專利名稱：電子云臺智能視頻監控系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于安全防范監控系統領域，尤其是一種電子云臺智能視頻監控 系統。
背景技術：
隨著社會經濟和電子技術的快速發展，以及人們安全意識地增強，安防 監控市場也進入了高速發展階段，監控市場領域范圍也在不斷擴大。隨著國 家"安全城市計劃"的實施，除政府部門、金融、和電信行業等傳統的主要 應用場所外，火車站，賓館、各休閑娛樂場所、旅游景點、廣場，街道、各 公司及個人住宅也成為安全監控系統的主要應用場所。普通監控系統前端由 攝像機及機械轉動云臺兩部分組成，通過機械云臺來控制攝像機轉動，對監 控場所內不同區域進行監控，可實現預置位掃描、守望、線掃、巡航、尋跡、隱私遮擋等功能。單個普通監控系統前端不能實現同時監控整個場所180度 視角的范圍，需要多個同樣的監控裝置才能完成全景監控。近年來，魚眼鏡頭和CM0S、 CCD傳感器技術快速發展，已成功應用于照 相機和攝像機。魚眼鏡頭的可視角度最大可以超過180度，故使用一個魚眼 鏡頭就可拍攝鏡頭周圍的180度全景。但得到的魚眼圖像與真實圖像相比會 有嚴重的變形，需要用算法對變形的魚眼圖像進行校正，重建真實圖像。同 時，CM0S、 CCD傳感器技術不斷創新發展，像素數，照度，等性能指標不斷提 升，信噪比和抗干擾性顯著增強，為視頻監控的創新發展提供了技術支持。利用魚眼鏡頭可以同時拍攝大于180度全景圖像的功能，可通過軟件對 所得圖像進行處理，實現普通機械云臺攝像機的全部功能而不再需要機械云 臺和攝像機，且可對監控場所進行同一時刻的全景監控。隨著數字信號處理技術的快速發展，視頻監控已不滿足于一般的被動監 控功能，需要開發運動檢測、跟蹤等智能監控功能。綜合以上技術背景分析，可開發出一種新的電子云臺智能視頻監控系統， 在降低成本的同時不但可完成常規機械云臺與攝像機所能完成的所有功能， 且在某些性能指標上達到機械云臺攝像機所無法達到的效果。發明內容本發明的目的是克服現有技術的不足之處，提供一種電子云臺智能視頻 監控系統，本監控系統具有成本低、結構簡單、功能設置靈活、預置位精度 高、響應速度快、無機械磨損等特點，且可有效彌補普通機械云臺攝像機的 不足。本發明解決其技術問題是采取以下技術方案實現的一種電子云臺視頻監控系統，包括視頻采集板、視頻圖像處理板、接口 板、護罩四部分，其特征在于視頻采集板由魚眼鏡頭、圖像傳感器構成， 視頻圖像處理板由雙DSP芯片、D/A視頻輸出模塊、串口通信模塊構成，視頻 采集板、視頻圖像處理板、接口板均安裝在護罩內。而且，所述的視頻采集板的圖像傳感器選用CMOS或CCD。而且，視頻采集板、視頻圖像處理板及接口板的連接關系是視頻采集 板、視頻圖像處理板及接口板的連接關系是視頻采集板通過CMOS圖像傳感 器將魚眼鏡頭獲取的180度全景圖像轉換成數字電信號，再將轉換后的數字 電信號通過視頻圖像處理板上的兩個DSP芯片的VP1 口分別輸入到DSP芯片 內進行處理，DSP芯片還連接有外部擴展存儲器件FLASH、 SDRAM及EEPR0M芯 片，兩個DSP芯片間通過EMIF與HPI接口進行通信，經DSP處理后的數字視 頻信號最后通過D/A轉換芯片轉換為模擬視頻信號并通過接口板輸出；連接 到DSP芯片的UART為串口通信模塊，用以實現外部控制設備對所述電子云臺 監控裝置的控制。而且，所述的C0MS圖像傳感器型號為MT9T001， DSP數字信號處理器型 號為TMS320DM642，D/A轉換芯片型號為SAA7121 ， FLASH芯片型號為S29GL032， SDRAM型號為MT48LC4M32B， EEPROM型號為24WC256, UART芯片型號為MAX3160。本發明的優點和積極效果是1. 本發明利用魚眼鏡頭、圖像傳感器和數字信號處理技術實現了常規的 攝像機加機械云臺的高速球等相關監控設備的全部功能，并通過利用雙DSP 處理能力和任務的合理分配實現了視頻監控中的運動偵測和智能跟蹤功能。2. 本發明的電子云臺智能視頻監控系統與常用的攝像機加機械云臺組成 的高速球等相關監控設備相比，具有成本低，結構簡單的特點，可同時顯示 監控區域內的180度全景圖像，可完成常規機械云臺攝像機的所有監控功能， 可通過畫面切割功能同時顯示全景圖像和放大的局部圖像，預置位精度達 100%，無機械轉動噪聲，遠距離預置位調回速度快(40ms內即可完成)，適用 于火車站、展廳、銀行、會議大廳等室內吊頂和壁裝方式。
