專利名稱：一種光纖自愈環(huán)網(wǎng)攝像機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種視頻監(jiān)控用攝像機，尤其是一種采用光纖自愈環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡技術的
光纖自愈環(huán)網(wǎng)攝像機。
背景技術：
現(xiàn)有的視頻監(jiān)控用攝像機主要有以下幾類普通清晰度模擬攝像機、普通清晰 度IP攝像機、高清模擬攝像機、高清數(shù)字攝像機。 其中，普通模擬攝像機采用視頻電纜與外部設備進行連接，當需要遠距離傳輸 時通過視頻光端機或視頻編碼器進行傳輸，所以其需要在攝像機后面安裝額外的傳輸設 備，從而造成系統(tǒng)設備和管理均較為復雜。 普通清晰度IP攝像機內置了視頻壓縮模塊，通過RJ45輸出IP信號進入以太網(wǎng) 進行傳輸。這種攝像機雖然可以方便地安裝和通過IP網(wǎng)絡進行遠距離傳輸，但是視頻質 量非常有限，難以用到專業(yè)領域，如公安視頻監(jiān)控網(wǎng)、高速公路視頻監(jiān)控網(wǎng)、金融視頻 監(jiān)控網(wǎng)等。 高清模擬攝像機具有很高的視頻質量，但是輸出的是模擬分量信號，如RGB信 號、Y/U/V信號、Y-Pb-Pr信號，這些信號不能進行遠距離傳輸。 高清數(shù)字攝像機具有SDI/DVI、 HDMI等數(shù)字接口，但是這些接口的速率達幾個
G以上，要進行遠距離傳輸?shù)拇鷥r非常高昂，幾乎不可能在監(jiān)控中應用。 也有的高清數(shù)字攝像機內置了視頻壓縮模塊，并通過RJ45輸出IP信號進入以太
網(wǎng)進行傳輸。但是對于高清數(shù)字攝像機，壓縮視頻的碼流只有在20M左右才能真正實現(xiàn)
1080P全高清，每路視頻20M的碼流直接進入以太網(wǎng)進行傳輸，路數(shù)一多時網(wǎng)絡就會馬
上癱瘓。所以市場上這類攝像機的碼流基本控制在8M左右，其清晰度很難達到全高清
的要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種適應大規(guī)模攝像機遠距離、高可靠聯(lián)網(wǎng) 傳輸和控制需求，尤其是高清攝像機遠距離、高可靠聯(lián)網(wǎng)傳輸和控制需求的光纖自愈環(huán) 網(wǎng)攝像機，其不但具有攝像的功能，同時還具備了光纖自愈環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)和傳輸圖像的功 能。
本發(fā)明解決上述問題所采用的技術方案是該攝像機包括 鏡頭，用于采集光學圖像，將光學圖像聚焦到圖像傳感器模塊上； 圖像傳感器模塊，用于完成圖像信號的光電信號轉換和A/D轉換，并輸出數(shù)字
圖像信號； 控制電路，用于對圖像傳感器模塊和鏡頭進行控制； 其特征是還包括視頻壓縮編碼模塊、光纖自愈環(huán)網(wǎng)模塊和模擬/數(shù)字視頻輸出 接口模塊，其中
視頻壓縮編碼模塊，對由圖像傳感器模塊得到的原始圖像進行壓縮編碼并封裝 成IP包信號； 光纖自愈環(huán)網(wǎng)模塊，接收視頻壓縮編碼模塊發(fā)出的IP包信號，并完成IP包信號 的自愈環(huán)網(wǎng)光纖接入； 模擬/數(shù)字視頻輸出接口?！姥耄瑢τ蓤D像傳感器模塊得到的原始圖像進行A/D轉 換，并輸出模擬或數(shù)字圖像信號； 控制電路的輸出端、鏡頭與圖像傳感器模塊的輸入端相連接，視頻壓縮編碼模 塊的輸入端、模擬/數(shù)字視頻輸出接口模塊的輸入端與圖像傳感器模塊的輸出端相連接， 光纖自愈環(huán)網(wǎng)模塊的輸入端與視頻壓縮編碼模塊的輸出端相連接。 