專利名稱：模擬攝像機與高清攝像機之間實現圖像同步的系統及方法
技術領域：
本發明涉及電子警察領域，特別涉及電子警察系統中攝像監控技術領域，具體是指一種電子警察系統中模擬攝像機與高清攝像機之間實現圖像同步的系統及方法。
背景技術：
現代社會中，隨著城市中汽車數量的不斷增加，道路管理也需要不斷強化，而電子警察系統作為一種高科技監控手段，已經成為現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，其中包括模擬攝像機和高清攝像機。模擬攝像機相對于高清攝像機，其感光靈敏度有相當大的優勢，因此采用模擬攝像機做全景、高清攝像機做號牌的方式，在夜間的圖片效果上有很不錯的表現。但是不同于模擬攝像機，采用集中式控制的方式，現有的高清智能攝像機采用了分布式控制的方式。因此要同時實現兩種控制方式對系統的要求過大，而單一的采用集中式控制方式會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與高清攝像機之間完成同步，也就是很難保證號牌圖片與全景圖片一一對應的關系。

發明內容
本發明的目的是克服了上述現有技術中的缺點，提供一種能夠有效解決模擬攝像機與高清攝像機之間的同步問題、結構簡單實用、工作性能穩定可靠、適用范圍較為廣泛的電子警察系統中模擬攝像機與高清攝像機之間實現圖像同步的系統及方法。為了實現上述的目的，本發明的電子警察系統中模擬攝像機與高清攝像機之間實現圖像同步的系統及方法如下:該電子警察系統中模擬攝像機與高清攝像機之間實現圖像同步的系統，其主要特點是，所述的系統包括模擬視頻采集控制模塊、網絡交換模塊和下位工控機模塊，所述的下位工控機模塊通過網絡交換模塊與數個高清攝像機相連接，且所述的下位工控機模塊依次通過所述的網絡交換模塊和模擬視頻采集控制模塊與模擬攝像機相連接，所述的下位工控機模塊中設置有基準時鐘單元，所述的模擬視頻采集控制模塊包括中央控制單元、第一實時時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時時鐘單元和圖像緩存單元相連接，所述的各個高清攝像機中均設置有第二實時時鐘單元，所述的第一實時時鐘單元和第二實時時鐘單元分別與所述的基準時鐘單元保持同步。該電子警察系統中模擬攝像機與高清攝像機之間實現圖像同步的系統中的中央控制單元為TI DM642芯片。該電子警察系統中模擬攝像機與高清攝像機之間實現圖像同步的系統中的圖像緩存單元中循環存儲至少256張圖片。該電子警察系統中模擬攝像機與高清攝像機之間實現圖像同步的系統中的模擬視頻采集控制模塊通過BNC視頻線與所述的模擬攝像機相連接。該基于上述的系統實現電子警察系統中模擬攝像機與高清攝像機之間圖像同步的方法，其主要特點是，所述的方法包括以下步驟:(I)系統進行初始化設置，將所述的第一實時時鐘單元和第二實時時鐘單元分別與所述的基準時鐘單元進行時鐘同步設置；(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所實時抓拍的模擬圖片及從所述的第一實時時鐘單元中所獲得拍攝時間信息一并存入所述的圖像緩存單元中；(3)所述的高清攝像機將所實時抓拍的高清圖片及從所述的第二實時時鐘單元中所獲得高清拍攝時間信息進行保存，并通過所述的網絡交換模塊傳送至所述的下位工控機模塊；(4)所述的下位工控機模塊提取所述的高清拍攝時間信息，并通過所述的網絡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該高清拍攝時間信息，從所述的圖像緩存單元中搜索出與該高清拍攝時間信息最接近的拍攝時間信息所對應的模擬圖片，并通過所述的網絡交換模塊傳送至所述的下位工控機模塊；(6)所述的下位工控機模塊將所述的模擬圖片和高清圖片一并輸出。該實現電子警察系統中模擬攝像機與高清攝像機之間圖像同步的方法中的將高清圖片及高清拍攝時間信息進行保存，具體為:將所述的高清拍攝時間信息保存在高清圖片的文件頭信息中。該實現電子警察系統中模擬攝像機與高清攝像機之間圖像同步的方法中的高清圖片的文件格式為JPEG格式。采用了該發明的電子警察系統中模擬攝像機與高清攝像機之間實現圖像同步的系統及方法，由于其中采用了統一的對時平臺，將兩者的圖片進行后同步，從而有效解決了模擬攝像機與高清攝像機之間的同步問題，使得以工控機的時間為基準，保證了攝像機和視頻盒之間的時間誤差在20ms以內，同時視頻采集盒一直處于采集狀態，不斷的將采集到的數據保存在圖像緩沖區中，并循環覆蓋；高清攝像機則只是在有需要的時候進行圖像的抓拍，從而利用現場的工控機在時間上形成了一致，利用模擬視頻采集盒的采集功能和模擬攝像機圖片的尺寸較小，維護了一個圖片回溯的緩沖區，從而達到模擬攝像機與高清攝像機之間的圖片同步，結構簡單實用，工作性能穩定可靠，適用范圍較為廣泛。


