專(zhuān)利名稱(chēng)：模擬攝像機(jī)與高清攝像機(jī)之間實(shí)現(xiàn)圖像同步的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子警察領(lǐng)域，特別涉及電子警察系統(tǒng)中攝像監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種電子警察系統(tǒng)中模擬攝像機(jī)與高清攝像機(jī)之間實(shí)現(xiàn)圖像同步的系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代社會(huì)中，隨著城市中汽車(chē)數(shù)量的不斷增加，道路管理也需要不斷強(qiáng)化，而電子警察系統(tǒng)作為一種高科技監(jiān)控手段，已經(jīng)成為現(xiàn)代道路安全管理不可或缺的重要工具，其中最重要的就是攝像系統(tǒng)，其中包括模擬攝像機(jī)和高清攝像機(jī)。模擬攝像機(jī)相對(duì)于高清攝像機(jī)，其感光靈敏度有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)，因此采用模擬攝像機(jī)做全景、高清攝像機(jī)做號(hào)牌的方式，在夜間的圖片效果上有很不錯(cuò)的表現(xiàn)。但是不同于模擬攝像機(jī)，采用集中式控制的方式，現(xiàn)有的高清智能攝像機(jī)采用了分布式控制的方式。因此要同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩種控制方式對(duì)系統(tǒng)的要求過(guò)大，而單一的采用集中式控制方式會(huì)大大增加控制軟件的工作量；而分布式的控制方式，卻很難讓模擬攝像機(jī)與高清攝像機(jī)之間完成同步，也就是很難保證號(hào)牌圖片與全景圖片一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種能夠有效解決模擬攝像機(jī)與高清攝像機(jī)之間的同步問(wèn)題、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用、工作性能穩(wěn)定可靠、適用范圍較為廣泛的電子警察系統(tǒng)中模擬攝像機(jī)與高清攝像機(jī)之間實(shí)現(xiàn)圖像同步的系統(tǒng)及方法。為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的電子警察系統(tǒng)中模擬攝像機(jī)與高清攝像機(jī)之間實(shí)現(xiàn)圖像同步的系統(tǒng)及方法如下:該電子警察系統(tǒng)中模擬攝像機(jī)與高清攝像機(jī)之間實(shí)現(xiàn)圖像同步的系統(tǒng)，其主要特點(diǎn)是，所述的系統(tǒng)包括模擬視頻采集控制模塊、網(wǎng)絡(luò)交換模塊和下位工控機(jī)模塊，所述的下位工控機(jī)模塊通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換模塊與數(shù)個(gè)高清攝像機(jī)相連接，且所述的下位工控機(jī)模塊依次通過(guò)所述的網(wǎng)絡(luò)交換模塊和模擬視頻采集控制模塊與模擬攝像機(jī)相連接，所述的下位工控機(jī)模塊中設(shè)置有基準(zhǔn)時(shí)鐘單元，所述的模擬視頻采集控制模塊包括中央控制單元、第一實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元和圖像緩存單元，所述的中央控制單元分別與所述的第一實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元和圖像緩存單元相連接，所述的各個(gè)高清攝像機(jī)中均設(shè)置有第二實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元，所述的第一實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元和第二實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元分別與所述的基準(zhǔn)時(shí)鐘單元保持同步。該電子警察系統(tǒng)中模擬攝像機(jī)與高清攝像機(jī)之間實(shí)現(xiàn)圖像同步的系統(tǒng)中的中央控制單元為T(mén)I DM642芯片。該電子警察系統(tǒng)中模擬攝像機(jī)與高清攝像機(jī)之間實(shí)現(xiàn)圖像同步的系統(tǒng)中的圖像緩存單元中循環(huán)存儲(chǔ)至少256張圖片。該電子警察系統(tǒng)中模擬攝像機(jī)與高清攝像機(jī)之間實(shí)現(xiàn)圖像同步的系統(tǒng)中的模擬視頻采集控制模塊通過(guò)BNC視頻線與所述的模擬攝像機(jī)相連接。