CN204859330U - 网络摄像机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种网络摄像机。该网络摄像机包括：前端图像采集单元，用于采集图像信号；以及后级主机处理单元，用于对图像信号进行处理，其中，后级主机处理单元和前端图像采集单元为分离式结构，后级主机处理单元通过单根传输线缆连接至前端图像采集单元。本实用新型解决了相关技术中网络摄像机体积较大的技术问题。

Description

网络摄像机

技术领域

本实用新型涉及摄像机领域，具体而言，涉及一种网络摄像机。

背景技术

在网络视频监控时，现有网络摄像机多采用前端图像采集单元与主机DSP处理单元一体的方案，整个网络摄像机体积较大，在某些特殊的应用环境很难满足既要求图像高清，又达到隐蔽式安装的需求，比如，金融行业ATM机的监控。具体地，现有的网络摄像机存在如下问题：

1、现有的高清网络摄像机，前端图像采集单元与后级的图像处理芯片之间，不考虑图像传感器的控制、通信信号以及电源信号，仅仅图像信号就需要多条传输线缆，比如并行接口图像采集单元至少需要15根信号线，即使是差分接口的图像采集单元也需要至少3对信号线，导致需要占用较多的传输线缆，结构上整个摄像机很难体积做小。

2、现有的高清网路摄像机，前端图像采集单元与后级的图像处理芯片之间，由于信号的衰减以及串扰，前后级之间传输距离非常近，导致前级与后级之间只能做成在一个结构体里面，前端与主机之间不可分离设计，从而使得整个网络摄像机体积较大，满足不了小型化，隐蔽式安装的应用。

针对相关技术中网络摄像机体积较大的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种网络摄像机，以至少解决相关技术中网络摄像机体积较大的技术问题。

根据本实用新型，提供了一种网络摄像机，包括：前端图像采集单元，用于采集图像信号；以及后级主机处理单元，用于对图像信号进行处理，其中，后级主机处理单元和前端图像采集单元为分离式结构，后级主机处理单元通过单根传输线缆连接至前端图像采集单元。

进一步地，前端图像采集单元包括：图像采集模块，用于采集图像信号；以及串化模块，连接至图像采集模块，用于对图像信号进行串化处理，得到差分信号，其中，差分信号经由传输线缆传输至后级主机处理单元。

进一步地，串化模块包括：预加重电路，连接至图像采集模块，用于对图像信号进行补偿预加重处理；以及串化器，连接至预加重电路，用于对预加重处理后的图像信号进行串化处理，得到差分信号。

进一步地，串化模块还包括编码器，其中，编码器的第一端连接至图像采集模块，编码器的第二端连接至预加重电路，编码器用于对图像信号进行编码。

进一步地，串化模块还包括第一滤波器，其中，第一滤波器的第一端连接至串化器，第一滤波器的第二端连接至传输线缆，用于对差分信号进行共模滤波，共模滤波后的差分信号经由传输线缆传输至后级主机处理单元。

进一步地，后级主机处理单元包括：解串模块，经由传输线缆连接至串化模块，用于对差分信号进行解串处理；以及图像处理模块，连接至解串模块，用于对解串处理后的图像信号进行处理。

进一步地，解串模块包括：自适应均衡器，连接至传输线缆，用于对差分信号进行高通滤波；以及解串器，连接至自适应均衡器，用于对高通滤波后的差分信号进行解串处理。

进一步地，解串模块还包括：第二滤波器，其中，第二滤波器的第一端连接至传输线缆，述第二滤波器的第二端连接至自适应均衡器，用于对差分信号进行共模滤波。

进一步地，传输线缆为带屏蔽层的双绞线。

进一步地，传输线缆的长度为10M。

在本实用新型实施例中，网络摄像机包括前端图像采集单元，用于采集图像信号；以及后级主机处理单元，用于对图像信号进行处理，其中，后级主机处理单元和前端图像采集单元为分离式结构，后级主机处理单元通过单根传输线缆连接至前端图像采集单元。通过后级主机处理单元和前端图像采集单元分离，并通过单根传输线缆连接后级主机处理单元和前端图像采集单元，由于减少了信号线、控制线的数量，从而实现了减少网络摄像机体积的技术效果，进而解决了相关技术中网络摄像机体积较大的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实施例的网络摄像机的示意图；