圖1為本發明的模擬攝像機與高清攝像機之間實現圖像同步的系統架構示意圖。
具體實施例方式為了能夠更清楚地理解本發明的技術內容，特舉以下實施例詳細說明。請參閱圖1所示，該電子警察系統中模擬攝像機與高清攝像機之間實現圖像同步的系統，其中，所述的系統包括模擬視頻采集控制模塊、網絡交換模塊和下位工控機模塊，所述的下位工控機模塊通過網絡交換模塊與數個高清攝像機相連接，且所述的下位工控機模塊依次通過所述的網絡交換模塊和模擬視頻采集控制模塊與模擬攝像機相連接，所述的下位工控機模塊中設置有基準時鐘單元，所述的模擬視頻采集控制模塊包括中央控制單元、第一實時時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時時鐘單元和圖像緩存單元相連接，所述的各個高清攝像機中均設置有第二實時時鐘單元，所述的第一實時時鐘單元和第二實時時鐘單元分別與所述的基準時鐘單元保持同步。其中，該電子警察系統中模擬攝像機與高清攝像機之間實現圖像同步的系統中的中央控制單元為TI DM642芯片，該圖像緩存單元中循環存儲至少256張圖片，所述的模擬視頻采集控制模塊通過BNC視頻線與所述的模擬攝像機相連接。該基于上述的系統實現電子警察系統中模擬攝像機與高清攝像機之間圖像同步的方法，其中包括以下步驟:(1)系統進行初始化設置，將所述的第一實時時鐘單元和第二實時時鐘單元分別與所述的基準時鐘單元進行時鐘同步設置；(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所實時抓拍的模擬圖片及從所述的第一實時時鐘單元中所獲得拍攝時間信息一并存入所述的圖像緩存單元中；(3)所述的高清攝像機將所實時抓拍的高清圖片及從所述的第二實時時鐘單元中所獲得高清拍攝時間信息進行保存，并通過所述的網絡交換模塊傳送至所述的下位工控機模塊；該將高清圖片及高清拍攝時間信息進行保存，具體為:將所述的高清拍攝時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)所述的下位工控機模塊提取所述的高清拍攝時間信息，并通過所述的網絡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該高清拍攝時間信息，從所述的圖像緩存單元中搜索出與該高清拍攝時間信息最接近的拍攝時間信息所對應的模擬圖片，并通過所述的網絡交換模塊傳送至所述的下位工控機模塊；(6)所述的下位工控機模塊將所述的模擬圖片和高清圖片一并輸出。在實際使用當中，本發明的實現基于下面幾點內容: 對模擬攝像機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，最大可以實現6路模擬視頻的接入。可以實現至少每秒20幀的模擬視頻采集。通過對DM642芯片的編程，完成分布式控制方式，并且在由DM642芯片構成的視頻采集盒內部分配一個圖像緩沖區,循環存儲256張圖片。視頻盒內部維持一個實時時鐘系統,將抓拍圖片的時間進行保存，并與下位工控機中的時鐘系統形成統一； 高清攝像機內部同樣維持一個實時時鐘系統，與下位工控機中的時鐘系統形成統一；攝像機根據抓拍邏輯抓拍相關的圖片，并且將抓拍時的時間保存在圖片的JPEG頭中一并下傳給下位工控機； 工控機在獲得攝像機圖片后，解析圖片中的抓拍時間，并把這個時間發送給視頻盒。視頻盒再根據這個抓拍時間從256張圖像緩沖區中選出時間最接近的圖片，并發送給下位機。.通過這樣一個流程保證了模擬攝像機與高清攝像機之間的圖像同步。因此，根據這樣的抓拍流程，還要求工控機與攝像機和視頻盒之間保持持續的對時功能。以工控機的時間為基準，保證攝像機和視頻盒之間的時間誤差在20ms以內。視頻采集盒應該一直在采集狀態，不斷的將采集到的數據保存在圖像緩沖區中，并循環覆蓋；高清攝像機則只是在有需要的時候進行圖像的抓拍。這樣的一種機制，就是利用現場的工控機在時間上形成一致，利用模擬視頻采集盒的采集功能和模擬攝像機圖片的尺寸較小，維護一個圖片回溯的緩沖區。達到模擬攝像機與高清攝像機之間的圖片同步。在本發明的系統中，關鍵是將模擬攝像機通過模擬視頻采集盒來做一個分布式控制，在攝像機、視頻盒以及工控機三者之間，通過網絡維護一個共同的時鐘，然后根據抓拍后圖像的抓拍時間來尋找與之匹配的模擬圖片。采用了上述的電子警察系統中模擬攝像機與高清攝像機之間實現圖像同步的系統及方法，由于其中采用了統一的對時平臺，將兩者的圖片進行后同步，從而有效解決了模擬攝像機與高清攝像機之間的同步問題，使得以工控機的時間為基準，保證了攝像機和視頻盒之間的時間誤差在20ms以內，同時視頻采集盒一直處于采集狀態，不斷的將采集到的數據保存在圖像緩沖區中，并循環覆蓋；高清攝像機則只是在有需要的時候進行圖像的抓拍，從而利用現場的工控機在時間上形成了一致，利用模擬視頻采集盒的采集功能和模擬攝像機圖片的尺寸較小，維護了一個圖片回溯的緩沖區，從而達到模擬攝像機與高清攝像機之間的圖片同步，結構簡單實用，工作性能穩定可靠，適用范圍較為廣泛。在此說明書中，本發明已參照其特定的實施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本發明的精神和范圍。因此，說明書和附圖應被認為是說明性的而非限制性的。
