專利名稱：實(shí)時(shí)無(wú)壓縮視頻圖像的記錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及圖像處理領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種對(duì)無(wú)壓縮的視頻圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄的裝置。
背景技術(shù)：
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及CCD圖像傳感器技術(shù)的發(fā)展，視頻圖像實(shí)時(shí)記錄已經(jīng)完全可行。但是，數(shù)字化后的視頻圖像對(duì)于存儲(chǔ)容量和傳輸速率都提出了很高的要求，而在實(shí)時(shí)存儲(chǔ)過程中，對(duì)傳輸速率要求更高，快速CPU與慢速磁盤I/O接口之間的“瓶頸”，是磁盤實(shí)時(shí)記錄的一道屏障?，F(xiàn)有的計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)即使能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)數(shù)字圖像，但需要的成本極其昂貴。為了解決計(jì)算機(jī)傳輸存儲(chǔ)的瓶頸問題，一般采用數(shù)據(jù)壓縮的方式，這就使圖像信息損失，只能用在對(duì)視頻圖像要求不高的場(chǎng)合。
實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的視頻像實(shí)時(shí)記錄的不足，本實(shí)用新型提供了一種對(duì)無(wú)壓縮的視頻圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄的裝置。
本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下由攝像機(jī)、圖像采集處理器、計(jì)算機(jī)及并行接口電路、硬盤及硬盤控制器、光盤存儲(chǔ)系統(tǒng)及圖像顯示器組成，其中圖像采集處理器接收攝像機(jī)進(jìn)來(lái)的圖像信號(hào)，將其進(jìn)行數(shù)字化處理后，與硬盤及硬盤控制器通訊，或通過計(jì)算機(jī)局部PCI總線分別與并行接口電路、光盤存儲(chǔ)系統(tǒng)及圖像顯示器通訊；所述計(jì)算機(jī)以微處理器CPU為核心，采用局部PCI總線用以支持圖像采集、視頻回放、硬盤控制器和內(nèi)部機(jī)制的管理；硬盤通過硬盤控制器、經(jīng)局部PCI總線分別與并行接口電路、光盤存儲(chǔ)系統(tǒng)及圖像顯示器通訊；圖像采集處理器自配緩存，可映射為視頻緩存和作為硬盤存儲(chǔ)的出口；并行接口電路可與B碼時(shí)統(tǒng)和軸角編碼器相連，用以接收每幅圖像的同時(shí)接收其B碼時(shí)統(tǒng)和軸角編碼器的角度值。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是，視頻圖像在硬盤上記錄時(shí)間大于5分鐘情況下，把硬盤記錄和內(nèi)存記錄結(jié)合起來(lái)，既能夠無(wú)壓縮的實(shí)時(shí)記錄視頻圖像，又能夠大大降低硬件成本。


圖1為本實(shí)用新型電路原理圖。
圖2為本實(shí)用新型管理程序的流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
本實(shí)用新型對(duì)無(wú)壓縮的視頻圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄的裝置如圖1所示，由攝像機(jī)、圖像采集處理器、計(jì)算機(jī)及并行接口電路、硬盤及硬盤控制器、光盤存儲(chǔ)系統(tǒng)及圖像顯示器組成，其中圖像采集處理器接收攝像機(jī)進(jìn)來(lái)的圖像信號(hào)，將其進(jìn)行數(shù)字化處理后，與硬盤及硬盤控制器通訊，或通過計(jì)算機(jī)局部PCI總線分別與并行接口電路、光盤存儲(chǔ)系統(tǒng)及圖像顯示器通訊；所述計(jì)算機(jī)以微處理器CPU為核心，采用局部PCI總線用以支持圖像采集、視頻回放、硬盤控制器和內(nèi)部機(jī)制的管理；硬盤通過硬盤控制器、經(jīng)局部PCI總線分別與并行接口電路、光盤存儲(chǔ)系統(tǒng)及圖像顯示器通訊；圖像采集處理器自配緩存，可映射為視頻緩存和作為硬盤存儲(chǔ)的出口；所述計(jì)算機(jī)本實(shí)施例采用intel奔騰微處理器CPU，最新的Microsuper公司的服務(wù)器主板，支持Ultral60-SCSI接口，最大支持4GB的ECC內(nèi)存。采用局部PCI總線用以支持圖像采集、視頻回放、硬盤控制器和內(nèi)部機(jī)制的管理。