图2是根据本实施例的图像采集模块的封装电路图；

图3是根据本实施例的串化模块的封装电路图；以及

图4是根据本实施例的解串模块的封装电路图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本实施例，提供了一种网络摄像机。图1是根据本实施例的网络摄像机的示意图，如图1所示，该网络摄像机包括：前端图像采集单元10、传输线缆20和后级主机处理单元30。

具体地，前端图像采集单元10，用于采集图像信号；后级主机处理单元30，用于对图像信号进行处理，后级主机处理单元30和前端图像采集单元10为分离式结构，后级主机处理单元30通过单根传输线缆20连接至前端图像采集单元10。

本实施例的后级主机处理单元30和前端图像采集单元10采用分离式结构，并通过单根传输线缆20实现后级主机处理单元30和前端图像采集单元10之间的通信，极大的较少了信号线、控制线的数量，减小了体积，便于隐蔽式安装，从而可以避免现有技术中将前端图像采集单元10与主机DSP处理单元一体导致网络摄像机的体积较大的问题。

具体地，本实施例的前端图像采集单元10主要实现图像信号的采集以及图像信号的串化处理。可选地，如图1所示，前端图像采集单元10包括：图像采集模块101，用于采集图像信号；以及串化模块102，连接至图像采集模块101，用于对图像信号进行串化处理，得到差分信号，其中，差分信号经由传输线缆20传输至后级主机处理单元30。

本实施例的图像采集模块101可以是图像传感器，例如，CCD图像传感器、CMOS图像传感器等，可选地，本实施例的图像采集模块101输出的图像信号为12位并行数字信号。图2是根据本实施例的图像采集模块的封装电路图，如图2所示，该图像采集模块包括：12位图像信号输出接口DOUT0至DOUT11，用于输出12位并行数字信号D0至D11；行场同步信号接口LINE_VALID和FRAME_VALID，用于输出行场同步信号，时钟信号接口PIXCK用于输出时钟信号；两线式串行总线接口(俗称I2C)SCLK和SDATA，其中，SCLK接口用于传输时钟信号，SDATA用于传输数据。该图像采集模块还包括复位接口RESET_BAR、电源接口VDD、测试接口TEST、触发接口TRIGGER、外部输入时钟接口EXTCLK(外接晶振电路)等。

串化模块102用于对图像采集模块101采集的图像信号进行串化处理，其中，串化处理是指将多路并行信号转化为串行信号，具体地，本实施例的串化模块102将12位并行的图像信号转化为一对差分信号，并通过传输线缆将差分信号传输至后级主机处理单元30。由于信号传输过程会出现衰减，优选地，为了避免信号衰减对图像质量的影响，串化模块102包括：预加重电路，连接至图像采集模块，用于对图像信号进行补偿预加重处理；以及串化器，连接至预加重电路，用于对预加重处理后的图像信号进行串化处理，得到差分信号。

本实施例的预加重电路用于对图像信号进行预加重处理，具体地，可以通过预先分析图像信号在传输过程中信号衰减的幅度对图像信号进行补偿，降低信号衰减对图像质量的影响。串化器用于对预加重处理后的图像信号进行串化处理，得到一对差分信号。优选地，串化模块还包括编码器，其中，编码器的第一端连接至图像采集模块，编码器的第二端连接至预加重电路，编码器用于对图像信号进行编码。

本实施例的编码器可以是8B/10B编码器，其中，8B/10B编码器用于对图像信号进行8B/10B编码。8B/10B编码即将一个8位字节划分为5位和3位两部分，对5位部分进行5B/6B编码，对3位部分进行3B/4B编码，相对于一次编码一个8位字节，分为两部分进行编码使得硬件上能更有效地对更小的子块进行编解码。通过两部分分别编码，最终8位字节被编码为10位字节。编码后的10位中所有1或0的个数不会超过6个，并且连续的1或0的个数不超过4个。通过对图像信号进行8B/10B编码可以保证图像信号的直流平衡(俗称DC平衡)。本实施例在对图像信号进行8B/10B编码之后，在对编码后的图像信号进行预加重处理。

优选地，串化模块还包括第一滤波器，其中，第一滤波器的第一端连接至串化器，第一滤波器的第二端连接至传输线缆，用于对差分信号进行共模滤波，共模滤波后的差分信号经由传输线缆传输至后级主机处理单元。