該基于上述的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電子警察系統(tǒng)中模擬攝像機(jī)與高清攝像機(jī)之間圖像同步的方法，其主要特點(diǎn)是，所述的方法包括以下步驟:(I)系統(tǒng)進(jìn)行初始化設(shè)置，將所述的第一實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元和第二實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元分別與所述的基準(zhǔn)時(shí)鐘單元進(jìn)行時(shí)鐘同步設(shè)置；(2)所述的模擬視頻采集控制模塊中的中央處理單元將模擬攝像機(jī)所實(shí)時(shí)抓拍的模擬圖片及從所述的第一實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元中所獲得拍攝時(shí)間信息一并存入所述的圖像緩存單元中；(3)所述的高清攝像機(jī)將所實(shí)時(shí)抓拍的高清圖片及從所述的第二實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元中所獲得高清拍攝時(shí)間信息進(jìn)行保存，并通過(guò)所述的網(wǎng)絡(luò)交換模塊傳送至所述的下位工控機(jī)模塊；(4)所述的下位工控機(jī)模塊提取所述的高清拍攝時(shí)間信息，并通過(guò)所述的網(wǎng)絡(luò)交換模塊傳送至所述的模擬視頻采集控制模塊中；(5)所述的模擬視頻采集控制模塊中的中央處理單元根據(jù)該高清拍攝時(shí)間信息，從所述的圖像緩存單元中搜索出與該高清拍攝時(shí)間信息最接近的拍攝時(shí)間信息所對(duì)應(yīng)的模擬圖片，并通過(guò)所述的網(wǎng)絡(luò)交換模塊傳送至所述的下位工控機(jī)模塊；(6)所述的下位工控機(jī)模塊將所述的模擬圖片和高清圖片一并輸出。該實(shí)現(xiàn)電子警察系統(tǒng)中模擬攝像機(jī)與高清攝像機(jī)之間圖像同步的方法中的將高清圖片及高清拍攝時(shí)間信息進(jìn)行保存，具體為:將所述的高清拍攝時(shí)間信息保存在高清圖片的文件頭信息中。該實(shí)現(xiàn)電子警察系統(tǒng)中模擬攝像機(jī)與高清攝像機(jī)之間圖像同步的方法中的高清圖片的文件格式為JPEG格式。采用了該發(fā)明的電子警察系統(tǒng)中模擬攝像機(jī)與高清攝像機(jī)之間實(shí)現(xiàn)圖像同步的系統(tǒng)及方法，由于其中采用了統(tǒng)一的對(duì)時(shí)平臺(tái)，將兩者的圖片進(jìn)行后同步，從而有效解決了模擬攝像機(jī)與高清攝像機(jī)之間的同步問(wèn)題，使得以工控機(jī)的時(shí)間為基準(zhǔn)，保證了攝像機(jī)和視頻盒之間的時(shí)間誤差在20ms以?xún)?nèi)，同時(shí)視頻采集盒一直處于采集狀態(tài)，不斷的將采集到的數(shù)據(jù)保存在圖像緩沖區(qū)中，并循環(huán)覆蓋；高清攝像機(jī)則只是在有需要的時(shí)候進(jìn)行圖像的抓拍，從而利用現(xiàn)場(chǎng)的工控機(jī)在時(shí)間上形成了一致，利用模擬視頻采集盒的采集功能和模擬攝像機(jī)圖片的尺寸較小，維護(hù)了一個(gè)圖片回溯的緩沖區(qū)，從而達(dá)到模擬攝像機(jī)與高清攝像機(jī)之間的圖片同步，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，工作性能穩(wěn)定可靠，適用范圍較為廣泛。


圖1為本發(fā)明的模擬攝像機(jī)與高清攝像機(jī)之間實(shí)現(xiàn)圖像同步的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參閱圖1所示，該電子警察系統(tǒng)中模擬攝像機(jī)與高清攝像機(jī)之間實(shí)現(xiàn)圖像同步的系統(tǒng)，其中，所述的系統(tǒng)包括模擬視頻采集控制模塊、網(wǎng)絡(luò)交換模塊和下位工控機(jī)模塊，所述的下位工控機(jī)模塊通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換模塊與數(shù)個(gè)高清攝像機(jī)相連接，且所述的下位工控機(jī)模塊依次通過(guò)所述的網(wǎng)絡(luò)交換模塊和模擬視頻采集控制模塊與模擬攝像機(jī)相連接，所述的下位工控機(jī)模塊中設(shè)置有基準(zhǔn)時(shí)鐘單元，所述的模擬視頻采集控制模塊包括中央控制單元、第一實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元和圖像緩存單元，所述的中央控制單元分別與所述的第一實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元和圖像緩存單元相連接，所述的各個(gè)高清攝像機(jī)中均設(shè)置有第二實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元，所述的第一實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元和第二實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元分別與所述的基準(zhǔn)時(shí)鐘單元保持同步。