本發(fā)明所述的光纖自愈環(huán)網(wǎng)模塊由CPU子模塊、IP交換子模塊和光纖接入子模 塊組成，其中CPU子模塊，對IP交換子模塊進行初始化設置，并對光纖自愈環(huán)網(wǎng)攝像機 所在網(wǎng)絡的工作狀態(tài)進行監(jiān)控；IP交換子模塊，對IP包信號進行二層交換；光纖接入子 模塊，對光電信號進行轉換。 本發(fā)明所述的光纖接入子模塊上設置有兩個光纖接口。 本發(fā)明所述模擬/數(shù)字視頻輸出接口模塊所輸出的模擬圖像信號為復合視頻信 號、RGB信號、Y/U/V信號或Y-Pb-Pr信號，數(shù)字圖像信號為SDI/DVI信號或HDMI信
號 本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下有益效果 1、該光纖自愈環(huán)網(wǎng)攝像機創(chuàng)造性地把光纖自愈環(huán)網(wǎng)技術應用于攝像機領域，使 該攝像機不僅具有攝像的功能，還具備了光纖自愈環(huán)網(wǎng)的組網(wǎng)和傳輸功能，填補了市場 空自，不但極大地簡化了攝像機遠距離聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)倪^程，也極大地提高了攝像機遠距離 聯(lián)網(wǎng)的可靠性；2、該光纖自愈環(huán)網(wǎng)攝像機通過光纖接口可以直接與監(jiān)控中心的環(huán)網(wǎng)光 纖接入設備連接，形成一個高可靠的自愈環(huán)網(wǎng)，在邏輯上一臺光纖自愈環(huán)網(wǎng)攝像機就是 一個光纖自愈環(huán)網(wǎng)中的特殊節(jié)點，該節(jié)點不但具有光纖自愈環(huán)網(wǎng)功能，還具有攝像機功 能，這樣就實現(xiàn)了攝像機的直接遠距離光纖聯(lián)網(wǎng)，也可以組成級聯(lián)傳輸網(wǎng)絡，在多臺攝 像機遠距離光纖聯(lián)網(wǎng)時，不需要額外傳輸設備的支持，節(jié)省了大量光纖資源，降低了系 統(tǒng)成本；3、該光纖自愈環(huán)網(wǎng)攝像機內集成了兩個光纖接口，這兩個光纖接口可以組成光 纖自愈環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡，當某處光纖斷裂時，不會影響整個光纖自愈環(huán)網(wǎng)攝像機網(wǎng)絡的信號傳 輸，提高了攝像機網(wǎng)絡的可靠性；4、該光纖自愈環(huán)網(wǎng)攝像機進行聯(lián)網(wǎng)時，采用寬帶的光 纖傳輸技術，大大增加了傳輸帶寬，光纖接口傳輸速率最高可以達到2.5G，即使視頻壓 縮碼流高達20M，也不會影響傳輸性能，充分發(fā)揮了高清優(yōu)勢。


圖1是本發(fā)明的總體結構示意圖。
圖2是本發(fā)明中光纖自愈環(huán)網(wǎng)模塊的結構示意圖。 圖3是本發(fā)明應用于實際工程時的結構示意圖。
具體實施例方式
參見圖l，本實施例由鏡頭l、圖像傳感器模塊2、控制電路3、視頻壓縮編碼模塊4、模擬/數(shù)字視頻輸出接口模塊5、光纖自愈環(huán)網(wǎng)模塊6組成?？刂齐娐?的輸出 端、鏡頭1與圖像傳感器模塊2的輸入端相連接，視頻壓縮編碼模塊4的輸入端、模擬/ 數(shù)字視頻輸出接口模塊5的輸入端與圖像傳感器模塊2的輸出端相連接，光纖自愈環(huán)網(wǎng)模 塊6的輸入端與視頻壓縮編碼模塊4的輸出端相連接。
其中 鏡頭1采用現(xiàn)有技術的光學鏡頭； 圖像傳感器模塊2采用MT9T031 CMOS數(shù)字圖像傳感器，該傳感器具有300萬 像素，最大分辨率達2048X1536 ; 控制電路3采用普通單片機對MT9T031CMOS數(shù)字圖像傳感器進行編程控制；
