專利名稱：新型網(wǎng)絡(luò)數(shù)字高速球的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是涉及到一種數(shù)字球式攝像設(shè)備，更具體講涉及一種集視頻壓縮技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、嵌入式技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù)于一體的新型網(wǎng)絡(luò)數(shù)字高速球。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的CCTV視頻監(jiān)控中，傳統(tǒng)的視頻信號(hào)是模擬信號(hào)，視頻信號(hào)的傳輸通常采用通過同軸電纜傳輸?shù)姆绞?。模擬監(jiān)控在進(jìn)行長延時(shí)錄像時(shí)的圖像質(zhì)量較差，也不利于長距離傳輸且不能高速巡航。要遠(yuǎn)距離、高清晰、同步傳輸多路視頻和音頻信號(hào)，最為經(jīng)濟(jì)可行的方法就是將模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化，并對(duì)其壓縮編碼，利用公用或?qū)Ｓ猛ㄓ嵕€路傳輸。隨著IC技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)現(xiàn)有的傳統(tǒng)技術(shù)提出了挑戰(zhàn)，要求攝像機(jī)夠能夠在前端實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻信息的采集處理，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用型的目的在于提供一種新型網(wǎng)絡(luò)數(shù)字高速球，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在圖像質(zhì)量較差，不利于長距離傳輸、不能高速巡航的問題，通過內(nèi)置了數(shù)字壓縮芯片和基于WEB的操作系統(tǒng)，使得視頻數(shù)據(jù)經(jīng)壓縮加密后，通過Internet送至終端用戶。本實(shí)用型的的采用的技術(shù)方案是一種新型網(wǎng)絡(luò)數(shù)字高速球，其特征在于由鏡頭、CCD圖像傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、編碼壓縮模塊、主控芯片、網(wǎng)絡(luò)模塊、Flash存儲(chǔ)模塊、Ram存儲(chǔ)模塊以及云臺(tái)模塊組成，CCD圖像傳感器與A/D轉(zhuǎn)換器連接，A/D轉(zhuǎn)換器通過編碼壓縮模塊與主控芯片連接，主控芯片還與網(wǎng)絡(luò)模塊、Flash存儲(chǔ)模塊、Ram存儲(chǔ)模塊以及云臺(tái)模塊連接。所述的鏡頭，米用手動(dòng)調(diào)焦鏡頭。所述的(XD圖像傳感器采用Super CXD圖像傳感器。所述的A/D轉(zhuǎn)換器采用獨(dú)立的A/D模塊。所述的主控芯片采用嵌入式Linux系統(tǒng)的嵌入式芯片。所述的云臺(tái)模塊由解碼器和電機(jī)組成，電機(jī)采用精密微分步進(jìn)電機(jī)。所述的網(wǎng)絡(luò)模塊采用標(biāo)準(zhǔn)RJ45網(wǎng)絡(luò)接口，支持RTP/RTCp、UDP、HTTP、TCP/IP、PPPOE多種網(wǎng)協(xié)議，能夠直接將信號(hào)發(fā)送到Internet。本實(shí)用新型采用嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，在主控芯片上集成了視頻壓縮與傳輸處理功能，攝像機(jī)將采集的視頻信號(hào)數(shù)字化后進(jìn)行壓縮，然后通過內(nèi)部處理后傳送到網(wǎng)絡(luò)或服務(wù)器上，網(wǎng)絡(luò)上的用戶可以通過專用軟件 或者直接用瀏覽器觀看Web服務(wù)器上的攝像機(jī)圖像，授權(quán)用戶還可以控制攝像機(jī)云臺(tái)鏡頭的動(dòng)作或?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行配置。這種監(jiān)控系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是把視頻壓縮和處理功能集成到一個(gè)體積很小的設(shè)備內(nèi)，可以直接連入以太網(wǎng)或廣域網(wǎng)，達(dá)到即插即看，省掉各種復(fù)雜的電纜，安裝方便(僅需設(shè)置一個(gè)IP地址)，用戶端甚至無需使用專用軟件而僅用瀏覽器即可觀看。[0013]本實(shí)用型的優(yōu)點(diǎn)在于采用新的三維定位方式，采用的新型的編碼壓縮模塊及視頻分析技術(shù)；新的編碼模塊采用H. 264的基礎(chǔ)上優(yōu)化的視頻編碼算法，處理速度更快，更加有效地減低帶寬占用率；內(nèi)置云臺(tái)采用“精密微分步進(jìn)電機(jī)”實(shí)現(xiàn)高速球的快速、準(zhǔn)確定位、巡航；集成的新型視頻檢測技術(shù)，集成了更加豐富的觸發(fā)事件，更加準(zhǔn)確有效地判定可以行為并且不遺漏。本實(shí)用新型通過事件觸發(fā)，改變分辨率、幀率，達(dá)到有效地降低寬帶成本，節(jié)省儲(chǔ)存資源，提高監(jiān)控效率的有益效果。

圖1是本實(shí)用新型的電路連接框圖。
具體實(shí)施方式