由于串化器输出的为差分信号，为了避免共模信号的干扰，本实施例在通过传输线缆将差分信号传输至后级主机处理单元30之前，先通过第一滤波器对串化器输出的差分信号进行共模滤波，滤除差分信号中的共模干扰信号，以提高图像信号的质量。可选地，第一滤波器为共模滤波器。

可选地，图3是根据本实施例的串化模块的封装电路图，如图3所示，该串化模块包括：12位数据输入接口DIN[0]至DIN[11],用于输入12位并行数字信号D0至D11(即图像信号)；行场同步信号输入接口HSYNC和VSYNC，用于输入行场同步信号；时钟信号接口PCLK，用于输入时钟信号PIXCK；两线式串行总线接口SCL和SDA，用于输入I2C信号；输出接口DOUT+和DOUT-，用于输出差分信号。该串化模块还包括电源接口(VDDIO、VDDT、VDDCML、VDDPLL等)、接地接口GND、预留配置脚RES、地址设置接口ID[X]等。

可选地，本实施例的后级主机处理单元30用于对图像信号进行解串并对解串后的图像进行处理。可选地，如图1所示，后级主机处理单元30包括：解串模块301，经由传输线缆连接至串化模块，用于对差分信号进行解串处理；以及图像处理模块302，连接至解串模块301，用于对解串处理后的图像信号进行处理。

本实施例的解串模块301接收传输线缆输入的差分信号，并对该差分信号进行解串处理，其中，解串处理是指将串行信号转化为并行信号。本实施例通过解串模块301将差分信号还原为并行的图像信号，例如，将差分信号恢复为12位数字信号。图像处理模块302用于对对解串处理后的图像信号进行处理，具体地，图像处理模块302可以包括控制器、图像编解码器、网络服务器等，其中，控制器可以是数字信号处理器(DigitalSignalProcessing，简称为DSP)。

优选地，为了减少差分信号传输过程中高频干扰信号对图像质量的影响，解串模块301包括：自适应均衡器，连接至传输线缆，用于对差分信号进行高通滤波；以及解串器，连接至自适应均衡器，用于对高通滤波后的差分信号进行解串处理。

自适应均衡器用于对传输线缆输入的差分信号进行高通滤波，滤除高频串扰信号。解串器对高通滤波后的差分信号进行解串处理。优选地，解串模块还包括：第二滤波器，其中，第二滤波器的第一端连接至传输线缆，第二滤波器的第二端连接至自适应均衡器，用于对差分信号进行共模滤波。

由于传输线缆传输差分信号过程中容易产生共模干扰信号，本实施例的解串模块在接收到传输线缆传输的差分信号后，先通过第二滤波器对差分信号进行共模滤波，以消除共模干扰信号，并将共模滤波后的差分信号输入至自适应均衡器。可选地，第二滤波器也可以是共模滤波器。

由于趋肤效应损耗以及电介质损耗，在传输的物理信道上，随着传输距离的增加，高频分量的衰减要比低频分量大很多，传输信道等效于一个低通滤波器，可选地，本实施例的传输线缆为带屏蔽层的双绞线，传输线缆的阻抗的取值范围优选为90Ω～100Ω，线径(AWG)为26号线。具体地，传输线缆包括差分线和电源线，本实施例的传输线缆除了差分线做屏蔽，整个线缆也需要进行屏蔽。该传输线缆的长度小于或等于10M，优选为10M。

图4是根据本实施例的解串模块的封装电路图，如图4所示，该解串模块包括：输入接口RIN0+和RIN0-，用于输入差分信号；输出接口ROUT0至ROUT11，用于输出12未并行数字信号；I2C接口SDA和SCL；行场同步信号接口VSYNC和HSYNC；时钟信号接口PCLK；工作模式设置接口MODE；地址设置接口IDx0和IDx1等。

以下以实例对本实施例的网络摄像机进行说明：

串化模块的12位数据输入接口DIN[0]至DIN[11]连接至上述图像采集模块的12位图像信号输出接口DOUT0至DOUT11，串化模块的行场同步信号输入接口HSYNC和VSYNC分别连接至图像采集模块的行场同步信号接口LINE_VALID和FRAME_VALID，串化模块的时钟信号接口PCLK连接至图像采集模块的时钟信号接口PIXCK，串化模块的两线式串行总线接口SCL和SDA分别连接至图像采集模块的两线式串行总线接口SCLK和SDATA。