權利要求
1.一種電子警察系統中模擬攝像機與高清攝像機之間實現圖像同步的系統，其特征在于，所述的系統包括模擬視頻采集控制模塊、網絡交換模塊和下位工控機模塊，所述的下位工控機模塊通過網絡交換模塊與數個高清攝像機相連接，且所述的下位工控機模塊依次通過所述的網絡交換模塊和模擬視頻采集控制模塊與模擬攝像機相連接，所述的下位工控機模塊中設置有基準時鐘單元，所述的模擬視頻采集控制模塊包括中央控制單元、第一實時時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時時鐘單元和圖像緩存單元相連接，所述的各個高清攝像機中均設置有第二實時時鐘單元，所述的第一實時時鐘單元和第二實時時鐘單元分別與所述的基準時鐘單元保持同步。
2.根據權利要求1所述的電子警察系統中模擬攝像機與高清攝像機之間實現圖像同步的系統，其特征在于，所述的中央控制單元為TI DM642芯片。
3.根據權利要求1所述的電子警察系統中模擬攝像機與高清攝像機之間實現圖像同步的系統，其特征在于，所述的圖像緩存單元中循環存儲至少256張圖片。
4.根據權利要求1所述的電子警察系統中模擬攝像機與高清攝像機之間實現圖像同步的系統，其特征在于，所述的模擬視頻采集控制模塊通過BNC視頻線與所述的模擬攝像機相連接。
5.一種基于權利要求1所述的系統實現電子警察系統中模擬攝像機與高清攝像機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)系統進行初始化設置，將所述的第一實時時鐘單元和第二實時時鐘單元分別與所述的基準時鐘單元進行時鐘同步設置； (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所實時抓拍的模擬圖片及從所述的第一實時時鐘單元中所獲得拍攝時間信息一并存入所述的圖像緩存單元中； (3)所述的高清攝像機將所實時抓拍的高清圖片及從所述的第二實時時鐘單元中所獲得高清拍攝時間信息進行保存，并通過所述的網絡交換模塊傳送至所述的下位工控機模塊； (4)所述的下位工控機模塊提取所述的高清拍攝時間信息，并通過所述的網絡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該高清拍攝時間信息，從所述的圖像緩存單元中搜索出與該高清拍攝時間信息最接近的拍攝時間信息所對應的模擬圖片，并通過所述的網絡交換模塊傳送至所述的下位工控機模塊； (6)所述的下位工控機模塊將所述的模擬圖片和高清圖片一并輸出。
6.根據權利要求5所述的實現電子警察系統中模擬攝像機與高清攝像機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間信息進行保存，具體為: 將所述的高清拍攝時間信息保存在高清圖片的文件頭信息中。
7.根據權利要求6所述的實現電子警察系統中模擬攝像機與高清攝像機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
本發明涉及一種模擬攝像機與高清攝像機之間實現圖像同步的系統，其中下位工控機模塊通過網絡交換模塊與數個高清攝像機相連接，并依次通過網絡交換模塊和模擬視頻采集控制模塊與模擬攝像機連接，下位工控機模塊中設置有基準時鐘單元，模擬視頻采集控制模塊中的中央控制單元分別與第一實時時鐘單元和圖像緩存單元連接，高清攝像機中設置有第二實時時鐘單元，第一實時時鐘單元和第二實時時鐘單元分別與基準時鐘單元保持同步。本發明還涉及一種基于該系統實現模擬攝像機與高清攝像機之間圖像同步的方法。采用該種模擬攝像機與高清攝像機之間實現圖像同步的系統及方法，解決了模擬攝像機與高清攝像機之間的同步問題，性能穩定可靠，適用范圍較為廣泛。
文檔編號H04N5/225GK103108190SQ20111036205
公開日2013年5月15日 申請日期2011年11月15日 優先權日2011年11月15日
發明者王海恩 申請人:上海寶康電子控制工程有限公司