視頻壓縮編碼模塊4采用TI的達芬奇系列DSP芯片，該芯片可以完成高清視頻 的H.264壓縮編碼及IP包封裝； 模擬/數(shù)字視頻輸出接口模塊5主要采用LATTICE SC系列FPGA芯片進行設 計，F(xiàn)PGA從MT9T031讀取數(shù)字圖像信號，并通過各種處理最后輸出各種傳統(tǒng)的模擬/數(shù) 字視頻信號。 光纖自愈環(huán)網(wǎng)模塊6由 一 款工業(yè)級交換芯片88E6083-LGR和CPU芯片 MC9S12NEVTV來實現(xiàn)。88E6083-LGR實現(xiàn)IP包的二層交換功能，MC9S12NEVTV實 現(xiàn)自愈環(huán)網(wǎng)協(xié)議功能。88E6083-LGR從視頻壓縮編碼模塊4讀取H.264壓縮視頻的IP數(shù) 據(jù)包，并發(fā)送到光纖網(wǎng)絡中。 鏡頭l用于采集光學圖像，并將光學圖像聚焦到圖像傳感器模塊上。鏡頭l既 可以采用手動控制鏡頭，也可以采用自動控制鏡頭，既可以是普通清晰度鏡頭，也可以 是高清鏡頭。 圖像傳感器模塊2用于完成圖像信號的光電信號轉換和A/D轉換，并輸出數(shù)字圖 像信號至模擬/數(shù)字視頻輸出接口模塊5和視頻壓縮編碼模塊4。圖像傳感器2既可以采 用CCD圖像傳感器，也可以采用CMOS圖像傳感器。 控制電路3用于對圖像傳感器模塊2和鏡頭1進行控制，包括曝光控制、自動白 平衡控制和鏡頭光圈控制。 視頻壓縮編碼模塊4對由圖像傳感器模塊2得到的原始圖像進行壓縮編碼并封 裝成IP包信號，然后輸出至光纖自愈環(huán)網(wǎng)模塊6，壓縮編碼格式為H.264、 MPEG2、 MPEG4或MJPEG。 模擬/數(shù)字視頻輸出接口模塊5用于對由圖像傳感器模塊2得到的原始圖像進行 A/D轉換，并輸出模擬或數(shù)字圖像信號。輸出圖像可以是復合視頻信號(普通清晰度)、 RGB信號(普通或高清圖像)、Y/U/V信號(普通或高清圖像)、Y-Pb-Pr信號(普通或高 清圖像)等模擬信號，也可以是SDI/DVI信號(高清數(shù)字圖像)、HDMI信號(高清數(shù)字圖
像)等數(shù)字高清信號。 光纖自愈環(huán)網(wǎng)模塊6接收視頻壓縮編碼模塊4發(fā)出的IP包信號，并完成IP包 信號的自愈環(huán)網(wǎng)光纖接入，并與監(jiān)控中心的自愈環(huán)網(wǎng)光纖接入設備組成一個光纖環(huán)網(wǎng)網(wǎng) 絡。 光纖自愈環(huán)網(wǎng)模塊6由CPU子模塊62、 IP交換子模塊61和光纖接入子模塊63 組成，其中
CPU子模塊62對IP交換子模塊61進行初始化設置，并對光纖自愈環(huán)網(wǎng)攝像機所在網(wǎng)絡的工作狀態(tài)進行監(jiān)控，當有光纖斷裂時，控制整個光纖網(wǎng)絡完成自愈功能；
IP交換子模塊61對IP包信號進行二層交換； 光纖接入子模塊63對光電信號進行轉換，且光纖接入子模塊63上設置有兩個光纖接口，光纖接口輸出的數(shù)字視頻信號既可以是數(shù)字壓縮的視頻信號，也可以是數(shù)字非壓縮的視頻信號。 參見圖3，本發(fā)明應用于實際工程時，由該光纖自愈環(huán)網(wǎng)攝像機I、光纖II和監(jiān)控中心III組成。各個光纖自愈環(huán)網(wǎng)攝像機I通過光纖接口與光纖II連接，并最終與監(jiān)控中心III的自愈環(huán)網(wǎng)光接入設備聯(lián)接形成一個環(huán)網(wǎng)結構，光纖接口的速率可以是100M、1.25G或2.5G。監(jiān)控中心III的自愈環(huán)網(wǎng)光接入設備接收所有由光纖自愈環(huán)網(wǎng)攝像機I傳來的壓縮視頻流，這些壓縮視頻流一方面通過以太網(wǎng)交換機進入IP-SAN進行網(wǎng)絡存儲，另一方面進入視頻解碼器還原成模擬視頻信號(普通清晰度視頻)或高清非壓縮數(shù)字視頻信號(HDMI信號)后在電視墻進行顯示。