所述圖像采集處理器本實(shí)施例采用Matrox公司的MeteorII，支持PCI總線觸發(fā)輸入，配有4M緩沖區(qū)。它將攝像機(jī)進(jìn)來(lái)的圖像信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理，存入自己的緩存里，緩存可映射為視頻緩存和作為硬盤存儲(chǔ)的出口。圖像采集處理器技術(shù)特點(diǎn)是實(shí)時(shí)捕獲，全分辨率傳輸，具有雙端口緩存，圖像采集與存儲(chǔ)同時(shí)進(jìn)行，可實(shí)現(xiàn)任何圖像尺寸回放。
所述硬盤(本實(shí)施例以陣列形式出現(xiàn))及硬盤控制器使用ADPTER硬盤控制器及轉(zhuǎn)速高達(dá)15000rpm的SCSI接口IBM硬盤(本實(shí)施例為4個(gè))。ADPTER本身帶32M內(nèi)存，使用計(jì)算機(jī)局部PCI總線，持續(xù)傳輸率最高80MB/S。通過RAID(獨(dú)立磁盤冗余陣列)管理，可實(shí)現(xiàn)并行數(shù)據(jù)傳輸和冗余鏡像數(shù)據(jù)傳輸。
所述并行接口電路與B碼時(shí)統(tǒng)和軸角編碼器相連，接收每幅圖像的B碼時(shí)統(tǒng)和軸角編碼器的角度值。
所述圖像顯示器采用專業(yè)的MGA顯示卡，顯示及回放圖像畫面。
所述光盤存儲(chǔ)系統(tǒng)用作圖像數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期保存。
所述管理程序采用windows NT操作系統(tǒng)，以VisualC++6.0為開發(fā)工具，運(yùn)用多線程的編程方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，以提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。參見圖2，具體流程為讀取視頻圖像數(shù)居，進(jìn)行圖像采集，判斷是否記錄，是則在記錄時(shí)間大于5分鐘情況下通過硬盤記錄，否則通過圖像顯示器顯示圖像，記錄時(shí)間小于5分鐘情況下通過內(nèi)存記錄，然后存于硬盤，且存數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫(kù)；在記錄時(shí)間大于5分鐘情況下通過硬盤記錄，如10秒后，通過內(nèi)存記錄，如10秒，交替記錄，記錄時(shí)間(本實(shí)施例為5分鐘)結(jié)束時(shí)判斷內(nèi)存是否堆積數(shù)據(jù)，有數(shù)據(jù)堆積，則讀取內(nèi)存數(shù)據(jù)存硬盤，存數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫(kù)，無(wú)數(shù)據(jù)堆積，則直接存數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫(kù)。
值得說(shuō)明的是單純的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是沒有意義的，需要將每幅圖像的時(shí)統(tǒng)及軸角編碼器的角度值與圖像數(shù)據(jù)同步存入硬盤，對(duì)圖像的分析、判讀才有意義。因此，系統(tǒng)采用了圖像數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)，對(duì)圖像本身的二維點(diǎn)陣、圖像的特征描述及圖像數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)庫(kù)，結(jié)構(gòu)如下

