專利名稱：幀轉(zhuǎn)換器和轉(zhuǎn)換方法以及數(shù)字攝像機與監(jiān)視系統(tǒng)的制作方法
本申請是申請?zhí)枮?0108222.1、申請日為2000年4月30日、名稱為“幀轉(zhuǎn)換器和轉(zhuǎn)換方法以及數(shù)字攝像機與監(jiān)視系統(tǒng)”的申請的分案申請。
本發(fā)明涉及一種幀轉(zhuǎn)換器和轉(zhuǎn)換方法，例如在來自監(jiān)視系統(tǒng)的多個攝像機的圖像的幀被轉(zhuǎn)換的同時，高效率地記錄與再現(xiàn)圖像信號的幀轉(zhuǎn)換器和轉(zhuǎn)換方法，還涉及數(shù)字攝像機和使用所述幀轉(zhuǎn)換器的監(jiān)視系統(tǒng)。
近年來，監(jiān)視系統(tǒng)獲得了廣泛地使用，其中由數(shù)字攝像機攝取運動的或靜止的圖像，來自攝像機的數(shù)據(jù)利用記錄/再現(xiàn)設備進行處理和記錄，并且所述數(shù)據(jù)由再現(xiàn)設備處理、存儲和再現(xiàn)。具有一種常規(guī)的監(jiān)視系統(tǒng)，其中來自多個數(shù)字攝像機的圖像信號被傳遞給記錄/再現(xiàn)設備，例如圖8和圖9所示。
圖8所示的監(jiān)視系統(tǒng)使用多個模擬攝像機A，B，C，D。來自這些攝像機A-D的圖像信號由監(jiān)視系統(tǒng)1接收，并由提供在監(jiān)視系統(tǒng)1內(nèi)的開關(guān)2以一定的時間間隔按順序轉(zhuǎn)換，并被存儲在存儲單元3中。
圖9表示來自攝像機A-D的輸出和從監(jiān)視系統(tǒng)1向存儲單元3的輸出。作為模擬攝像機的每個攝像機A-D以一定的時間間隔(例如1/30秒)產(chǎn)生一個幀單元的圖像信號。因此，當開關(guān)2以這些時間間隔依次轉(zhuǎn)換攝像機A-D時便從所有不同的攝像機向存儲單元發(fā)出幀，如圖9所示。
不過，當使用數(shù)字攝像機代替這些模擬攝像機產(chǎn)生MPEG輸出以便記錄來自攝像機的圖像信號時，來自攝像機的幀不能自由地被轉(zhuǎn)換，這是因為MPEG包括P幀和依賴于其它幀的B幀。
因而，本發(fā)明的目的在于提供一種幀轉(zhuǎn)換器和轉(zhuǎn)換方法，用于在數(shù)字監(jiān)視系統(tǒng)中轉(zhuǎn)換MPEG形式的幀，并提供一種數(shù)字攝像機和使用這種轉(zhuǎn)換器的監(jiān)視系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種幀轉(zhuǎn)換器和轉(zhuǎn)換方法，用于在來自多個攝像機的圖像的幀被轉(zhuǎn)換的同時以高效率記錄和再現(xiàn)圖像信號，并提供一種攝像機和使用所述轉(zhuǎn)換器的監(jiān)視系統(tǒng)。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種數(shù)字監(jiān)視系統(tǒng)，所述數(shù)字監(jiān)視系統(tǒng)通過把多個可被同步的MPEG攝像機連接到用于轉(zhuǎn)換來自攝像機的圖像信號的轉(zhuǎn)換器而被構(gòu)成，還提供一種用于轉(zhuǎn)換圖像信號的方法，其中MPEG攝像機可以被控制，以便設置I幀的傳輸定時和傳輸周期的時間，并且來自攝像機的一個周期的圖像信號可以被緩沖，使得只有所需的I幀可以從被緩沖的圖像信號中提取。
作為上述實施例的一種改型，在轉(zhuǎn)換圖像信號的方法中來自攝像機的I幀的傳輸定時被改變，其中來自攝像機的一個周期的圖像信號被緩沖，并且然后只有所需的I幀被提取。
代替在上述兩個實施例中的緩沖操作，來自攝像機的I幀利用被改變的I幀的傳輸定時被傳輸，并且轉(zhuǎn)換器按照I幀的傳輸定時轉(zhuǎn)換來自攝像機的圖像信號。在這種情況下，雖然來自攝像機的I幀的傳輸定時被改變，但是只有來自攝像機的I幀可以分時方式在一信道上被傳輸和接收。
此外，按照本發(fā)明，提供一種數(shù)字攝像機，其包括用于拍攝圖像的成像裝置；用于把所產(chǎn)生的圖像信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的數(shù)字化裝置；用于控制I幀圖象信號的傳輸定時的定時控制裝置；用于設置該定時控制裝置的定時和I幀的傳輸周期的設置裝置；以及用于傳輸圖像信號的傳輸裝置。在這種攝像機中，可以進一步提供I幀提取裝置，用于從圖像信號中提取所需的I幀，從而以一確定的定時提取和傳送I幀圖象信號。