其中，該電子警察系統(tǒng)中模擬攝像機(jī)與高清攝像機(jī)之間實(shí)現(xiàn)圖像同步的系統(tǒng)中的中央控制單元為T(mén)I DM642芯片，該圖像緩存單元中循環(huán)存儲(chǔ)至少256張圖片，所述的模擬視頻采集控制模塊通過(guò)BNC視頻線與所述的模擬攝像機(jī)相連接。該基于上述的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電子警察系統(tǒng)中模擬攝像機(jī)與高清攝像機(jī)之間圖像同步的方法，其中包括以下步驟:(1)系統(tǒng)進(jìn)行初始化設(shè)置，將所述的第一實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元和第二實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元分別與所述的基準(zhǔn)時(shí)鐘單元進(jìn)行時(shí)鐘同步設(shè)置；(2)所述的模擬視頻采集控制模塊中的中央處理單元將模擬攝像機(jī)所實(shí)時(shí)抓拍的模擬圖片及從所述的第一實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元中所獲得拍攝時(shí)間信息一并存入所述的圖像緩存單元中；(3)所述的高清攝像機(jī)將所實(shí)時(shí)抓拍的高清圖片及從所述的第二實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元中所獲得高清拍攝時(shí)間信息進(jìn)行保存，并通過(guò)所述的網(wǎng)絡(luò)交換模塊傳送至所述的下位工控機(jī)模塊；該將高清圖片及高清拍攝時(shí)間信息進(jìn)行保存，具體為:將所述的高清拍攝時(shí)間信息保存在高清圖片的文件頭信息中；該高清圖片的文件格式為JPEG格式；(4)所述的下位工控機(jī)模塊提取所述的高清拍攝時(shí)間信息，并通過(guò)所述的網(wǎng)絡(luò)交換模塊傳送至所述的模擬視頻采集控制模塊中；(5)所述的模擬視頻采集控制模塊中的中央處理單元根據(jù)該高清拍攝時(shí)間信息，從所述的圖像緩存單元中搜索出與該高清拍攝時(shí)間信息最接近的拍攝時(shí)間信息所對(duì)應(yīng)的模擬圖片，并通過(guò)所述的網(wǎng)絡(luò)交換模塊傳送至所述的下位工控機(jī)模塊；(6)所述的下位工控機(jī)模塊將所述的模擬圖片和高清圖片一并輸出。在實(shí)際使用當(dāng)中，本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)基于下面幾點(diǎn)內(nèi)容: 對(duì)模擬攝像機(jī)采取分布式控制方式，利用TI的DSP芯片，DM642芯片的圖像采集通道，最大可以實(shí)現(xiàn)6路模擬視頻的接入。可以實(shí)現(xiàn)至少每秒20幀的模擬視頻采集。通過(guò)對(duì)DM642芯片的編程，完成分布式控制方式，并且在由DM642芯片構(gòu)成的視頻采集盒內(nèi)部分配一個(gè)圖像緩沖區(qū),循環(huán)存儲(chǔ)256張圖片。視頻盒內(nèi)部維持一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘系統(tǒng),將抓拍圖片的時(shí)間進(jìn)行保存，并與下位工控機(jī)中的時(shí)鐘系統(tǒng)形成統(tǒng)一； 高清攝像機(jī)內(nèi)部同樣維持一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘系統(tǒng)，與下位工控機(jī)中的時(shí)鐘系統(tǒng)形成統(tǒng)一；攝像機(jī)根據(jù)抓拍邏輯抓拍相關(guān)的圖片，并且將抓拍時(shí)的時(shí)間保存在圖片的JPEG頭中一并下傳給下位工控機(jī)； 工控機(jī)在獲得攝像機(jī)圖片后，解析圖片中的抓拍時(shí)間，并把這個(gè)時(shí)間發(fā)送給視頻盒。視頻盒再根據(jù)這個(gè)抓拍時(shí)間從256張圖像緩沖區(qū)中選出時(shí)間最接近的圖片，并發(fā)送給下位機(jī)。.通過(guò)這樣一個(gè)流程保證了模擬攝像機(jī)與高清攝像機(jī)之間的圖像同步。因此，根據(jù)這樣的抓拍流程，還要求工控機(jī)與攝像機(jī)和視頻盒之間保持持續(xù)的對(duì)時(shí)功能。以工控機(jī)的時(shí)間為基準(zhǔn)，保證攝像機(jī)和視頻盒之間的時(shí)間誤差在20ms以?xún)?nèi)。