變換為數字視頻信息，傳送到PCIE接口模塊，存儲到高速存儲模塊中，并在視頻監控中心進行顯示。解決傳統低速傳輸媒介無法滿足高清高幀智能視頻監控的問題。本實用新型采用高速FPGA作為主控器件，可以嵌入的多種圖像處理算法，360°旋轉云臺可以使攝像頭任意旋轉，用來動態跟蹤監控區域的人物，為下一代視頻監控提供了一種發展平臺。
文檔編號H04B10/12GK201986034SQ201120084420
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月28日 優先權日2011年3月28日
發明者王芳, 謝小飛 申請人:上海理工大學