按照本發(fā)明，還提供一種幀轉(zhuǎn)換器，其包括接收裝置，用于從產(chǎn)生圖像信號并被同步的多個攝像機中接收圖像信號；緩沖裝置，用于暫時存儲從多個攝像機接收的一個周期的圖像信號；I幀提取器裝置，用于從緩沖器裝置存儲的圖像信號中只提取I幀；定時控制裝置，用于控制I幀提取器裝置的操作定時；設置裝置，用于設置定時控制裝置的定時；以及傳輸裝置，用于傳輸圖像信號，借以使I幀圖象信號被從緩沖器裝置中提取，并以某一定時被傳輸。在這種幀轉(zhuǎn)換器中，還提供有設置裝置，用于以這樣的方式設置多個攝像機的同步，使得I幀被同時傳輸，并用于以這樣的方式設置傳輸周期的時間，使得I幀以相同的周期時間被傳輸。
按照本發(fā)明，還提供另一種幀轉(zhuǎn)換器，其包括接收裝置，用于從產(chǎn)生圖像信號并被同步的多個攝像機中接收圖像信號；通道轉(zhuǎn)換裝置，用于把接收圖像信號的通道轉(zhuǎn)換到正在傳輸I幀的攝像機的通道；定時控制裝置，用于控制該通道轉(zhuǎn)換裝置的轉(zhuǎn)換定時；設置裝置，用于設置該定時控制裝置的定時；以及傳輸裝置，用于傳輸圖像信號，借以使I幀圖象信號被接收，并以某一定時被傳輸。在這種幀轉(zhuǎn)換器中，還提供有緩沖器裝置，用于存儲從多個攝像機接收的I幀圖象信號數(shù)據(jù)的部分。此外，還提供有設置裝置，用于以這樣的方式設置多個數(shù)字攝像機的同步，使得I幀的傳輸定時成為不同的，并被如此設置，使得I幀的傳輸周期時間是相同的。
利用這種結(jié)構(gòu)，即使使用數(shù)字攝像機，也能以高的效率轉(zhuǎn)換由多個攝像機拍攝的圖像的幀，并把這些幀傳遞給記錄器或再現(xiàn)器。
權(quán)利要求1的數(shù)字監(jiān)視系統(tǒng)由一些被同步的MPEG攝像機和轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。在所述攝像機內(nèi)設置I幀的傳輸定時和傳輸周期的時間。來自攝像機的一個周期的圖像信號被緩沖，并且只從被緩沖的圖像信號中提取所需的I幀。即使該數(shù)字圖像信號包括依賴于其它幀的幀(例如P幀和B幀)，也能使幀被如此轉(zhuǎn)換使得所需的I幀被接收。
權(quán)利要求2的數(shù)字監(jiān)視系統(tǒng)由一些被同步的MPEG攝像機和轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。在所述攝像機內(nèi)設置I幀的傳輸定時和傳輸周期的時間。來自攝像機的一個周期的圖像信號被緩沖，并且只從被緩沖的圖像信號中提取所需的I幀。在提取過程中，來自多個攝像機的I幀的傳輸定時被改變，并且通過幀的轉(zhuǎn)換使數(shù)字圖像信號被接收。
權(quán)利要求3的數(shù)字監(jiān)視系統(tǒng)由一些被同步的MPEG攝像機和轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。在所述攝像機內(nèi)設置I幀的傳輸定時和傳輸周期的時間。轉(zhuǎn)換器按照I幀的傳輸定時轉(zhuǎn)換來自攝像機的圖像信號。來自多個攝像機的I幀的傳輸定時被如此改變，使得利用較小的緩沖器精確而快速地接收圖像信號。
權(quán)利要求4的數(shù)字監(jiān)視系統(tǒng)由一些被同步的MPEG攝像機和轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。在所述攝像機內(nèi)設置I幀的傳輸定時和傳輸周期的時間。轉(zhuǎn)換器按照I幀的傳輸定時轉(zhuǎn)換來自攝像機的圖像信號。來自多個攝像機的I幀的傳輸定時被如此改變，使得只有I幀被傳輸，并且以分時方式由多個攝像機共用一個信道。因而可以有效地使用在攝像機和轉(zhuǎn)換器之間的網(wǎng)絡上的頻帶。
權(quán)利要求5的轉(zhuǎn)換圖像信號的方法，使用多個產(chǎn)生數(shù)字圖像信號并被同步的攝像機，以及用于轉(zhuǎn)換來自多個攝像機的圖像信號的轉(zhuǎn)換器。所述方法包括以下步驟如此設置多個攝像機的同步，使得I幀被同時傳輸，并如此設置I幀的傳輸周期的時間，使得I幀以相同的周期時間被傳輸；緩沖來自多個攝像機的一個周期的圖像信號，以及通過只轉(zhuǎn)換所需的I幀，從被緩沖的圖像信號中提取所需的I幀。因而，即使數(shù)字圖像信號包括依賴于其它幀的幀(例如P幀和B幀)，也能通過幀的轉(zhuǎn)換使數(shù)字圖像信號被接收。
權(quán)利要求6的轉(zhuǎn)換圖像信號的方法，使用多個產(chǎn)生數(shù)字圖像信號并被同步的攝像機，以及用于轉(zhuǎn)換來自多個攝像機的圖像信號的轉(zhuǎn)換器。所述方法包括以下步驟如此設置多個攝像機的同步，使得I幀被同時傳輸，并如此設置I幀的傳輸周期的時間，使得I幀以相同的周期時間被傳輸；緩沖來自多個攝像機的一個周期的圖像信號，以及在改變來自攝像機的I幀的傳輸定時的同時，通過轉(zhuǎn)換所需的I幀從被緩沖的圖像信號中提取所需的I幀。因而，通過幀的轉(zhuǎn)換使得數(shù)字圖像信號被接收。
