專利名稱：機(jī)動車數(shù)字圖像變頻記錄系統(tǒng)與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于機(jī)動車上的數(shù)字圖像變頻記錄系統(tǒng)及其圖像記錄方法。
背景技術(shù)：
為了交通安全及取證需求，很多機(jī)動車上安裝了 VDR(Videc) Drive Recorder), DVR(Digital Video Recor der)進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的記錄。現(xiàn)有DVR產(chǎn)品均是以固定的頻率 (幀率)進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)記錄的，這必然存在圖像記錄頻率與數(shù)據(jù)保存空間(SD卡、Flash)之間的矛盾。首先，為了更完整地記錄機(jī)動車發(fā)生交通異常時刻前后的狀態(tài)影像，以更清晰地還原交通異常點前后的影像信息，則必須提高攝像記錄的頻率，使得發(fā)生交通異常時刻點前后的影像紀(jì)錄時間間隙盡量短。然而，影像數(shù)據(jù)記錄空間是有限的，
提高攝像記錄頻率，在同樣的圖像壓縮率和攝像分辨率下，勢必會增加影像數(shù)據(jù)內(nèi)容， 從而需要更多的數(shù)據(jù)記錄空間?，F(xiàn)有的DVR設(shè)計在處理上述問題時只能根據(jù)需求對記錄頻率和存儲空間進(jìn)行犧牲和平衡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需解決的問題是提供一種能夠根據(jù)車輛運(yùn)行情況及圖像情況自動調(diào)節(jié)攝像頻率及存儲數(shù)據(jù)大小的圖像變頻記錄系統(tǒng)及其記錄方法。為解決上述問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為一種機(jī)動車數(shù)字圖像變頻記錄系統(tǒng)，包括中央處理器模塊、與中央處理器模塊連接的數(shù)據(jù)存儲模塊，攝像頭模塊，所述攝像頭模塊通過視頻采集模塊連接中央處理器模塊，還包括車速采集模塊，所述中央處理器模塊根據(jù)車速采集模塊采集的車輛行駛速度信號，對視頻采集模塊采集到的圖像信號進(jìn)行處理后存儲至數(shù)據(jù)存儲模塊。具體的，所述系統(tǒng)還包括與中央處理器模塊連接的顯示模塊及數(shù)據(jù)輸入接口、數(shù)據(jù)輸出接口。優(yōu)選的，所述系統(tǒng)具有初始的自動變頻設(shè)定，并具有提供給用戶操作的變頻設(shè)定接口?；谏鲜鱿到y(tǒng)，本發(fā)明還提供一種數(shù)字圖像變頻記錄方法，步驟為
(1)首先圖像采集模塊控制攝像頭以設(shè)計需求的最大頻率 Jdiw完成對圖像數(shù)據(jù)的基本采集
(2)同時，中央處理器模塊采集計算車輛當(dāng)前行駛的速度1
(3)跟據(jù)采集計算所得的車輛行駛速度ν，對圖像采集過程所得的圖像進(jìn)行幀頻過濾， 以降低圖像幀頻；
(4)中央處理器模塊查詢圖像存儲模塊的剩余空間，若圖像存儲空間充足，則將幀頻過濾后的圖像保存至圖像存儲器；否則執(zhí)行步驟(5)；
(5)對已存儲的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行抽頻刪除，釋放一定的存儲空間；(6)將步驟(4)中幀頻過濾后得到的圖像保存至圖像存儲器。一種優(yōu)選的方案為所述步驟(3)中設(shè)速度ν小于Vf時,幀頻過濾的目標(biāo)頻率與
速度ι成逐漸增大的正比關(guān)系，至速度為%時的變頻目標(biāo)頻率為jdin;當(dāng)速度大于等于 Vf時，目標(biāo)頻率保持為JpsMax,、一種優(yōu)選的方案為步驟(5)中所述抽頻采用變頻抽頻方式，即在所保存的圖像數(shù)據(jù)隊列中，從數(shù)據(jù)時間最早位置往前推演，對圖像數(shù)據(jù)幀執(zhí)行變頻過濾刪除，存儲時間越早的數(shù)據(jù)，被抽幀刪除越多，直至一定時間的圖像中最終沒有數(shù)據(jù)幀，即頻率為0。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于
(1)本發(fā)明所述記錄儀創(chuàng)新性的根據(jù)機(jī)動車應(yīng)用特點進(jìn)行車載交通安全攝像記錄，動態(tài)地控制圖像數(shù)據(jù)的記錄頻率，以達(dá)到最佳圖像場景還原需求下，最大限度地提高圖像存儲空間的有效利用率；
(2)本發(fā)明所述方法依據(jù)機(jī)動車速度及用戶設(shè)置原則進(jìn)行變頻記錄；刪除時，依據(jù)數(shù)據(jù)陳舊程度進(jìn)行變頻過濾刪除的方法，實現(xiàn)了在保證最佳圖像場景還原需求下，最大限度地提高圖像存儲空間的有效利用率的設(shè)計目的，節(jié)省存儲成本，同時提高圖像場景存儲的時間歷史，達(dá)到時間、空間兩個維度的設(shè)計提升。


