高速图像采集与压缩存储系统[实用新型专利]

*CN202334710U*

(10)授权公告号 CN 202334710 U(45)授权公告日 2012.07.11

(12)实用新型专利

(21)申请号 2011204870.0(22)申请日 2011.11.30

(73)专利权人北京普利永华科技发展有限公司

地址100086 北京市海淀区中关村东路66

号世纪科贸大厦B座803室(72)发明人刘鑫 刘振新(51)Int.Cl.

H04N 5/225(2006.01)H04N 7/26(2006.01)

权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页权利要求书1页 说明书3页 附图1页

()实用新型名称

高速图像采集与压缩存储系统(57)摘要

本实用新型公开了一种高速图像采集与压缩存储系统，其包括高速图像采集模块，与高速图像采集模块相连的压缩模块，以及与压缩模块相连的存储模块。本实用新型采用大规模可编程逻辑单元、高性能DSP处理器和存储模块，实现对高速图像信息的实时压缩编码，并进行实时存储，在地面能够高速下载和显示；该系统具有可靠性高、体积小、功耗低、图像压缩效率高、恢复质量好等特点。

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权 利 要 求 书

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1.一种高速图像采集与压缩存储系统，其特征在于，包括高速图像采集模块，与高速图像采集模块相连的压缩模块，以及与压缩模块相连的存储模块。

2.如权利要求1所述的高速图像采集与压缩存储系统，其特征在于，所述高速图像采集模块包括摄像机及与摄像机相连的FPGA图像采集单元。

3.如权利要求2所述的高速图像采集与压缩存储系统，其特征在于，所述FPGA图像采集单元连接定时信号模块。

4.如权利要求1所述的高速图像采集与压缩存储系统，其特征在于，所述压缩模块包括DSP压缩单元，其分别与所述FPGA图像采集单元和存储模块相连。

5.如权利要求2所述的高速图像采集与压缩存储系统，其特征在于，所述摄像机前端设置有光学镜头，光学镜头上安装有整流罩。

6.如权利要求5所述的高速图像采集与压缩存储系统，其特征在于，所述光学镜头通过法兰盘固定在摄像机上。

7.如权利要求1所述的高速图像采集与压缩存储系统，其特征在于，还包括电源模块，分别与高速图像采集模块、压缩模块和存储模块相连。

8.如权利要求1所述的高速图像采集与压缩存储系统，其特征在于，所述存储模块包括Flash芯片组成的存储矩阵。

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说 明 书

高速图像采集与压缩存储系统

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技术领域

[0001]

本实用新型涉及图像处理技术领域，特别是涉及一种高速图像采集与压缩存储系

统。背景技术

随着网络技术的进步和信息时代的到来，人们对信息、交流的方式和质量均有了

全新的需求。而作为信息时代的重要标志，多媒体通信，特别是视频通信更是对人们的生活产生了巨大的影响。[0003] 据统计，人类通过视觉获取的信息占全部获取信息的70％。然而，视频信息，特别是数字化后的视频信息，具有海量数据性。例如，一幅0×480的中等分辨率的彩色图像，其数据量大约为0.92MByte。这么大的图像，传输速率以4kb/s估算，完整地传输这幅图需要230s，也就是接近4min。假设是可视电话，或者数字广播电视，以每秒播放30帧计算，一张600MByte的光盘里只能存放约24s的视频信息，更不用说在网络上传输的效果了。这给信息的存储和传输造成很大的困难，已成为人类有效地获取和使用信息的瓶颈问题之一。

[0002]

实用新型内容

[0004] (一)要解决的技术问题

[0005] 本实用新型要解决的技术问题是如何实现高速图像的高质量采集以及图像压缩效率。

[0006] (二)技术方案

[0007] 为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种高速图像采集与压缩存储系统，其包括高速图像采集模块，与高速图像采集模块相连的压缩模块，以及与压缩模块相连的存储模块。

[0008] 其中，所述高速图像采集模块包括摄像机及与摄像机相连的FPGA图像采集单元。[0009] 其中，所述FPGA图像采集单元连接定时信号模块。[0010] 其中，所述压缩模块包括DSP压缩单元，其分别与所述FPGA图像采集单元和存储模块相连。[0011] 其中，所述摄像机前端设置有光学镜头，光学镜头上安装有整流罩。[0012] 其中，所述光学镜头通过法兰盘固定在摄像机上。[0013] 其中，还包括电源模块，分别与高速图像采集模块、压缩模块和存储模块相连。[0014] 其中，所述存储模块包括Flash芯片组成的存储矩阵。[0015] (三)有益效果