權(quán)利要求7的轉(zhuǎn)換圖像信號的方法，使用多個產(chǎn)生數(shù)字圖像信號并被同步的攝像機，以及用于轉(zhuǎn)換來自多個攝像機的圖像信號的轉(zhuǎn)換器。所述方法包括以下步驟如此設置多個攝像機的同步，使得I幀的傳輸定時是不同的，并如此設置I幀的傳輸周期的時間，使得I幀以相同的周期時間被傳輸；以及以這樣的方式傳輸I幀，使得它們被轉(zhuǎn)換為與上述I幀的不同傳輸定時同步，并且使攝像機的操作定時被改變。因此，圖像信號可以利用較小的緩沖器被快速而精確地接收。
權(quán)利要求8的轉(zhuǎn)換圖像信號的方法，使用多個產(chǎn)生數(shù)字圖像信號并被同步的攝像機，以及用于轉(zhuǎn)換來自多個攝像機的圖像信號的轉(zhuǎn)換器。所述方法包括以下步驟如此設置多個攝像機的同步，使得I幀的傳輸定時是不同的，并如此設置I幀的傳輸周期的時間，使得I幀以相同的周期時間被傳輸，以及以這樣的方式只傳輸I幀，使得I幀被轉(zhuǎn)換為與上述I幀的不同的傳輸定時同步，并且使攝像機的操作定時被改變，其中由多個攝像機以分時方式共用一個信道。因而可以有效地使用在攝像機和轉(zhuǎn)換器之間的網(wǎng)絡上的頻帶。
權(quán)利要求9的一種數(shù)字攝像機，具有用于拍攝圖像的成像裝置；用于把所產(chǎn)生的圖像信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的數(shù)字化裝置；用于控制I幀圖象信號的傳輸定時的定時控制裝置；用于設置定時控制裝置的定時和I幀的傳輸周期時間的設置裝置；以及用于傳輸圖像信號的傳輸裝置。因而，I幀圖象信號以某一定時并按照在系統(tǒng)中的設置以不同的方式被傳輸。
權(quán)利要求10的一種數(shù)字攝像機，具有用于拍攝圖像的成像裝置；用于把所產(chǎn)生的圖像信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的數(shù)字化裝置；用于從圖像信號中提取所需的I幀的I幀提取裝置；用于控制I幀圖象信號的傳輸定時的定時控制裝置；用于設置定時控制裝置的定時和I幀的傳輸周期時間的設置裝置；以及用于傳輸圖像信號的傳輸裝置。因而，由于I幀圖象信號以某一定時被傳輸給轉(zhuǎn)換器，所以相應地可以簡化轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)，減輕轉(zhuǎn)換器所需的處理工作量。此外，可以減少被作為圖像信號傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。
在按照權(quán)利要求9或10的權(quán)利要求11的數(shù)字攝像機中，提供有設置裝置，用于如此設置多個攝像機的同步，使得來自攝像機的I幀被同時傳輸，并如此設置傳輸周期的時間，使得I幀以相同的周期時間被傳輸。即使數(shù)字圖像信號包括依賴于其它幀的幀(例如P幀和B幀)，接收圖像信號的轉(zhuǎn)換器也能對幀進行轉(zhuǎn)換，從而容易地接收I幀。
在按照權(quán)利要求9或10的權(quán)利要求12的數(shù)字攝像機中，提供有設置裝置，用于如此設置多個攝像機的同步，使得I幀傳輸定時不同，并如此設置傳輸周期的時間，使得I幀以相同的周期時間被傳輸。因而，接收數(shù)字圖像信號的轉(zhuǎn)換器可以利用較少的緩沖器和較小的延遲轉(zhuǎn)換圖像信號，以接收I幀。
權(quán)利要求13的幀轉(zhuǎn)換器，包括接收裝置，用于從產(chǎn)生數(shù)字圖像信號并被同步的多個攝像機中接收圖像信號；緩沖器裝置，用于暫時存儲從多個攝像機接收的一個周期的圖像信號；I幀提取器裝置，用于從被緩沖的圖像信號中只提取所需的I幀；定時控制裝置，用于控制I幀提取裝置的操作定時；設置裝置，用于設置定時控制裝置的定時；以及傳輸裝置，用于傳輸圖像信號。由于I幀圖象信號被從緩沖器裝置中提取并以某一定時被傳輸，所以即使數(shù)字圖像信號包括依賴于其它幀的幀，例如P幀和B幀，也能通過幀轉(zhuǎn)換接收數(shù)字圖像信號。
在按照權(quán)利要求13的權(quán)利要求14的幀轉(zhuǎn)換器中，提供有設置裝置，用于如此設置多個攝像機的同步，使得I幀被同時傳輸，并用于如此設置傳輸周期的時間，使得I幀以相同的周期時間被傳輸。因而，即使數(shù)字圖像信號包括依賴于其它幀的幀，例如P幀和B幀，數(shù)字圖像信號也能被如此轉(zhuǎn)換，使得I幀可以被容易地接收。