圖1是本發明硬件系統構成方框圖； 圖2是本發明主要電路結構示意圖； 圖3是本發明軟件功能模塊連接示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本發明實施例做進一步詳述；本實施例是說明性的，而 不是限定性的，不能根據以下實施例來限定本發明的保護范圍。
以下具體實施方式
介紹中，以圖像傳感器選用CMOS為例。 本電子云臺視頻監控系統的硬件系統結構如圖1所示。硬件系統結構包 括視頻采集板、視頻圖像處理板、接口板、護罩四三部分，其中視頻采集 板由魚眼鏡頭、CMOS圖像傳感器及外圍電路組成，用以獲取180度全景視頻 圖像；視頻圖像處理板由兩片DSP(Digital signal processor)芯片及各自的 外圍電路、D/A視頻輸出模塊、UART串口通信模塊組成。接口板主要提供視 頻信號、電源信號及串口控制信號的接口，上述電路均安裝在護罩內。 本電子云臺視頻監控系統的主要電路結構如圖2所示。 CMOS圖像傳感器將魚眼鏡頭獲取的180度全景圖像轉換成數字電信號， 再通過兩個DSP芯片的VP1 口分別輸入到DSP芯片內進行處理；兩個DSP為 視頻信號處理的核心芯片，兩個DSP芯片按分配的任務及電路連接區分為主 DSP和從DSP， FLASH、 SDRAM及EEPROM芯片均為DSP芯片的外部擴展存儲器 件，兩個DSP芯片間通過EMIF與HPI接口進行通信，通信速度高達上200MB/S， 保證主從DSP間的快速數據傳遞；RTC為實時時鐘電路模塊；經DSP處理后 的數字視頻信號最后通過D/A轉換芯片轉換為模擬視頻信號輸出；UART為串 口通信模塊，用以實現外部控制設備(例如控制鍵盤)對所述電子云臺監 控裝置的控制。所述電子云臺監控裝置的軟件功能模塊如圖3所示。 通過雙DSP視頻圖像處理板實現了以下功能(1).對圖像進行自動增益、 自動白平衡等預處理，改善圖像質量。(2).對變形的魚眼圖像進行校正處理， 將變形的180度全景圖象還原成正常真實圖像。(3).通過軟件編程實現普通 機械云臺攝像機的全部功能，包括中英文菜單功能、預置位掃描、守望、線 掃、巡航、尋跡、隱私遮擋、畫面切割顯示等功能。(4).通過軟件實現智能 監控功能，對全景范圍內的運動物體進行運動檢測、智能跟蹤。可添加報警 功能。可在同一顯示器上通過畫面切割同時顯示180度全景圖像和放大的局 部圖像。兩片DSP處理芯片的任務劃分如下從DSP負責對圖像進行自動增益、 自動白平衡等預處理調整參數的計算、及運動檢測功能的實現。從DSP將計 算得到的參數通過HPI接口傳給主DSP。主DSP負責對變形的魚眼圖像進行 校正，還原為真實圖像；主DSP根據從DSP提供的自動增益及白平衡調整參 數對圖像進行調整，改善圖像質量；主DSP根據需要確定進行運動檢測的場 景范圍，并將該范圍參數傳給從DSP;從DSP進行運動檢測，并將檢測結果參 數傳給主DSP，主DSP對運動目標進行跟蹤顯示；主DSP負責實現菜單功能、 預置位掃描、守望、線掃、巡航、尋跡、隱私遮擋、畫面切割顯示等功能。從DSP的自動增益、自動白平衡預處理過程，是用來對圖像的亮度、色
度、及色溫進行調節，以得到理想的圖像質量。從DSP將預處理計算得到的 上述參數通過HPI通信端口傳給主DSP，主DSP根據該參數對圖象進行調整。 主DSP對魚眼圖像的校正，是指通過正確的算法將變形后的圖像還原成 真實圖像。從DSP的運動檢測功能是通過對相鄰偵圖像的對比檢測出運動物體的中 心位置及大小，并將該檢測結果數據通過HPI接口傳給主DSP。主DSP對運動目標的跟蹤是根據從DSP提供的關于運動物體的中心位置 及大小等相關參數對運動物體進行跟蹤顯示。主DSP的菜單功能、預置位掃描、守望、線掃，巡航、尋跡、隱私遮擋、 畫面切割顯示等功能通過軟件編程實現。