[0016] 上述技术方案所提供的高速图像采集与压缩存储系统，采用大规模可编程逻辑单元、高性能DSP处理器和存储模块，实现对高速图像信息的实时压缩编码，并进行实时存储，在地面能够高速下载和显示；该系统具有可靠性高、体积小、功耗低、图像压缩效率高、恢复质量好等特点。

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说 明 书

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附图说明

图1是本实用新型实施例的高速图像采集与压缩存储系统的结构框图；

[0018] 图2是本实用新型实施例中摄像机的结构示意图。[0019] 其中，1：摄像机；2：光学镜头；3：整流罩。

[0017]

具体实施方式

[0020] 下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来本实用新型的范围。

[0021] 图1示出了本实施例的高速图像采集与压缩存储系统的结构框图，图2是本实施例中摄像机的结构示意图。本实施例高速图像采集与压缩存储系统包括高速图像采集模块，与高速图像采集模块相连的压缩模块，以及与压缩模块相连的存储模块。[0022] 具体地，所述高速图像采集模块包括摄像机及与摄像机相连的FPGA图像采集单元。FPGA图像采集单元连接定时信号模块。所述压缩模块包括DSP压缩单元，其分别与所述FPGA图像采集单元和存储模块相连。

[0023] 本实施例采集压缩模块主要负责对摄像机输出的图像数据进行解析和转换，并实施实时压缩和存储控制，同时实现对外定时接口控制。压缩标准采用H.2标准，实现对高速图像信号的实时压缩和存储控制。[0024] 在压缩存储模式中，上电读取倒计时参数，并根据参数值将系统进入倒计时压缩记录，当外界通过网口设置该倒计时参数后，需要将压缩模块重启并重新进入倒计时。倒计时结束，压缩模块首先将差分信号解析转换为原始视频数据，并在FPGA中进行缓存，DSP通过接口来获取FPGA缓存的原始视频数据，实时压缩后形成压缩码流，通过DSP的接口存储至存储模块。在数据下载模式中，将记录的数据通过网口传输至下载机存储。[0025] 如图2所示，本实施例的摄像机1前端设置有光学镜头2，光学镜头2上安装有整流罩3。光学镜头2通过法兰盘固定在摄像机1上。[0026] 整流罩3采用两个近似曲面组成，组合后相当于一个玻璃平板，但弯曲的表面可以减小外部气流的冲击，提高图像采集的稳定性。且整流罩3用于隔离内外环境，采用强度非常好的石英材料制成，对内部重要部件可具有保护作用。[0027] 本实施例中存储模块采用Flash芯片组成存储矩阵，设计为标准44芯IDE接口，存储容量不小于4GB，在压缩数据率为4Mbps时，存储时间不小于90min。该模块支持PIO、DMA、UMDA传输模式，持续读、写速度为10MB/s、8MB/s，温度范围为-45℃～+85℃，经筛选后低温可达到-55℃，并且具有高抗撞击、抗震能力。

[0028] 电源模块用于将机上的+28V供电输入转化为记录设备需要的+5V，+12V直流输出电压。电源模块具有输出过流、短路、过压保护功能。电源模块的设计采用较为成熟的电路，主要由+5V DC\\DC转换电路、+12V DC\\DC转换电路、输出滤波电路、输出保护电路、输入滤波及输入欠压指示功能等几部分组成。

[0029] 输入端滤波功能是通过使用滤波器来实现的，尽量靠近电源输入端，一般直接固定到机壳电源连接器后；升压储能电路能够在欠压瞬间维持电源模块正常输出工作，目前系统未实现该功能，但预留了此项功能扩展；DC/DC转换电路选用美国Vicor公司设计生产

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说 明 书

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的单路输出DC/DC模块，分别实现+5V和+12V的DC/DC变换；输出保护电路使本系统具有过流、短路及过压保护功能。

[0030] 本实施例系统的工作模式分为压缩存储模式和数据下载模式，在第一种工作模式下首先要根据设置的定时信号倒计时信息启动工作，启动工作后将摄像机拍摄的宽视场场景用低电压差分传输，到达图像采集压缩模块，经解析后形成原始视频信号，实时压缩后送入存储模块存储；在下载模式中，通过网口进行数据高速下载。[0031] 由以上实施例可以看出，本实用新型实施例采用大规模可编程逻辑单元、高性能DSP处理器和存储模块，实现对高速图像信息的实时压缩编码，并进行实时存储，在地面能够高速下载和显示；该系统具有可靠性高、体积小、功耗低、图像压缩效率高、恢复质量好等特点。

[0032] 以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

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说 明 书 附 图

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图1

图2

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