權利要求
一種光纖自愈環(huán)網(wǎng)攝像機，包括鏡頭，用于采集光學圖像，并將光學圖像聚焦到圖像傳感器模塊上；圖像傳感器模塊，用于完成圖像信號的光電信號轉換和A/D轉換，并輸出數(shù)字圖像信號；控制電路，用于對圖像傳感器模塊和鏡頭進行控制；其特征是還包括視頻壓縮編碼模塊、光纖自愈環(huán)網(wǎng)模塊和模擬/數(shù)字視頻輸出接口模塊，其中視頻壓縮編碼模塊，對由圖像傳感器模塊得到的原始圖像進行壓縮編碼并封裝成IP包信號；光纖自愈環(huán)網(wǎng)模塊，接收視頻壓縮編碼模塊發(fā)出的IP包信號，并完成IP包信號的自愈環(huán)網(wǎng)光纖接入；模擬/數(shù)字視頻輸出接口模塊，對由圖像傳感器模塊得到的原始圖像進行A/D轉換，并輸出模擬或數(shù)字圖像信號；控制電路的輸出端、鏡頭與圖像傳感器模塊的輸入端相連接，視頻壓縮編碼模塊的輸入端、模擬/數(shù)字視頻輸出接口模塊的輸入端與圖像傳感器模塊的輸出端相連接，光纖自愈環(huán)網(wǎng)模塊的輸入端與視頻壓縮編碼模塊的輸出端相連接。
2. 根據(jù)權利要求1所述的光纖自愈環(huán)網(wǎng)攝像機，其特征是所述的光纖自愈環(huán)網(wǎng)模 塊由CPU子模塊、IP交換子模塊和光纖接入子模塊組成，其中CPU子模塊，對IP交換子模塊進行初始化設置，并對光纖自愈環(huán)網(wǎng)攝像機所在網(wǎng)絡 的工作狀態(tài)進行監(jiān)控；IP交換子模塊，對IP包信號進行二層交換； 光纖接入子模塊，對光電信號進行轉換。
3. 根據(jù)權利要求2所述的光纖自愈環(huán)網(wǎng)攝像機，其特征是所述的光纖接入子模塊 上設置有兩個光纖接口。
4. 根據(jù)權利要求1所述的光纖自愈環(huán)網(wǎng)攝像機，其特征是所述模擬/數(shù)字視頻輸出 接口模塊所輸出的模擬圖像信號為復合視頻信號、RGB信號、Y/U/V信號或Y-Pb-Pr信 號，數(shù)字圖像信號為SDI/DVI信號或HDMI信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用光纖自愈環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡技術的光纖自愈環(huán)網(wǎng)攝像機。該攝像機包括鏡頭、圖像傳感器模塊、控制電路、視頻壓縮編碼模塊、光纖自愈環(huán)網(wǎng)模塊、視頻壓縮編碼模塊和模擬/數(shù)字視頻輸出接口模塊，其中視頻壓縮編碼模塊對由圖像傳感器模塊得到的原始圖像進行壓縮編碼并封裝成IP包信號；光纖自愈環(huán)網(wǎng)模塊接收視頻壓縮編碼模塊發(fā)出的IP包信號，并完成IP包信號的自愈環(huán)網(wǎng)光纖接入；模擬/數(shù)字視頻輸出接口模塊對由圖像傳感器模塊得到的原始圖像進行A/D轉換，并輸出模擬或數(shù)字圖像信號。本發(fā)明能夠適應大規(guī)模是高清攝像機遠距離、高可靠聯(lián)網(wǎng)傳輸和控制需求，其不但具有攝像的功能，同時還具備了光纖自愈環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)和傳輸圖像的功能。
文檔編號H04N5/225GK101692695SQ20091015246
公開日2010年4月7日 申請日期2009年9月14日 優(yōu)先權日2009年9月14日
發(fā)明者石旭剛 申請人:杭州中威電子技術有限公司