權(quán)利要求15的幀轉(zhuǎn)換器，包括接收裝置，用于從產(chǎn)生數(shù)字圖像信號并被同步的多個攝像機中接收圖像信號；通道轉(zhuǎn)換裝置，用于把接收圖像信號的通道轉(zhuǎn)換到正在傳輸I幀的攝像機的通道；定時控制裝置，用于控制通道轉(zhuǎn)換裝置的轉(zhuǎn)換定時；設置裝置，用于設置定時控制裝置的定時；以及傳輸裝置，用于傳輸圖像信號。因而，由于I幀圖象信號以某一定時被傳輸，所以它們可以快速而精確地被接收。
在按照權(quán)利要求15的權(quán)利要求16的幀轉(zhuǎn)換器中，提供有緩沖器裝置，用于存儲從多個攝像機接收的I幀圖象信號數(shù)據(jù)的部分。因而，即使在通道轉(zhuǎn)換裝置正在進行轉(zhuǎn)換時來自攝像機的I幀被接收并被重疊，也能按照順序接收I幀。
在按照權(quán)利要求13，15或16的權(quán)利要求17的幀轉(zhuǎn)換器中，提供有設置裝置，用于如此設置多個數(shù)字攝像機的同步，使得I幀的傳輸定時成為不同的，并如此設置傳輸周期的時間，使得I幀以相同的周期時間被傳輸。因而，可以利用較少的緩沖器快速而精確地接收圖像信號。


圖1是按照本發(fā)明第一實施例的監(jiān)視系統(tǒng)中使用的攝像機之一的結(jié)構(gòu)方塊圖；圖2是作為幀轉(zhuǎn)換器和第一實施例的攝像機連接以便轉(zhuǎn)換圖像信號的轉(zhuǎn)換器的方塊圖；圖3A示意表示在第一實施例中來自攝像機的圖像信號的傳輸和圖像信號在緩沖器中的存儲；圖3B表示在第一實施例中通過轉(zhuǎn)換從被緩沖的圖像信號中提取的I幀；圖4A示意表示在第一實施例的一種改型中來自攝像機的圖像信號的傳輸和圖像信號在緩沖器中的存儲；圖4B表示在第一實施例的改型中通過轉(zhuǎn)換從被緩沖的圖像信號中提取的I幀；圖5是在按照本發(fā)明第二實施例的監(jiān)視系統(tǒng)中使用的轉(zhuǎn)換器的方塊圖；圖6A示意表示在第二實施例中以改變的傳輸定時從攝像機傳輸?shù)膱D像信號的傳輸；圖6B表示在第二實施例中由轉(zhuǎn)換器接收的I幀；
圖7是表示按照本發(fā)明第三實施例的一種監(jiān)視系統(tǒng)和在所述系統(tǒng)中使用的轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)的方塊圖；圖8表示常規(guī)的模擬監(jiān)視系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；圖9表示在常規(guī)的模擬監(jiān)視系統(tǒng)中從攝像機向監(jiān)視系統(tǒng)傳送的圖像信號。
(實施例1)下面參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施例。圖1為在本發(fā)明第一實施例的監(jiān)視系統(tǒng)中使用的攝像機的方塊圖。圖2是表示一種轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)的方塊圖，所述轉(zhuǎn)換器和多個按照第一實施例的那種攝像機相連，并用于轉(zhuǎn)換從那些攝像機接收的I幀圖象信號輸出。
參見圖1，其中示出了攝像機10，它是一種數(shù)字攝像機，其產(chǎn)生MPEG輸出并被同步，CCD圖像傳感器11用于攝取圖像以產(chǎn)生圖象信號，采樣器12用于采樣由圖像傳感器11產(chǎn)生的圖像信號，編碼器13用于對圖像信號進行壓縮和編碼。還示出了用于暫時保持來自所述攝像機的圖像信號的緩沖器14，用于向網(wǎng)絡15發(fā)送圖像信號的發(fā)送器16，用于接收數(shù)據(jù)例如通過網(wǎng)絡15發(fā)出的指令的接收器17，以及用于使攝像機10中的這些部件同步操作的同步定時器18。此外，還示出了設置裝置19，用于設置攝像機10內(nèi)的成像和傳輸操作；以及定時控制器20，用于控制攝像機10內(nèi)的要定時操作的元件，以便控制驅(qū)動圖像傳感器11的定時。
