[发明专利]一种多路视频循环监控的装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像监控的装置及其方法，该发明可以将输入的多路视频信号抽取成静止图像序列，用一个编码器进行编码，并根据各路视频信号的优先级动态地分配带宽。

背景技术

目前，公知的图像监控设备是由视频采集设备、通信网络、存储设备、显示设备组成。视频采集设备采集的视频信息通过通信网络直接回传，经过网络传输后这些数据或是存储在存储或是被显示设备直接显示出来。在多数监控场合中，对连续视频进行编码传输，在传输、存储过程当中连续视频信号需要占用大量的传输带宽和存储空间。在对于多路视频信号的监控上，多数使用了对多路视频独立采集、独立编码器、独立传输的方法，给传输带宽带来巨大的压力。

发明内容

为了克服现有图像监控设备需要占用大量传输带宽和存储空间的不足，本发明提供一种利用一路视频处理和传输通道进行多路视频有优先级的循环监控的装置(下文称为“抽帧器”)及其方法，该抽帧器不仅能完成多路信号循环监控，用一路视频信号的带宽传送了最多可达50路的被监控信号，节省了大量的传输带宽和存储空间，而且能自行定义各路视频信号的优先级，动态地分配信道，优先级的设定取决于被监控信号的重要性，优先级高的被监控信号将被以更高的频率以场为单位抽取采集。多路被监控信号最终能复用为一路非标准视频信号，利用一个图像编码器进行压缩编码，进一步节省了带宽，图像编码器的利用率大大提高。多路视频信号的编码仅仅采用一个图像编码器，节省了设备成本。

本发明的解决方法及技术方案是：对被监控的多路标准视频信号进行循环采集，成为一路非标准的视频序列。若被监控视频信号为模拟信号，则N路模拟信号经过模拟多路开关，在控制芯片(如单片机)产生的选择信号的控制下将多路标准的视频信号复用为一路非标准视频信号，随后利用视频模/数转换芯片将模拟视频信号转换成数字视频信号，并送至图像编码芯片中；若被监控信号为数字信号，则N路被监控数字信号通过数字接口进入数字多路开关，在控制芯片产生的选择信号的控制下进行切换和图像采集，间插复用为一路非标准视频信号送入图像编码芯片。整个装置只采用一个图像编码器进行压缩编码，最终生成一个经压缩的静止图像序列。

该图像序列中的图像是从采集的多路视频中循环抽取而来，能真实反映采集视频的内容。不同点在于，经抽取后形成的图像序列较原有视频的帧频(或者场频)降低了，例如有线电视信号的帧频为25帧/秒(50场/秒)，经过本装置的采集，当每路信号的帧频降为1帧/秒(或者1场/秒)时，若只传送奇场或者偶场信息，则一路信号的带宽中可传输25-50路被监控信号的信息，若传送整帧信息，则一路信号的带宽中可传输12-25路被监控信号的信息(25路为理论最高值，即每路信号的切换都发生在奇场正程信号即将开始的时刻，也就是说，信源是同步信号，可以进行无缝切换，若信源是非同步信号，则可监控路数则会降低，以12路为理论最低值，即每路信号的切换都发生在奇场正程信号刚刚开始的时刻，必须等待一帧的时间再切换)。信号可以依据被监控信息或位置重要性的不同而具有不同的优先级，并降低或提高帧频，动态地占有不同的带宽。

非标准视频信号的时序图如图一所示。以四条通道为例，单片机轮询各通道的被监控信号并以帧为单位采集各个通道的信源图像。当通道1图像的奇场和偶场正程数据传输完毕后，多路开关根据控制芯片输出的选择信号，迅速将输出切换至通道2；当轮询时刻发生在通道2的场正程时，多路开关必须等待直到检测到通道2的偶场逆程后才能切换至该通道；当轮询发生在奇场逆程时(如图中通道3)，可直接切换到该通道；当轮询发生在偶场逆程时，多路开关需等到偶场正程结束后才能切换到该通道。依照此方法，抽帧器可以完成多路图像信号到单路图像信号的间插，形成一个非标准的视频信号，该视频信号的每场图像正程时间为标准的正程时间，相邻两场图像信号的逆程时间可以各不相同。

单片机对各个被监控信号进行轮询时采用了不同的频率，能够实现两个有益效果：将N路信号源间插为一路信号，整个装置只需一个模/数转换芯片和图像编码压缩芯片，缩小装置体积；实现N路信号源的优先级设置，优先级高，轮询的频率则高，反之，轮询频率则低。以优先级最多的情况为例：信源1的优先级最高，依次递减，信源N的优先级最低。第一次轮询遍历所有信号源，第二次则舍弃优先级最低的第N路信号源，只对信号1～(N-1)进行轮询和切换，……，第N-1次轮询信源1～2，第N次轮询只有第一路信号源，则在一个周期内，信号源被轮询到的频率与优先级成正比，信号源的信息占用带宽的大小是动态的，且与优先级成正比。