一種新型網(wǎng)絡(luò)數(shù)字高速球，其特征在于由鏡頭1、CXD圖像傳感器2、A/D轉(zhuǎn)換器3、編碼壓縮模塊4、主控芯片5、網(wǎng)絡(luò)模塊6、Flash存儲(chǔ)模塊7、Ram存儲(chǔ)模塊8以及云臺(tái)模塊9組成，CXD圖像傳感器2與A/D轉(zhuǎn)換器3連接，A/D轉(zhuǎn)換器3通過編碼壓縮模塊4與主控芯片5連接，主控芯片5還與網(wǎng)絡(luò)模塊6、Flash存儲(chǔ)模塊7、Ram存儲(chǔ)模塊8以及云臺(tái)模塊9連接。所述的鏡頭I，米用手動(dòng)調(diào)焦鏡頭。所述的CXD圖像傳感器2采用Super CXD圖像傳感器。所述的A/D轉(zhuǎn)換器3采用獨(dú)立的A/D模塊。所述的主控芯片5采用嵌入式Linux系統(tǒng)的嵌入式芯片。所述的云臺(tái)模塊9由解碼器10和電機(jī)11組成，電機(jī)11采用精密微分步進(jìn)電機(jī)。所述的網(wǎng)絡(luò)模塊6采用標(biāo)準(zhǔn)RJ45網(wǎng)絡(luò)接口，支持RTP/RTCp、UDP、HTTP、TCP/IP、PPPOE多種網(wǎng)協(xié)議，能夠直接將信號(hào)發(fā)送到Internet。本實(shí)用新型機(jī)啟動(dòng)時(shí)，主控芯片5將固化在flash存儲(chǔ)模塊7中的Linux內(nèi)核轉(zhuǎn)入系統(tǒng)內(nèi)存SDRAM中，系統(tǒng)從SDRAM啟動(dòng)。系統(tǒng)啟動(dòng)后，主控芯片5通過串行接口控制編碼壓縮模塊4、網(wǎng)絡(luò)模塊6、云臺(tái)模塊9、及串行接口，系統(tǒng)啟動(dòng)完畢后開始加載啟動(dòng)代碼、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等。系統(tǒng)工作流程如下圖像信號(hào)經(jīng)過鏡頭I采集光學(xué)信號(hào)后，由CXD圖像傳感器2轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，A/D轉(zhuǎn)換器3將模擬信號(hào)，再經(jīng)過編碼器按一定的編碼壓縮，在控制器的控制下，由網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模塊按一定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上，主控芯片還可以接受報(bào)警信號(hào)及向外發(fā)送報(bào)警信號(hào)，且按要求發(fā)出控制信號(hào)。本實(shí)用新型，內(nèi)置云臺(tái)采用“精密微分步進(jìn)電機(jī)”實(shí)現(xiàn)高速球的快速、準(zhǔn)確定位、巡航，為了保證機(jī)體的散熱采用雙風(fēng)扇設(shè)計(jì)，形成空氣對(duì)流，采用金屬外殼加遮陽罩，采用一體化快裝設(shè)計(jì)，安裝更方便。本實(shí)用型的鏡頭I采用手動(dòng)可變焦鏡頭，可根據(jù)實(shí)際的現(xiàn)場情況調(diào)節(jié)鏡頭的焦距。本實(shí)用新型CXD圖像傳感器2采用新型電荷耦合器Super CXD圖像傳感器，采用蜂窩狀的八邊二極管，排列結(jié)構(gòu)比普通CCD更加緊密，像素利用率高，感光二極管就有更多的空間。使感光度、信噪比和動(dòng)態(tài)范圍對(duì)比普通CCD都有所提高。采用逐行掃描技術(shù)，畫面無拖影延遲。同時(shí)具有靈敏度高、色彩還原好、信噪比高的特點(diǎn)。本實(shí)用新型A/D轉(zhuǎn)換器3采用獨(dú)立的A/D轉(zhuǎn)換模塊，將光信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成為符合ITU656標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視頻信號(hào)，并將信號(hào)傳輸?shù)骄幋a壓縮模塊，按一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行壓縮編碼減少視頻信息的冗余，利用更低的碼流實(shí)現(xiàn)視頻的網(wǎng)絡(luò)傳輸及存儲(chǔ)。編碼程序采用多媒體視頻處理工具FFmpeg，它提供了一套完整的視頻錄制，轉(zhuǎn)換及流化音視頻解決方案，包括了目前領(lǐng)先的音/視頻編碼庫libavcodec，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)MJPEG、MPEG-4、H. 264的支持。系統(tǒng)支持多碼流技術(shù)，能夠產(chǎn)生并傳輸多個(gè)不同幀率、分辨率的碼流，以滿足不同用戶的需求。主控芯片5負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)度，協(xié)調(diào)各個(gè)模塊之間的工作，可以直接控制編碼壓縮模塊4及網(wǎng)絡(luò)模塊6，網(wǎng)絡(luò)模塊6在接受到主控芯片的控制命令，將編碼壓縮后的視頻發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上，或者從網(wǎng)絡(luò)接受控制、訪問命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)攝像機(jī)的訪問、參數(shù)修改及實(shí)時(shí)瀏覽。