专利名称：模拟摄像机与高清摄像机之间实现图像同步的系统及方法
技术领域：
本发明涉及电子警察领域，特别涉及电子警察系统中摄像监控技术领域，具体是指一种电子警察系统中模拟摄像机与高清摄像机之间实现图像同步的系统及方法。
背景技术：
现代社会中，随着城市中汽车数量的不断增加，道路管理也需要不断强化，而电子警察系统作为一种高科技监控手段，已经成为现代道路安全管理不可或缺的重要工具，其中最重要的就是摄像系统，其中包括模拟摄像机和高清摄像机。模拟摄像机相对于高清摄像机，其感光灵敏度有相当大的优势，因此采用模拟摄像机做全景、高清摄像机做号牌的方式，在夜间的图片效果上有很不错的表现。但是不同于模拟摄像机，采用集中式控制的方式，现有的高清智能摄像机采用了分布式控制的方式。因此要同时实现两种控制方式对系统的要求过大，而单一的采用集中式控制方式会大大增加控制软件的工作量；而分布式的控制方式，却很难让模拟摄像机与高清摄像机之间完成同步，也就是很难保证号牌图片与全景图片一一对应的关系。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能够有效解决模拟摄像机与高清摄像机之间的同步问题、结构简单实用、工作性能稳定可靠、适用范围较为广泛的电子警察系统中模拟摄像机与高清摄像机之间实现图像同步的系统及方法。为了实现上述的目的，本发明的电子警察系统中模拟摄像机与高清摄像机之间实现图像同步的系统及方法如下:该电子警察系统中模拟摄像机与高清摄像机之间实现图像同步的系统，其主要特点是，所述的系统包括模拟视频采集控制模块、网络交换模块和下位工控机模块，所述的下位工控机模块通过网络交换模块与数个高清摄像机相连接，且所述的下位工控机模块依次通过所述的网络交换模块和模拟视频采集控制模块与模拟摄像机相连接，所述的下位工控机模块中设置有基准时钟单元，所述的模拟视频采集控制模块包括中央控制单元、第一实时时钟单元和图像缓存单元，所述的中央控制单元分别与所述的第一实时时钟单元和图像缓存单元相连接，所述的各个高清摄像机中均设置有第二实时时钟单元，所述的第一实时时钟单元和第二实时时钟单元分别与所述的基准时钟单元保持同步。该电子警察系统中模拟摄像机与高清摄像机之间实现图像同步的系统中的中央控制单元为TI DM642芯片。该电子警察系统中模拟摄像机与高清摄像机之间实现图像同步的系统中的图像缓存单元中循环存储至少256张图片。该电子警察系统中模拟摄像机与高清摄像机之间实现图像同步的系统中的模拟视频采集控制模块通过BNC视频线与所述的模拟摄像机相连接。该基于上述的系统实现电子警察系统中模拟摄像机与高清摄像机之间图像同步的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤:(I)系统进行初始化设置，将所述的第一实时时钟单元和第二实时时钟单元分别与所述的基准时钟单元进行时钟同步设置；(2)所述的模拟视频采集控制模块中的中央处理单元将模拟摄像机所实时抓拍的模拟图片及从所述的第一实时时钟单元中所获得拍摄时间信息一并存入所述的图像缓存单元中；(3)所述的高清摄像机将所实时抓拍的高清图片及从所述的第二实时时钟单元中所获得高清拍摄时间信息进行保存，并通过所述的网络交换模块传送至所述的下位工控机模块；(4)所述的下位工控机模块提取所述的高清拍摄时间信息，并通过所述的网络交换模块传送至所述的模拟视频采集控制模块中；(5)所述的模拟视频采集控制模块中的中央处理单元根据该高清拍摄时间信息，从所述的图像缓存单元中搜索出与该高清拍摄时间信息最接近的拍摄时间信息所对应的模拟图片，并通过所述的网络交换模块传送至所述的下位工控机模块；(6)所述的下位工控机模块将所述的模拟图片和高清图片一并输出。该实现电子警察系统中模拟摄像机与高清摄像机之间图像同步的方法中的将高清图片及高清拍摄时间信息进行保存，具体为:将所述的高清拍摄时间信息保存在高清图片的文件头信息中。该实现电子警察系统中模拟摄像机与高清摄像机之间图像同步的方法中的高清图片的文件格式为JPEG格式。采用了该发明的电子警察系统中模拟摄像机与高清摄像机之间实现图像同步的系统及方法，由于其中采用了统一的对时平台，将两者的图片进行后同步，从而有效解决了模拟摄像机与高清摄像机之间的同步问题，使得以工控机的时间为基准，保证了摄像机和视频盒之间的时间误差在20ms以内，同时视频采集盒一直处于采集状态，不断的将采集到的数据保存在图像缓冲区中，并循环覆盖；高清摄像机则只是在有需要的时候进行图像的抓拍，从而利用现场的工控机在时间上形成了一致，利用模拟视频采集盒的采集功能和模拟摄像机图片的尺寸较小，维护了一个图片回溯的缓冲区，从而达到模拟摄像机与高清摄像机之间的图片同步，结构简单实用，工作性能稳定可靠，适用范围较为广泛。