在圖2中，標號25表示轉(zhuǎn)換器；標號26表示接收器，其和網(wǎng)絡15相連以接收來自多個攝像機10(攝像機A-D)的MPEG信號；標號27是緩沖器，用于暫時存儲接收的圖像信號；標號28是I幀提取器，用于從緩沖器27存儲的信號中提取I幀MPEG信號；標號29是發(fā)送緩沖器，用于暫時保持I幀，直到由I幀提取器28提取的I幀數(shù)據(jù)從轉(zhuǎn)換器25提供給相對的I/O；30是發(fā)送器，用于通過網(wǎng)絡36發(fā)送I幀；31是同步主時鐘，用于產(chǎn)生時鐘信號，以便控制包括轉(zhuǎn)換器25和與轉(zhuǎn)換器相連的元件或設備的整個系統(tǒng)(監(jiān)視系統(tǒng))的操作的同步，以便發(fā)送和接收圖像信號。此外，標號32代表同步定時器，用于使轉(zhuǎn)換器25中的元件的操作同步；33是設置器，用于設置攝像機10中的成像操作和發(fā)送操作以及在轉(zhuǎn)換器25中的發(fā)送、接收和數(shù)據(jù)處理操作；34是定時控制器，用于控制在轉(zhuǎn)換器25中的每個元件的操作定時，例如接收器26和發(fā)送器30的驅(qū)動定時；35是攝像機控制器，用于按照設置器33的設置產(chǎn)生用于攝像機10的控制數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)換器25在為進行提取所需的時間內(nèi)具有足以存儲來自和轉(zhuǎn)換器25相連的所有攝像機10的一個周期的圖像信號的存儲量。
同步主時鐘31、設置器33和攝像機控制器35具有用于控制整個監(jiān)視系統(tǒng)的系統(tǒng)控制器的功能，轉(zhuǎn)換器25作為主設備用于產(chǎn)生各種指令。
標號36代表一個網(wǎng)絡，通過該網(wǎng)絡使由轉(zhuǎn)換器25的發(fā)送器30產(chǎn)生的圖像信號被傳送到其它的I/O設備，而且標號37是和網(wǎng)絡36相連的記錄器。攝像機10、轉(zhuǎn)換器25和記錄器37通過網(wǎng)絡15、36相連，從而構(gòu)成一個監(jiān)視系統(tǒng)。網(wǎng)絡15、36不必是不同的網(wǎng)絡，它們可以是相同的網(wǎng)絡。
下面說明監(jiān)視系統(tǒng)的操作。由于使用設置在不同位置的多個攝像機10作為如上所述的MPEG攝像機，所以這些攝像機10產(chǎn)生數(shù)字圖像信號。來自每個攝像機的數(shù)字圖像信號包括作為MPEG數(shù)據(jù)的I幀的幀數(shù)據(jù)、P幀的幀數(shù)據(jù)和B幀的幀數(shù)據(jù)。在這些幀當中，I幀由其自身表示圖像的內(nèi)容，而P幀和B幀則依賴于其它幀，因而不能由其自身再現(xiàn)圖像的內(nèi)容。因此，為了再現(xiàn)來自圖9所示的各個攝像機A-D的圖像的幀，需要從攝像機系統(tǒng)10的攝像機A-D發(fā)出的圖像信號中選擇I幀。
在本實施例中，多個攝像機A-D被預先設置使得以相同的周期同時發(fā)送I幀。由來自轉(zhuǎn)換器25的指令產(chǎn)生的指令完成進行同步所需的設置。換句話說，轉(zhuǎn)換器25的設置器33產(chǎn)生用于同步攝像機A-D的控制數(shù)據(jù)，使攝像機A-D同時發(fā)送I幀。同步設置控制數(shù)據(jù)也作為指令通過攝像機控制器35被提供給網(wǎng)絡15。攝像機10通過接收器17接收控制數(shù)據(jù)，并把所接收的數(shù)據(jù)寄存在各個攝像機A-D的設置器19中。傳輸周期的設置也由來自轉(zhuǎn)換器25的指令(產(chǎn)生的指令)完成。即轉(zhuǎn)換器25的設置器33確定各個攝像機A-D中的傳輸周期的時間，并將其發(fā)送給攝像機A-D，使得每個I幀以某個周期發(fā)送。發(fā)送周期數(shù)據(jù)也被作為指令通過攝像機控制器35發(fā)送給網(wǎng)絡15。攝像機10通過接收器17接收周期數(shù)據(jù)，并把該周期數(shù)據(jù)寄存在各個攝像機A-D的設置器19中。在攝像機A-D中設置相同的傳輸周期時間。
在轉(zhuǎn)換器25中，定時控制器34被這樣設置，使得幀提取器28同時從緩沖器29中讀出和一個周期中各個攝像機A-D相關(guān)的I幀。
與來自轉(zhuǎn)換器25的同步主時鐘31的時鐘信號同步的控制信號，用來控制攝像機10和轉(zhuǎn)換器25進行成像、發(fā)送和接收操作。在這些操作中，多個攝像機10按照同步設置以恒定的周期同時發(fā)送I幀。轉(zhuǎn)換器25在緩沖器27中存儲一個周期的圖像信號(這些信號被緩沖)。圖3A是表示來自攝像機10的圖像信號的傳輸和在緩沖器27中存儲這些信號的示意圖。I幀提取器28從被緩沖的圖像信號中只提取所需的I幀。I幀提取器28的操作定時被定時控制器34以這樣的方式進行控制，使得按照轉(zhuǎn)換操作把和攝像機A-D相關(guān)的I幀被按照順序從被緩沖的圖像信號中提取。用這種方式，來自攝像機A-D的I幀在一個周期內(nèi)被按照時間序列設置。圖3B表示提取的I幀。提取的I幀被暫時存儲在發(fā)送緩沖器29中，然后被傳遞給發(fā)送器30。發(fā)送器30通過網(wǎng)絡36向記錄器37提供被傳遞的I幀，從而使其在記錄器37中被記錄。