圖1為本發(fā)明所述系統(tǒng)原理組成示意框圖； 圖2為本發(fā)明所述方法流程示意圖3為本發(fā)明所述方法中變頻過濾原理示意圖； 圖4為本發(fā)明所述方法中變頻刪除原理示意圖； 圖5為本發(fā)明所述方法中幀頻過濾的目標(biāo)頻率與速度ι關(guān)系圖。
具體實施例方式為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。如圖1所示，本發(fā)明所揭示的數(shù)字圖像變頻記錄系統(tǒng)，包括中央處理器模塊，與中央處理器模塊連接的數(shù)據(jù)存儲模塊、車速采集模塊、顯示模塊、數(shù)據(jù)輸入接口及數(shù)據(jù)輸出接口，及攝像頭模塊。車速采集模塊負(fù)責(zé)采集汽車當(dāng)前行駛速度；數(shù)據(jù)存儲模塊用于保存圖像數(shù)據(jù)及其它需記錄的數(shù)據(jù)，一般選用高速SD卡、Flash、硬盤等非易失性存儲體；數(shù)據(jù)輸入接口用于接收外部的參數(shù)設(shè)定信息或數(shù)據(jù)等，數(shù)據(jù)輸出接口用于連接外部設(shè)備，將記錄數(shù)據(jù)導(dǎo)出。所述攝像頭模塊通過視頻采集模塊連接中央處理器模塊，所述中央處理器模塊接收車速采集模塊采集的車輛行駛速度信號，并根據(jù)該信號對視頻采集模塊采集到的圖像信號進(jìn)行處理后存儲至數(shù)據(jù)存儲模塊，以達(dá)到節(jié)約存儲空間又能盡可能的保存住有效信息的目的。該系統(tǒng)設(shè)計時，可根據(jù)需要設(shè)定初始的自動變頻設(shè)定，系統(tǒng)工作時，按設(shè)定的變頻方式對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；系統(tǒng)中還可同時設(shè)置用戶接口模塊，供用戶操作進(jìn)行變頻方式設(shè)定。見圖2，基于上述數(shù)字圖像變頻記錄系統(tǒng)，本發(fā)明所揭示的數(shù)字圖像變頻記錄方法為首先圖像采集模塊控制攝像頭以設(shè)計需求的最大頻完成對圖像數(shù)據(jù)的基本采集，其中，為Frame Per Second，表示一秒內(nèi)采集到的圖像數(shù)據(jù)幀數(shù)量；同時，中央處理器模塊采集計算車輛當(dāng)前行駛的速度ν。然后跟據(jù)采集計算所得的車輛行駛速度ν，對圖像采集過程所得的圖像進(jìn)行幀頻過濾，以降低圖像幀頻。變頻后的數(shù)據(jù)并不直接存儲，還需中央處理器模塊查詢圖像存儲模塊的剩余空間，若圖像存儲空間充足，則將幀頻過濾后的圖像進(jìn)行時間戳標(biāo)記、編碼后直接保存至圖像存儲器；否則執(zhí)行步驟要對已存儲的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行抽頻刪除，釋放一定的存儲空間，再將幀頻過濾后得到的圖像進(jìn)行時間戳標(biāo)記、編碼后保存至圖像存儲器。見圖3，即對圖像幀進(jìn)行變頻過濾，即幀頻過濾的具體過程為時間周期Γ (單位 秒)中按照系統(tǒng)最大頻率J^lfac采集到的圖像幀數(shù)為加胞- ;當(dāng)確定當(dāng)前變頻目標(biāo)頻后，對周期T中J^Mw吁幀的圖像進(jìn)行均勻過濾保留>& 1(5『幀圖像，其余圖像刪除，即得到該時間周期T內(nèi)頻率為的圖像采樣結(jié)果。速度1與變頻所得目標(biāo)頻率的對應(yīng)關(guān)系可如圖5所示。在速度V小于% (該
值可按系統(tǒng)評估及實際需求設(shè)置，比如60km/h，會有可能隨系統(tǒng)產(chǎn)品化定制情況而調(diào)整) 時，此時認(rèn)為是停車和偏中低速行駛情況下，變頻所得目標(biāo)頻率由停車時(速度ν為0)的 JjsM 以與速度V正比關(guān)系(具體比例關(guān)系也可根據(jù)系統(tǒng)評估及實際需求設(shè)置)，逐漸增大
至速度為%時的變頻目標(biāo)頻率J^ilK,在速度大于等于%時(偏中髙速行駛情況下)，目標(biāo)頻率保持為J^Mw。因為停車、慢速行駛時，車輛周邊的環(huán)境圖像相對中髙速行駛變化慢，圖像幀間時間間隔稍大(既圖像幀頻稍低)，對活動環(huán)境的還原效果與高速行駛時稍高頻紀(jì)錄的效果相當(dāng)；而在中高速行駛時，車輛周邊環(huán)境變化相對較快，圖像幀間時間間隔宜小，才有利于一旦發(fā)生與自車相關(guān)的交通異常時還原環(huán)境線索。如圖4所示，對圖像進(jìn)行抽頻刪除的方法與上述變頻過濾過程類似，即也是在一段時間內(nèi)，通過均勻抽取并刪除其余圖像的方式釋放空間。