图1为本发明的模拟摄像机与高清摄像机之间实现图像同步的系统架构示意图。
具体实施例方式为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。请参阅图1所示，该电子警察系统中模拟摄像机与高清摄像机之间实现图像同步的系统，其中，所述的系统包括模拟视频采集控制模块、网络交换模块和下位工控机模块，所述的下位工控机模块通过网络交换模块与数个高清摄像机相连接，且所述的下位工控机模块依次通过所述的网络交换模块和模拟视频采集控制模块与模拟摄像机相连接，所述的下位工控机模块中设置有基准时钟单元，所述的模拟视频采集控制模块包括中央控制单元、第一实时时钟单元和图像缓存单元，所述的中央控制单元分别与所述的第一实时时钟单元和图像缓存单元相连接，所述的各个高清摄像机中均设置有第二实时时钟单元，所述的第一实时时钟单元和第二实时时钟单元分别与所述的基准时钟单元保持同步。其中，该电子警察系统中模拟摄像机与高清摄像机之间实现图像同步的系统中的中央控制单元为TI DM642芯片，该图像缓存单元中循环存储至少256张图片，所述的模拟视频采集控制模块通过BNC视频线与所述的模拟摄像机相连接。该基于上述的系统实现电子警察系统中模拟摄像机与高清摄像机之间图像同步的方法，其中包括以下步骤:(1)系统进行初始化设置，将所述的第一实时时钟单元和第二实时时钟单元分别与所述的基准时钟单元进行时钟同步设置；(2)所述的模拟视频采集控制模块中的中央处理单元将模拟摄像机所实时抓拍的模拟图片及从所述的第一实时时钟单元中所获得拍摄时间信息一并存入所述的图像缓存单元中；(3)所述的高清摄像机将所实时抓拍的高清图片及从所述的第二实时时钟单元中所获得高清拍摄时间信息进行保存，并通过所述的网络交换模块传送至所述的下位工控机模块；该将高清图片及高清拍摄时间信息进行保存，具体为:将所述的高清拍摄时间信息保存在高清图片的文件头信息中；该高清图片的文件格式为JPEG格式；(4)所述的下位工控机模块提取所述的高清拍摄时间信息，并通过所述的网络交换模块传送至所述的模拟视频采集控制模块中；(5)所述的模拟视频采集控制模块中的中央处理单元根据该高清拍摄时间信息，从所述的图像缓存单元中搜索出与该高清拍摄时间信息最接近的拍摄时间信息所对应的模拟图片，并通过所述的网络交换模块传送至所述的下位工控机模块；(6)所述的下位工控机模块将所述的模拟图片和高清图片一并输出。在实际使用当中，本发明的实现基于下面几点内容: 对模拟摄像机采取分布式控制方式，利用TI的DSP芯片，DM642芯片的图像采集通道，最大可以实现6路模拟视频的接入。可以实现至少每秒20帧的模拟视频采集。通过对DM642芯片的编程，完成分布式控制方式，并且在由DM642芯片构成的视频采集盒内部分配一个图像缓冲区,循环存储256张图片。视频盒内部维持一个实时时钟系统,将抓拍图片的时间进行保存，并与下位工控机中的时钟系统形成统一； 高清摄像机内部同样维持一个实时时钟系统，与下位工控机中的时钟系统形成统一；摄像机根据抓拍逻辑抓拍相关的图片，并且将抓拍时的时间保存在图片的JPEG头中一并下传给下位工控机； 工控机在获得摄像机图片后，解析图片中的抓拍时间，并把这个时间发送给视频盒。视频盒再根据这个抓拍时间从256张图像缓冲区中选出时间最接近的图片，并发送给下位机。.通过这样一个流程保证了模拟摄像机与高清摄像机之间的图像同步。因此，根据这样的抓拍流程，还要求工控机与摄像机和视频盒之间保持持续的对时功能。以工控机的时间为基准，保证摄像机和视频盒之间的时间误差在20ms以内。视频采集盒应该一直在采集状态，不断的将采集到的数据保存在图像缓冲区中，并循环覆盖；高清摄像机则只是在有需要的时候进行图像的抓拍。这样的一种机制，就是利用现场的工控机在时间上形成一致，利用模拟视频采集盒的采集功能和模拟摄像机图片的尺寸较小，维护一个图片回溯的缓冲区。达到模拟摄像机与高清摄像机之间的图片同步。在本发明的系统中，关键是将模拟摄像机通过模拟视频采集盒来做一个分布式控制，在摄像机、视频盒以及工控机三者之间，通过网络维护一个共同的时钟，然后根据抓拍后图像的抓拍时间来寻找与之匹配的模拟图片。