在本實施例的一種改型中，當轉(zhuǎn)換器25的設置器33產(chǎn)生用于同步攝像機A-D的控制數(shù)據(jù)時，則控制數(shù)據(jù)被如此設置，使得I幀的傳輸定時被改變。同步設置控制數(shù)據(jù)還作為指令通過攝像機控制器35被送到網(wǎng)絡15。攝像機10通過接收器17接收控制數(shù)據(jù)，并將其寄存在每個攝像機A-D的設置器19中。傳輸周期的設置和在本實施例中的相同。轉(zhuǎn)換器25中的緩沖器讀定時的設置也和本實施例中的相同。對于I幀傳輸?shù)母淖兊亩〞r的同步設置和對于I幀傳輸周期的設置之間存在這樣的關(guān)系，使得在一個周期內(nèi)，從各個攝像機A-D分別發(fā)送一次I幀。
在這些設置條件下，攝像機10和轉(zhuǎn)換器25通過與來自轉(zhuǎn)換器25的同步主時鐘31的時鐘同步的控制信號被控制，以便進行成像、發(fā)送和接收操作。與此同時，多個攝像機10以改變的I幀定時并以按照上述同步設置的恒定的周期傳輸圖像信號。轉(zhuǎn)換器25在緩沖器27中存儲(緩沖)一個周期的圖像信號。圖4A示意表示來自攝像機10的圖像信號的發(fā)送和圖像信號在緩沖器27中的存儲。I幀提取器28從被緩沖的圖像信號中只提取所需的I幀。在這種情況下，I幀提取器28按照操作定時被定時控制器34控制，以便按照順序提取，其中以和上述情況相同的方式轉(zhuǎn)換被緩沖圖像信號中和攝像機A-D相關(guān)的I幀。因而，和攝像機A-D相關(guān)的I幀在一個周期內(nèi)被按照時間序列排列。圖4B表示所述被提取的I幀。被提取的I幀被暫時存儲在傳輸緩沖器29中，然后從發(fā)送器30通過網(wǎng)絡36發(fā)送給記錄器37進行記錄。
即，由于轉(zhuǎn)換器25在一個所需的用于提取的時間內(nèi)具有足以存儲來自和轉(zhuǎn)換器25相連的所有攝像機的一個周期的圖像信號的存儲量，所以由多個攝像機10饋給的I幀可以被同時或以它們改變的定時被傳輸。
(實施例2)圖5是在本發(fā)明第二實施例的監(jiān)視系統(tǒng)中使用的轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)的方塊圖。在圖5中，相應于第一實施例的轉(zhuǎn)換器中的相同元件用相同的標號表示，并不再進行詳細說明。
圖5所示的轉(zhuǎn)換器40具有和接收器26相連的緩沖器41，以及和緩沖器41相連的通道開關(guān)42，用于在讀緩沖器時進行轉(zhuǎn)換操作。通道開關(guān)42和傳輸緩沖器29相連。通道開關(guān)42還和定時控制器34相連，并按照轉(zhuǎn)換操作的定時被控制。轉(zhuǎn)換器40和第一實施例的轉(zhuǎn)換器25的不同之處在于，本實施例存儲器的容量小于轉(zhuǎn)換器25的存儲器的容量，因為本實施例不需要存儲來自和轉(zhuǎn)換器40相連的所有的攝像機10的一個周期的圖像信號。
下面說明這種結(jié)構(gòu)的監(jiān)視系統(tǒng)的操作。首先確定I幀的傳輸定時和傳輸周期。轉(zhuǎn)換器40的設置器33產(chǎn)生用于同步攝像機A-D的控制數(shù)據(jù)，以便使來自攝像機A-D的I幀的傳輸定時被改變，并作為指令通過攝像機控制器35被提供給網(wǎng)絡15。攝像機10通過接收器17接收控制數(shù)據(jù)，并把該數(shù)據(jù)寄存在每個攝像機A-D的設置器19中。傳輸周期的設置和在第一實施例中的相同。按照對于I幀被改變的傳輸定時的同步設置和I幀傳輸周期的設置之間的關(guān)系，在一個周期內(nèi)，來自所有攝像機A-D的I幀分別發(fā)送一次。
轉(zhuǎn)換器40的定時控制器34被這樣設置，使得通道開關(guān)42按照被確定的I幀的傳輸定時(改變的)轉(zhuǎn)換來自攝像機10的攝像機A-D的圖像信號，以便接收I幀。
在這些設置條件下，攝像機10和轉(zhuǎn)換器40按照與來自轉(zhuǎn)換器40的同步主時鐘31的時鐘同步的控制信號進行成像、發(fā)送和接收操作。同時，多個攝像機10以恒定的周期并以按照上述同步設置被改變的傳輸定時發(fā)送圖像信號。圖6A示意表示從攝像機10發(fā)送的圖像信號。在轉(zhuǎn)換器40上，通道開關(guān)42被定時控制器34這樣控制，使得來自攝像機A-D的I幀按照順序被轉(zhuǎn)換，從而不用對接收的圖像信號進行緩沖而按照被確定的來自攝像機10的攝像機A-D的I幀的傳輸定時接收I幀。因此，來自攝像機A-D的I幀在一個周期內(nèi)被按照時間序列排列。圖6B表示由轉(zhuǎn)換操作接收的I幀。所接收的I幀被暫時地存儲在傳輸緩沖器29中，然后通過網(wǎng)絡36被提供給記錄器進行記錄。