視頻采集盒應(yīng)該一直在采集狀態(tài)，不斷的將采集到的數(shù)據(jù)保存在圖像緩沖區(qū)中，并循環(huán)覆蓋；高清攝像機(jī)則只是在有需要的時(shí)候進(jìn)行圖像的抓拍。這樣的一種機(jī)制，就是利用現(xiàn)場(chǎng)的工控機(jī)在時(shí)間上形成一致，利用模擬視頻采集盒的采集功能和模擬攝像機(jī)圖片的尺寸較小，維護(hù)一個(gè)圖片回溯的緩沖區(qū)。達(dá)到模擬攝像機(jī)與高清攝像機(jī)之間的圖片同步。在本發(fā)明的系統(tǒng)中，關(guān)鍵是將模擬攝像機(jī)通過(guò)模擬視頻采集盒來(lái)做一個(gè)分布式控制，在攝像機(jī)、視頻盒以及工控機(jī)三者之間，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)一個(gè)共同的時(shí)鐘，然后根據(jù)抓拍后圖像的抓拍時(shí)間來(lái)尋找與之匹配的模擬圖片。采用了上述的電子警察系統(tǒng)中模擬攝像機(jī)與高清攝像機(jī)之間實(shí)現(xiàn)圖像同步的系統(tǒng)及方法，由于其中采用了統(tǒng)一的對(duì)時(shí)平臺(tái)，將兩者的圖片進(jìn)行后同步，從而有效解決了模擬攝像機(jī)與高清攝像機(jī)之間的同步問(wèn)題，使得以工控機(jī)的時(shí)間為基準(zhǔn)，保證了攝像機(jī)和視頻盒之間的時(shí)間誤差在20ms以?xún)?nèi)，同時(shí)視頻采集盒一直處于采集狀態(tài)，不斷的將采集到的數(shù)據(jù)保存在圖像緩沖區(qū)中，并循環(huán)覆蓋；高清攝像機(jī)則只是在有需要的時(shí)候進(jìn)行圖像的抓拍，從而利用現(xiàn)場(chǎng)的工控機(jī)在時(shí)間上形成了一致，利用模擬視頻采集盒的采集功能和模擬攝像機(jī)圖片的尺寸較小，維護(hù)了一個(gè)圖片回溯的緩沖區(qū)，從而達(dá)到模擬攝像機(jī)與高清攝像機(jī)之間的圖片同步，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，工作性能穩(wěn)定可靠，適用范圍較為廣泛。在此說(shuō)明書(shū)中，本發(fā)明已參照其特定的實(shí)施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，說(shuō)明書(shū)和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說(shuō)明性的而非限制性的。
權(quán)利要求
1.一種電子警察系統(tǒng)中模擬攝像機(jī)與高清攝像機(jī)之間實(shí)現(xiàn)圖像同步的系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)包括模擬視頻采集控制模塊、網(wǎng)絡(luò)交換模塊和下位工控機(jī)模塊，所述的下位工控機(jī)模塊通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換模塊與數(shù)個(gè)高清攝像機(jī)相連接，且所述的下位工控機(jī)模塊依次通過(guò)所述的網(wǎng)絡(luò)交換模塊和模擬視頻采集控制模塊與模擬攝像機(jī)相連接，所述的下位工控機(jī)模塊中設(shè)置有基準(zhǔn)時(shí)鐘單元，所述的模擬視頻采集控制模塊包括中央控制單元、第一實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元和圖像緩存單元，所述的中央控制單元分別與所述的第一實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元和圖像緩存單元相連接，所述的各個(gè)高清攝像機(jī)中均設(shè)置有第二實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元，所述的第一實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元和第二實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元分別與所述的基準(zhǔn)時(shí)鐘單元保持同步。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子警察系統(tǒng)中模擬攝像機(jī)與高清攝像機(jī)之間實(shí)現(xiàn)圖像同步的系統(tǒng)，其特征在于，所述的中央控制單元為T(mén)I DM642芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子警察系統(tǒng)中模擬攝像機(jī)與高清攝像機(jī)之間實(shí)現(xiàn)圖像同步的系統(tǒng)，其特征在于，所述的圖像緩存單元中循環(huán)存儲(chǔ)至少256張圖片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子警察系統(tǒng)中模擬攝像機(jī)與高清攝像機(jī)之間實(shí)現(xiàn)圖像同步的系統(tǒng)，其特征在于，所述的模擬視頻采集控制模塊通過(guò)BNC視頻線與所述的模擬攝像機(jī)相連接。