通過菜單控制，對監控模式及畫面 顯示模式進行設定。該監控模式包括運動偵測、跟蹤、預置位掃描、守望、 線掃，巡航、尋跡、隱私遮擋等。該顯示模式包括全景顯示、局部放大顯示、 四畫面切割顯示，其中四畫面切割顯示中可同時顯示全景圖像和局部圖像。本發明具體實施中，選用的COMS圖像傳感器型號為MT9T001， DSP數字 信號處理器型號為TMS320DM642， D/A轉換芯片型號為SAA7121, FLASH芯片 型號為S29GL032， SDRAM型號為MT48LC4M32B， EEPROM型號為24WC256, UART 芯片型號為區X3160。本發明的工作原理為魚眼鏡頭的可視角度最大超過180度，僅使用一個魚眼鏡頭即可獲取其 周圍180度視角范圍內的全景圖像；再由圖像傳感器芯片將魚眼鏡頭獲取的 圖像轉變為電信號，最后將圖像傳感器芯片輸出的數字視頻信號輸入DSP芯 片，在DSP芯片內，通過自動增益、自動白平衡等預處理改善圖像質量。由 于所獲取的全景圖像較真實圖像發生很大變形，故通過軟件算法對變形圖像 進行校正，還原為真實圖像；利用所獲取的全景圖像可由軟件控制來實現預 置位掃描、守望、線掃、巡航、尋跡、隱私遮擋等功能，不需要機械轉動即 可通過畫面切割同時顯示全景圖像和放大的局部圖像，響應速度快，手動最 大速度為300度/秒，40ms內即可完成遠距離預置位調用，利用DSP強大的數 字信號處理能力完成監控區域內的運動檢測和智能跟蹤。
權利要求
1.一種電子云臺視頻監控系統，包括視頻采集板、視頻圖像處理板、接口板、護罩四部分，其特征在于視頻采集板由魚眼鏡頭、圖像傳感器構成，視頻圖像處理板由雙DSP芯片、D/A視頻輸出模塊、串口通信模塊構成，視頻采集板、視頻圖像處理板、接口板均安裝在護罩內。
2. 根據權利要求1所述的電子云臺視頻監控系統，其特征在于所述的 視頻采集板的圖像傳感器選用CMOS或CCD。
3. 根據權利要求1所述的電子云臺視頻監控系統，其特征在于視頻采 集板、視頻圖像處理板及接口板的連接關系是視頻采集板通過CMOS圖像傳 感器將魚眼鏡頭獲取的180度全景圖像轉換成數字電信號，再將轉換后的數 字電信號通過視頻圖像處理板上的兩個DSP芯片的VP1 口分別輸入到DSP芯 片內進行處理，DSP芯片還連接有外部擴展存儲器件FLASH、 SDRAM及EEPR0M 芯片，兩個DSP芯片間通過EMIF與HPI接口進行通信，經DSP處理后的數字 視頻信號最后通過D/A轉換芯片轉換為模擬視頻信號并通過接口板輸出；連 接到DSP芯片的UART為串口通信模塊，用以實現外部控制設備對所述電子云 臺監控裝置的控制。
4. 根據權利要求3所述的電子云臺視頻監控系統，其特征在于所述的 C0MS圖像傳感器型號為MT9T001， DSP數字信號處理器型號為TMS320DM642， D/A轉換芯片型號為SAA7121, FLASH芯片型號為S29GL032， SDRAM型號為 MT48LC4M32B， EEPROM型號為24WC256， UART芯片型號為MAX3160。
全文摘要
本發明涉及一種電子云臺視頻監控系統，包括視頻采集板、視頻圖像處理板、接口板、護罩四部分。視頻采集板由魚眼鏡頭、CMOS(或CCD)圖像傳感器及外圍電路組成，用以獲取180度全景視頻圖像；視頻圖像處理板由雙DSP芯片及外圍電路、D/A視頻輸出模塊、串口通信模塊組成；接口板實現視頻信號線、電源線、串口控制線的對外輸出。本發明的電子云臺智能視頻監控系統與常用的機械云臺加攝像機組成的高速球等相關監控設備相比，具有成本低，結構簡單的特點，可同時顯示監控區域內的180度全景圖像，可完成常規機械云臺攝像機的所有監控功能，可通過畫面切割功能同時顯示全景圖像和放大的局部圖像，預置位精度達100％，無機械轉動噪聲，遠距離預置位調回速度快，適用于火車站、展廳、銀行、會議大廳等室內吊頂和壁裝方式。
文檔編號H04N7/18GK101159852SQ20071006008
公開日2008年4月9日 申請日期2007年10月31日 優先權日2007年10月31日
發明者李素玲 申請人:天津市亞安科技電子有限公司