在第二實施例中，雖然來自多個攝像機10的圖像信號通過通道開關(guān)42被接收，但是由多個攝像機借助于改變的I幀的傳輸定時以分時的方式共用一單一通道，這是因為I幀的某個傳輸定時把轉(zhuǎn)換器的操作限制于只接收來自一個攝像機的圖像信號。在這種情況下，只有來自多個攝像機10的I幀在轉(zhuǎn)換器的一個通道上以改變的傳輸定時以分時方式被傳輸和接收。
(實施例3)雖然在第一實施例中的轉(zhuǎn)換器25作為控制器具有用于控制所述系統(tǒng)的功能，但是這種系統(tǒng)控制功能可以作為和轉(zhuǎn)換器25分開的一個單獨的控制器被提供在網(wǎng)絡上。圖7是按照本發(fā)明第三實施例的監(jiān)視系統(tǒng)的方塊圖，其具有和轉(zhuǎn)換器分開提供的控制器。在圖7中，標號10表示具有MPEG輸出的攝像機10；44是轉(zhuǎn)換器，用于轉(zhuǎn)換從多個攝像機接收的I幀圖象信號；45是用于控制系統(tǒng)的控制器。此外，標號37代表用于記錄圖像數(shù)據(jù)的記錄器，標號15和36代表網(wǎng)絡，通過所述網(wǎng)絡把攝像機10、轉(zhuǎn)換器44、控制器45和記錄器37連接在一起，以便發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。
轉(zhuǎn)換器44具有和上述第一實施例中使用的轉(zhuǎn)換器25基本相同的結(jié)構(gòu)，但沒有用于控制系統(tǒng)和攝像機控制器35的同步主時鐘31?？刂破?5具有同步主時鐘31、用于向攝像機10和轉(zhuǎn)換器44發(fā)送操作指令的攝像機/轉(zhuǎn)換器控制器46，和用于設置整個系統(tǒng)基本部件操作的設置器47。在這種情況下，轉(zhuǎn)換器44被構(gòu)成用于通過網(wǎng)絡15接收來自控制器45的設置指令，并且改變所述設置。
控制器45不需要作為一個獨立的設備被單獨提供，而是可以被提供在攝像機10中的一個攝像機內(nèi)，或被提供在記錄器內(nèi)，或被提供在網(wǎng)絡上的另一個設備內(nèi)，如同第一實施例中把控制功能設置在轉(zhuǎn)換器25中那樣。第二實施例也可以以相同的方式改變。
另一方面，攝像機10在上述實施例中作為從動設備被提供，但是在這種情況下在攝像機10內(nèi)提供有用于暫時存儲圖像信號的緩沖器和用于從緩沖器中存儲的圖像信號中提取I幀的I幀提取器。攝像機10向轉(zhuǎn)換器25或轉(zhuǎn)換器40只發(fā)送已經(jīng)在攝像機10內(nèi)被提取并被緩沖的I幀。在這種情況下，緩沖器和I幀提取器被提供在圖1所示攝像機10結(jié)構(gòu)中的編碼器13和傳輸緩沖器14之間，使得從I幀提取器輸出的數(shù)據(jù)被傳遞到傳輸緩沖器14。
因而，按照本發(fā)明，構(gòu)成一種數(shù)字監(jiān)視系統(tǒng)，其中多個被同步的數(shù)字攝像機以這樣的方式和轉(zhuǎn)換器相連，以使來自攝像機的圖像信號被轉(zhuǎn)換。作為一種轉(zhuǎn)換圖像信號的方法，來自數(shù)字攝像機的I幀的傳輸定時和傳輸周期被設置，并且來自攝像機的一個周期的圖像信號以這樣的方式被緩沖，使得只有所需的I幀被提取。因此，即使數(shù)字圖像信號包括依賴于其它幀例如P幀和B幀的幀，也只有所需要的I幀被轉(zhuǎn)換以便被接收。
在執(zhí)行用于轉(zhuǎn)換圖像信號的方法的情況下，在所述方法中來自多個攝像機的一個周期的圖像信號被緩沖，然后只提取所需的I幀，要被從多個攝像機傳輸?shù)腎幀的傳輸定時被改變，在這種情況下這些I幀通過幀轉(zhuǎn)換而被接收。
代替上述兩個實施例中的緩沖操作，來自攝像機的I幀的傳輸定時被改變，同時由轉(zhuǎn)換器按照I幀的傳輸定時轉(zhuǎn)換來自攝像機的圖像信號。因此，即使在監(jiān)視系統(tǒng)中使用數(shù)字型攝像機，來自數(shù)字攝像機的圖像信號也能以高效率通過幀轉(zhuǎn)換而被轉(zhuǎn)換，而且可以利用較少的緩沖器和較小的延遲通過幀轉(zhuǎn)換把所需的幀傳遞到記錄器或再現(xiàn)裝置。
在這種情況下，雖然來自攝像機的I幀的傳輸定時被改變，但是只有I幀以分時方式在一單一通道上被傳輸，以致于攝像機可以共用一個通道。因此，可以減少在攝像機和轉(zhuǎn)換器之間使用的通道數(shù)，因而可以簡化系統(tǒng)和設備的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于包括一些被同步的MPEG攝像機(10)以及轉(zhuǎn)換器(25)，其中提供所述攝像機以設置I幀的傳輸定時和傳輸周期的時間，并且提供所述轉(zhuǎn)換器以按照I幀的傳輸定時轉(zhuǎn)換來自所述攝像機的圖像信號，其中來自所述攝像機的I幀的傳輸定時被改變。