5.一種基于權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電子警察系統(tǒng)中模擬攝像機(jī)與高清攝像機(jī)之間圖像同步的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步驟: (1)系統(tǒng)進(jìn)行初始化設(shè)置，將所述的第一實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元和第二實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元分別與所述的基準(zhǔn)時(shí)鐘單元進(jìn)行時(shí)鐘同步設(shè)置； (2)所述的模擬視頻采集控制模塊中的中央處理單元將模擬攝像機(jī)所實(shí)時(shí)抓拍的模擬圖片及從所述的第一實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元中所獲得拍攝時(shí)間信息一并存入所述的圖像緩存單元中； (3)所述的高清攝像機(jī)將所實(shí)時(shí)抓拍的高清圖片及從所述的第二實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元中所獲得高清拍攝時(shí)間信息進(jìn)行保存，并通過(guò)所述的網(wǎng)絡(luò)交換模塊傳送至所述的下位工控機(jī)模塊； (4)所述的下位工控機(jī)模塊提取所述的高清拍攝時(shí)間信息，并通過(guò)所述的網(wǎng)絡(luò)交換模塊傳送至所述的模擬視頻采集控制模塊中； (5)所述的模擬視頻采集控制模塊中的中央處理單元根據(jù)該高清拍攝時(shí)間信息，從所述的圖像緩存單元中搜索出與該高清拍攝時(shí)間信息最接近的拍攝時(shí)間信息所對(duì)應(yīng)的模擬圖片，并通過(guò)所述的網(wǎng)絡(luò)交換模塊傳送至所述的下位工控機(jī)模塊； (6)所述的下位工控機(jī)模塊將所述的模擬圖片和高清圖片一并輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的實(shí)現(xiàn)電子警察系統(tǒng)中模擬攝像機(jī)與高清攝像機(jī)之間圖像同步的方法，其特征在于，所述的將高清圖片及高清拍攝時(shí)間信息進(jìn)行保存，具體為: 將所述的高清拍攝時(shí)間信息保存在高清圖片的文件頭信息中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的實(shí)現(xiàn)電子警察系統(tǒng)中模擬攝像機(jī)與高清攝像機(jī)之間圖像同步的方法，其特征在于，所述的高清圖片的文件格式為JPEG格式。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種模擬攝像機(jī)與高清攝像機(jī)之間實(shí)現(xiàn)圖像同步的系統(tǒng)，其中下位工控機(jī)模塊通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換模塊與數(shù)個(gè)高清攝像機(jī)相連接，并依次通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換模塊和模擬視頻采集控制模塊與模擬攝像機(jī)連接，下位工控機(jī)模塊中設(shè)置有基準(zhǔn)時(shí)鐘單元，模擬視頻采集控制模塊中的中央控制單元分別與第一實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元和圖像緩存單元連接，高清攝像機(jī)中設(shè)置有第二實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元，第一實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元和第二實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元分別與基準(zhǔn)時(shí)鐘單元保持同步。本發(fā)明還涉及一種基于該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)模擬攝像機(jī)與高清攝像機(jī)之間圖像同步的方法。采用該種模擬攝像機(jī)與高清攝像機(jī)之間實(shí)現(xiàn)圖像同步的系統(tǒng)及方法，解決了模擬攝像機(jī)與高清攝像機(jī)之間的同步問(wèn)題，性能穩(wěn)定可靠，適用范圍較為廣泛。
文檔編號(hào)H04N5/225GK103108190SQ20111036205
公開(kāi)日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者王海恩 申請(qǐng)人:上海寶康電子控制工程有限公司