采用了上述的电子警察系统中模拟摄像机与高清摄像机之间实现图像同步的系统及方法，由于其中采用了统一的对时平台，将两者的图片进行后同步，从而有效解决了模拟摄像机与高清摄像机之间的同步问题，使得以工控机的时间为基准，保证了摄像机和视频盒之间的时间误差在20ms以内，同时视频采集盒一直处于采集状态，不断的将采集到的数据保存在图像缓冲区中，并循环覆盖；高清摄像机则只是在有需要的时候进行图像的抓拍，从而利用现场的工控机在时间上形成了一致，利用模拟视频采集盒的采集功能和模拟摄像机图片的尺寸较小，维护了一个图片回溯的缓冲区，从而达到模拟摄像机与高清摄像机之间的图片同步，结构简单实用，工作性能稳定可靠，适用范围较为广泛。在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
权利要求
1.一种电子警察系统中模拟摄像机与高清摄像机之间实现图像同步的系统，其特征在于，所述的系统包括模拟视频采集控制模块、网络交换模块和下位工控机模块，所述的下位工控机模块通过网络交换模块与数个高清摄像机相连接，且所述的下位工控机模块依次通过所述的网络交换模块和模拟视频采集控制模块与模拟摄像机相连接，所述的下位工控机模块中设置有基准时钟单元，所述的模拟视频采集控制模块包括中央控制单元、第一实时时钟单元和图像缓存单元，所述的中央控制单元分别与所述的第一实时时钟单元和图像缓存单元相连接，所述的各个高清摄像机中均设置有第二实时时钟单元，所述的第一实时时钟单元和第二实时时钟单元分别与所述的基准时钟单元保持同步。
2.根据权利要求1所述的电子警察系统中模拟摄像机与高清摄像机之间实现图像同步的系统，其特征在于，所述的中央控制单元为TI DM642芯片。
3.根据权利要求1所述的电子警察系统中模拟摄像机与高清摄像机之间实现图像同步的系统，其特征在于，所述的图像缓存单元中循环存储至少256张图片。
4.根据权利要求1所述的电子警察系统中模拟摄像机与高清摄像机之间实现图像同步的系统，其特征在于，所述的模拟视频采集控制模块通过BNC视频线与所述的模拟摄像机相连接。
5.一种基于权利要求1所述的系统实现电子警察系统中模拟摄像机与高清摄像机之间图像同步的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤: (1)系统进行初始化设置，将所述的第一实时时钟单元和第二实时时钟单元分别与所述的基准时钟单元进行时钟同步设置； (2)所述的模拟视频采集控制模块中的中央处理单元将模拟摄像机所实时抓拍的模拟图片及从所述的第一实时时钟单元中所获得拍摄时间信息一并存入所述的图像缓存单元中； (3)所述的高清摄像机将所实时抓拍的高清图片及从所述的第二实时时钟单元中所获得高清拍摄时间信息进行保存，并通过所述的网络交换模块传送至所述的下位工控机模块； (4)所述的下位工控机模块提取所述的高清拍摄时间信息，并通过所述的网络交换模块传送至所述的模拟视频采集控制模块中； (5)所述的模拟视频采集控制模块中的中央处理单元根据该高清拍摄时间信息，从所述的图像缓存单元中搜索出与该高清拍摄时间信息最接近的拍摄时间信息所对应的模拟图片，并通过所述的网络交换模块传送至所述的下位工控机模块； (6)所述的下位工控机模块将所述的模拟图片和高清图片一并输出。
6.根据权利要求5所述的实现电子警察系统中模拟摄像机与高清摄像机之间图像同步的方法，其特征在于，所述的将高清图片及高清拍摄时间信息进行保存，具体为: 将所述的高清拍摄时间信息保存在高清图片的文件头信息中。
7.根据权利要求6所述的实现电子警察系统中模拟摄像机与高清摄像机之间图像同步的方法，其特征在于，所述的高清图片的文件格式为JPEG格式。
全文摘要
本发明涉及一种模拟摄像机与高清摄像机之间实现图像同步的系统，其中下位工控机模块通过网络交换模块与数个高清摄像机相连接，并依次通过网络交换模块和模拟视频采集控制模块与模拟摄像机连接，下位工控机模块中设置有基准时钟单元，模拟视频采集控制模块中的中央控制单元分别与第一实时时钟单元和图像缓存单元连接，高清摄像机中设置有第二实时时钟单元，第一实时时钟单元和第二实时时钟单元分别与基准时钟单元保持同步。本发明还涉及一种基于该系统实现模拟摄像机与高清摄像机之间图像同步的方法。采用该种模拟摄像机与高清摄像机之间实现图像同步的系统及方法，解决了模拟摄像机与高清摄像机之间的同步问题，性能稳定可靠，适用范围较为广泛。
文档编号H04N5/225GK103108190SQ20111036205
公开日2013年5月15日 申请日期2011年11月15日 优先权日2011年11月15日
发明者王海恩 申请人:上海宝康电子控制工程有限公司