2.一種數(shù)字監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于包括一些被同步的MPEG攝像機(10)以及轉(zhuǎn)換器(25)，其中提供所述攝像機以設置I幀的傳輸定時和傳輸周期的時間，并且提供所述轉(zhuǎn)換器以按照I幀的傳輸定時轉(zhuǎn)換來自所述攝像機的圖像信號，其中來自所述攝像機的I幀的傳輸定時被改變，并且以分時方式在一單一信道上只傳輸來自所述攝像機的I幀。
3.一種轉(zhuǎn)換圖像信號的方法，其特征在于包括以下步驟提供用于產(chǎn)生數(shù)字圖像信號的多個攝像機(10)，它們被同步；提供轉(zhuǎn)換器(25)，用于轉(zhuǎn)換來自上述攝像機的圖像信號；如此設置所述攝像機(10)的同步，使得I幀的傳輸定時互不相同，并且I幀的傳輸周期的時間彼此相同；以及利用在所述攝像機當中被改變的定時，通過轉(zhuǎn)換操作以與I幀不同的傳輸定時同步來傳輸I幀。
4.一種轉(zhuǎn)換圖像信號的方法，其特征在于包括以下步驟提供用于產(chǎn)生數(shù)字圖像信號的多個攝像機(10)，它們被同步；提供轉(zhuǎn)換器(25)，用于轉(zhuǎn)換來自上述攝像機的圖像信號；如此設置所述攝像機(10)的同步，使得I幀的傳輸定時互不相同，并且I幀的傳輸周期的時間彼此相同；以及利用在所述攝像機當中被改變的定時，通過轉(zhuǎn)換操作以與I幀不同的傳輸定時同步，并且以分時方式由所述攝像機共用一個信道來只傳輸I幀。
5.一種數(shù)字攝像機，其特征在于包括用于拍攝圖像的成像裝置(11)；用于把由所述成像裝置產(chǎn)生的圖像信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的數(shù)字化裝置(12)；用于從圖像信號中提取所需的I幀的I幀提取裝置；用于控制I幀圖象信號的傳輸定時的定時控制裝置(20)；用于設置所述定時控制裝置的定時和I幀的傳輸周期的設置裝置(19)；以及用于傳輸圖像信號的傳輸裝置(16)，借以使I幀圖象信號以預定的定時被傳輸。
6.如權(quán)利要求5的數(shù)字攝像機，其特征在于還包括設置裝置(33)，用于如此設置多個數(shù)字攝像機(10)的同步，使得I幀的傳輸定時被同時完成，并使I幀的傳輸周期時間彼此相同。
7.如權(quán)利要求5的數(shù)字攝像機，其特征在于還包括設置裝置(33)，用于如此設置多個數(shù)字攝像機(10)的同步，使得I幀的傳輸定時互不相同，并使I幀的傳輸周期時間彼此相同。
8.一種轉(zhuǎn)換器，其特征在于包括接收裝置，(26)，用于從產(chǎn)生圖像信號并被同步的多個攝像機(10)中接收圖像信號；通道轉(zhuǎn)換裝置(42)，用于把接收圖像信號的通道轉(zhuǎn)換到正在傳輸I幀的攝像機的通道；定時控制裝置(34)，用于控制所述通道轉(zhuǎn)換裝置(42)中的的所述通道的轉(zhuǎn)換定時；設置裝置(33)，用于設置所述定時控制裝置(34)的定時；以及傳輸裝置(30)，用于傳輸圖像信號，借以使I幀圖象信號被接收，并以一預定的定時被傳輸。
9.如權(quán)利要求8所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于還包括緩沖器裝置(41)，用于存儲從所述攝像機(10)接收的I幀圖象信號數(shù)據(jù)的部分。
10.如權(quán)利要求8或9所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述設置裝置(33)如此設置所述攝像機(10)的同步，使得I幀的傳輸定時互不相同，并且I幀的傳輸周期彼此相同。
全文摘要
被同步的多個攝像機(10)和轉(zhuǎn)換器(25)相連，從而構(gòu)成一種數(shù)字監(jiān)視系統(tǒng)，其中來自攝像機的圖像信號被轉(zhuǎn)換和接收。一種用于轉(zhuǎn)換圖像信號的方法包括以下步驟設定來自數(shù)字攝像機的I幀的傳輸定時和傳輸周期，緩沖來自攝像機的一個周期的圖像信號，以及從被緩沖的圖像信號中提取所需的I幀。即使該數(shù)字圖象信號包括依賴于其它幀的幀(例如P幀和B幀)，也能通過轉(zhuǎn)換操作接收I幀。
文檔編號H04N7/18GK1700743SQ20051007959
公開日2005年11月23日 申請日期2000年4月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月30日
發(fā)明者佐佐木雄飛, 篠原利章 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社