工作原理視頻圖像在硬盤上記錄時(shí)間大于5分鐘情況下，采用內(nèi)存和硬盤混合記錄的方式，分別將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于內(nèi)存和硬盤上；即硬盤記錄產(chǎn)生數(shù)據(jù)堆積時(shí)，由內(nèi)存作為后續(xù)圖像數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)，記錄所述堆積數(shù)據(jù)，完成一次交替記錄；當(dāng)圖像數(shù)據(jù)記錄全部完成時(shí)，將所有內(nèi)存中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存在硬盤中，與原記錄在硬盤上的數(shù)據(jù)合并，從而實(shí)現(xiàn)了無(wú)壓縮視頻圖像的實(shí)時(shí)記錄。舉例如下一幅圖像的尺寸為768×576像元，則1秒連續(xù)圖像的數(shù)據(jù)量為768×576×25＝10.5MB。一般計(jì)算機(jī)最大支持4GB內(nèi)存(本系統(tǒng)采用4GB內(nèi)存)，那么可以存儲(chǔ)5分鐘的數(shù)據(jù)。因?yàn)閮?nèi)存的存儲(chǔ)速度很快，完全可以滿足實(shí)時(shí)性的要求，所以如果存儲(chǔ)時(shí)間小于5分鐘，那么就用內(nèi)存記錄，然后再轉(zhuǎn)存硬盤。如果存儲(chǔ)時(shí)間大于5分鐘，那么只能用硬盤和內(nèi)存混合記錄。比如硬盤先記錄T時(shí)間，內(nèi)存再記錄T時(shí)間，交替記錄，可以滿足實(shí)時(shí)性的要求，記錄的時(shí)間T要根據(jù)具體采用的計(jì)算機(jī)硬件確定，交替進(jìn)行的時(shí)間T一般為5-15秒，本實(shí)施例T＝10秒。
權(quán)利要求1.一種實(shí)時(shí)無(wú)壓縮視頻圖像的記錄裝置，其特征在于由攝像機(jī)、圖像采集處理器、計(jì)算機(jī)及并行接口電路、硬盤及硬盤控制器、光盤存儲(chǔ)系統(tǒng)及圖像顯示器組成，其中圖像采集處理器接收攝像機(jī)進(jìn)來(lái)的圖像信號(hào)，將其進(jìn)行數(shù)字化處理后，與硬盤及硬盤控制器通訊，或通過計(jì)算機(jī)局部PCI總線分別與并行接口電路、光盤存儲(chǔ)系統(tǒng)及圖像顯示器通訊；所述計(jì)算機(jī)以微處理器CPU為核心，采用局部PCI總線用以支持圖像采集、視頻回放、硬盤控制器和內(nèi)部機(jī)制的管理；硬盤通過硬盤控制器、經(jīng)局部PCI總線分別與并行接口電路、光盤存儲(chǔ)系統(tǒng)及圖像顯示器通訊。
2.按照權(quán)利要求1所述實(shí)時(shí)無(wú)壓縮視頻圖像的記錄裝置，其特征在于所述圖像采集處理器自配緩存，可映射為視頻緩存和作為硬盤存儲(chǔ)的出口。
3.按照權(quán)利要求1所述實(shí)時(shí)無(wú)壓縮視頻圖像的記錄裝置，其特征在于所述并行接口電路可與B碼時(shí)統(tǒng)和軸角編碼器相連，用以接收每幅圖像的同時(shí)接收其B碼時(shí)統(tǒng)和軸角編碼器的角度值。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種實(shí)時(shí)無(wú)壓縮視頻圖像的記錄裝置。由攝像機(jī)、圖像采集處理器、計(jì)算機(jī)及并行接口電路、硬盤及硬盤控制器、光盤存儲(chǔ)系統(tǒng)及圖像顯示器組成，圖像采集處理器接收攝像機(jī)進(jìn)來(lái)的圖像信號(hào)，將其進(jìn)行數(shù)字化處理后，與硬盤及硬盤控制器通訊，或通過計(jì)算機(jī)局部PCI總線分別與并行接口電路、光盤存儲(chǔ)系統(tǒng)及圖像顯示器通訊；計(jì)算機(jī)以微處理器CPU為核心，采用局部PCI總線用以支持圖像采集、視頻回放、硬盤控制器和內(nèi)部機(jī)制的管理；硬盤通過硬盤控制器、經(jīng)局部PCI總線分別與并行接口電路、光盤存儲(chǔ)系統(tǒng)及圖像顯示器通訊。本實(shí)用新型把硬盤記錄和內(nèi)存記錄結(jié)合起來(lái)，既能夠無(wú)壓縮的實(shí)時(shí)記錄視頻圖像，又能夠大大降低硬件成本。
文檔編號(hào)H04N5/765GK2894156SQ20062009062
公開日2007年4月25日 申請(qǐng)日期2006年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月29日
發(fā)明者孫銳, 王旭, 佟新鑫 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所