抽頻過程中采用變頻抽頻的方式，即在所保存的圖像數(shù)據(jù)隊列中，從數(shù)據(jù)時間最早位置往前推演，對圖像數(shù)據(jù)幀執(zhí)行變頻過濾刪除，存儲時間越早的數(shù)據(jù)，被抽幀刪除的越多，直至一定時間的圖像中最終沒有數(shù)據(jù)幀，即頻率為0。以上僅為本發(fā)明較優(yōu)選的實施例，需說明的是，在未脫離本發(fā)明構(gòu)思前提下對其所做的任何微小變化及等同替換，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.機(jī)動車數(shù)字圖像變頻記錄系統(tǒng)，包括中央處理器模塊、與中央處理器模塊連接的數(shù)據(jù)存儲模塊，攝像頭模塊，所述攝像頭模塊通過視頻采集模塊連接中央處理器模塊，其特征在于，還包括車速采集模塊，所述中央處理器模塊根據(jù)車速采集模塊采集的車輛行駛速度信號，對視頻采集模塊采集到的圖像信號進(jìn)行處理后存儲至數(shù)據(jù)存儲模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)動車數(shù)字圖像變頻記錄系統(tǒng)，其特征在于還包括與中央處理器模塊連接的顯示模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)動車數(shù)字圖像變頻記錄系統(tǒng)，其特征在于，還包括與中央處理器模塊連接的數(shù)據(jù)輸入接口及數(shù)據(jù)輸出接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)動車數(shù)字圖像變頻記錄系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)具有初始的自動變頻設(shè)定，并具有提供給用戶操作的變頻設(shè)定接口。
5.一種數(shù)字圖像變頻記錄方法，步驟為(1)首先圖像采集模塊控制攝像頭以設(shè)計需求的最大頻率 J^SMK完成對圖像數(shù)據(jù)的基本采集(2)同時，中央處理器模塊采集計算車輛當(dāng)前行駛的速度ν；(3)跟據(jù)采集計算所得的車輛行駛速度ν，對圖像采集過程所得的圖像進(jìn)行幀頻過濾， 以降低圖像幀頻；(4)中央處理器模塊查詢圖像存儲模塊的剩余空間，若圖像存儲空間充足，則將幀頻過濾后的圖像保存至圖像存儲器；否則執(zhí)行步驟(5)；(5)對已存儲的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行抽頻刪除，釋放一定的存儲空間；(6)將步驟(4)中幀頻過濾后得到的圖像保存至圖像存儲器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)字圖像變頻記錄方法，其特征在于所述步驟(3)中設(shè)速度、小于tlf時，幀頻過濾的目標(biāo)頻率與速度ν成逐漸增大的正比關(guān)系，至速度為Vf時的變頻目標(biāo)頻率為JisMk ；當(dāng)速度大于等于%時，目標(biāo)頻率保持為JpsMax^
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的數(shù)字圖像變頻記錄方法，其特征在于，步驟(5)中所述抽頻采用變頻抽頻的方式，即在所保存的圖像數(shù)據(jù)隊列中，從數(shù)據(jù)時間最早位置往前推演，對圖像數(shù)據(jù)幀執(zhí)行變頻過濾刪除，存儲時間越早的數(shù)據(jù)，被抽幀刪除越多，直至一定時間的圖像中最終沒有數(shù)據(jù)幀，即頻率為0。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)字圖像變頻記錄方法，其特征在于，步驟(4)中把幀頻過濾后所得的圖像數(shù)據(jù)幀進(jìn)行時間戳標(biāo)記、編碼后再保存至圖像存儲器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種機(jī)動車數(shù)字圖像變頻記錄系統(tǒng)與方法，所述系統(tǒng)包括中央處理器模塊及與其連接的數(shù)據(jù)存儲模塊、車速采集模塊、顯示模塊等；中央處理器模塊根據(jù)車速采集模塊采集的車輛行駛速度信號，對視頻采集模塊采集到的圖像信號進(jìn)行變頻過濾后存儲至數(shù)據(jù)存儲模塊；所述系統(tǒng)存儲時還考慮存儲空間情況，判斷是否進(jìn)行變頻刪除工作。本發(fā)明所述記錄儀創(chuàng)新性的根據(jù)機(jī)動車應(yīng)用特點進(jìn)行車載交通安全攝像記錄，動態(tài)地控制圖像數(shù)據(jù)的記錄頻率，以達(dá)到最佳圖像場景還原需求下，最大限度地提高圖像存儲空間的有效利用率。
文檔編號H04N7/18GK102320273SQ201110186168
公開日2012年1月18日 申請日期2011年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月5日
發(fā)明者彭宏志, 杜孫正 申請人:惠州市德賽西威汽車電子有限公司