采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)，集成了自主研發(fā)的視頻分析技術(shù)，能夠?qū)σ曨l內(nèi)容自動(dòng)進(jìn)行分析提取，將無用的視頻信息進(jìn)行過濾，而對(duì)可以的視頻內(nèi)容，可以自動(dòng)觸發(fā)事件從而改變分辨率、幀率，并發(fā)送報(bào)警信息給客戶端。利用視頻分析技術(shù)能夠大量的減少存儲(chǔ)成本和網(wǎng)絡(luò)帶寬的開銷，更加重要的是提高了智能化監(jiān)控的水平。網(wǎng)絡(luò)模塊6采用標(biāo)準(zhǔn)的RJ45網(wǎng)絡(luò)接口，能夠簡便地接入以太網(wǎng)。在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議方面，支持 TCP/IP，UDP、HTTP、FTP、TeInet、DHCP、NTP、DNS、DDNS、PPPOE 和 UPNP 等。視頻數(shù)據(jù)的傳輸則采取實(shí)施傳輸協(xié)議RTP和實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議RTCP配合使用，以實(shí)現(xiàn)實(shí)施視頻流碼的實(shí)時(shí)傳輸控制，并采用Qos機(jī)制，確保視頻傳輸帶寬在穩(wěn)定的水平上，更加有效地利用寬帶資源，從而保證視頻的傳輸質(zhì)量。控制信號(hào)則通過TCP/IP協(xié)議傳輸，保證傳輸絕對(duì)可靠，不丟包，完成相應(yīng)的動(dòng)作。另外系統(tǒng)外置了 SD卡作為緩存器 ，可以實(shí)現(xiàn)本地臨時(shí)存儲(chǔ)功能，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)模塊7檢測到網(wǎng)絡(luò)故障的額時(shí)候，可以將視頻暫時(shí)儲(chǔ)存到SD卡中，這將有效地保證臨時(shí)網(wǎng)絡(luò)問題下視頻的連續(xù)性和完整性。
權(quán)利要求1.一種新型網(wǎng)絡(luò)數(shù)字高速球，由鏡頭、CCD圖像傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、編碼壓縮模塊、主控芯片、網(wǎng)絡(luò)模塊、Flash存儲(chǔ)模塊、Ram存儲(chǔ)模塊以及云臺(tái)模塊組成，其特征在于CCD圖像傳感器與A/D轉(zhuǎn)換器連接，A/D轉(zhuǎn)換器通過編碼壓縮模塊與主控芯片連接，主控芯片還與網(wǎng)絡(luò)模塊、Flash存儲(chǔ)模塊、Ram存儲(chǔ)模塊以及云臺(tái)模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型網(wǎng)絡(luò)數(shù)字高速球，其特征在于所述的鏡頭，采用手動(dòng)調(diào)焦鏡頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型網(wǎng)絡(luò)數(shù)字高速球，其特征在于所述的CCD圖像傳感器采用Super (XD圖像傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型網(wǎng)絡(luò)數(shù)字高速球，其特征在于所述的A/D轉(zhuǎn)換器采用獨(dú)立的A/D模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型網(wǎng)絡(luò)數(shù)字高速球，其特征在于所述的主控芯片采用嵌入式Linux系統(tǒng)的嵌入式芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字高速球，其特征在于所述的云臺(tái)模塊由解碼器和電機(jī)組成，電機(jī)采用精密微分步進(jìn)電機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型網(wǎng)絡(luò)數(shù)字高速球，其特征在于所述的網(wǎng)絡(luò)模塊采用標(biāo)準(zhǔn)RJ45網(wǎng)絡(luò)接口，支持RTP/RTCp、UDP、HTTP、TCP/IP、PPPOE多種網(wǎng)協(xié)議，能夠直接將信號(hào)發(fā)送至丨J Internet。
專利摘要一種新型網(wǎng)絡(luò)數(shù)字高速球，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在圖像質(zhì)量較差，不利于長距離傳輸、不能高速巡航的問題，其特征在于由鏡頭、CCD圖像傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、編碼壓縮模塊、主控芯片、網(wǎng)絡(luò)模塊、Flash存儲(chǔ)模塊、Ram存儲(chǔ)模塊以及云臺(tái)模塊組成，CCD圖像傳感器與A/D轉(zhuǎn)換器連接，A/D轉(zhuǎn)換器通過編碼壓縮模塊與主控芯片連接，主控芯片還與網(wǎng)絡(luò)模塊、Flash存儲(chǔ)模塊、Ram存儲(chǔ)模塊以及云臺(tái)模塊連接。本實(shí)用新型通過事件觸發(fā)，改變分辨率、幀率，達(dá)到有效地降低寬帶成本，節(jié)省儲(chǔ)存資源，提高監(jiān)控效率的有益效果。
文檔編號(hào)H04N7/18GK202856907SQ201220559109
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月29日
發(fā)明者鐘華喜 申請(qǐng)人:鐘華喜