解串模块输入接口RIN0+和RIN0-经由电容C230和电容C240，通过10M的传输线缆连接至串化模块的电容C6和电容C7，串化模块的电容C6和电容C7分别连接至串化模块的输出接口DOUT+和DOUT-。

解串模块的输出接口ROUT0至ROUT11连接至图像处理模块的输入接口VIN0_D0至VIN0_D11，解串模块的I2C接口SDA和SCL连接至图像处理模块的CAM1_SDA接口和CAM1_SCL接口，行场同步信号接口VSYNC和HSYNC连接至图像处理模块的VIN0_VS接口和VIN0_HS接口，解串模块的复位接口PDB连接至图像处理模块的DES1_REST接口，解串模块的通用输入输出接口GPIO0连接至图像处理模块的CAM1_REST接口。

具体地，串化模块对图像采集模块输出的图像信号、行场同步信号、时钟信号、两线式串行总线信号(即I2C信号)进行处理，例如，串化模块对图像信号进行8B/10B编码、预加重处理、串化处理等，串化模块对I2C信号进行低通滤波处理，最终将图像信号和I2C信号调制为一对支持交流耦合的差分信号经由输出接口DOUT+和DOUT-输出。

差分信号经由传输线缆传输至解串模块输入接口RIN0+和RIN0-，解串模块对差分信号进行解串处理，例如，解串模块对差分信号进行共模滤波处理、高通滤波处理、8B/10B解码处理等，对I2C信号以及GPIO低速控制信号进行调制，叠加到高速的图像信号上，将差分信号转换成并行的12位数据信号、行场同步信号以及时钟信号，同时通过内部的低通滤波器对I2C信号进行编解码，实现整个数据链路信号的还原，并将还原后的信号输入至图像处理模块进行处理。

本实施例前端图像采集单元与后级图像处理单元仅需要一对差分线和一对电源线即可实现1080P高清图像信号长达10米的传输距离，极大的较少了信号线、控制线的数量，减小了体积，在小型化的基础上实现了网络摄像机前端分离、远距离传输。

上述实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本实用新型的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

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原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种网络摄像机，其特征在于，包括：

前端图像采集单元，用于采集图像信号；以及

后级主机处理单元，用于对所述图像信号进行处理，

其中，所述后级主机处理单元和所述前端图像采集单元为分离式结构，所述后级主机处理单元通过单根传输线缆连接至所述前端图像采集单元。

2.根据权利要求1所述的网络摄像机，其特征在于，所述前端图像采集单元包括：

图像采集模块，用于采集所述图像信号；以及

串化模块，连接至所述图像采集模块，用于对所述图像信号进行串化处理，得到差分信号，其中，所述差分信号经由所述传输线缆传输至所述后级主机处理单元。

3.根据权利要求2所述的网络摄像机，其特征在于，所述串化模块包括：

预加重电路，连接至所述图像采集模块，用于对所述图像信号进行预加重处理；以及

串化器，连接至所述预加重电路，用于对补偿后的图像信号进行串化处理，得到所述差分信号。

4.根据权利要求3所述的网络摄像机，其特征在于，所述串化模块还包括编码器，其中，所述编码器的第一端连接至所述图像采集模块，所述编码器的第二端连接至所述预加重电路，所述编码器用于对所述图像信号进行编码。

5.根据权利要求3所述的网络摄像机，其特征在于，所述串化模块还包括第一滤波器，其中，所述第一滤波器的第一端连接至所述串化器，所述第一滤波器的第二端连接至所述传输线缆，用于对所述差分信号进行共模滤波，共模滤波后的差分信号经由所述传输线缆传输至所述后级主机处理单元。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的网络摄像机，其特征在于，所述后级主机处理单元包括：

解串模块，经由所述传输线缆连接至所述串化模块，用于对所述差分信号进行解串处理；以及

图像处理模块，连接至所述解串模块，用于对解串处理后的图像信号进行处理。

7.根据权利要求6所述的网络摄像机，其特征在于，所述解串模块包括：

自适应均衡器，连接至所述传输线缆，用于对所述差分信号进行高通滤波；以及

解串器，连接至所述自适应均衡器，用于对高通滤波后的差分信号进行解串处理。

8.根据权利要求7所述的网络摄像机，其特征在于，所述解串模块还包括：第二滤波器，其中，所述第二滤波器的第一端连接至所述传输线缆，述第二滤波器的第二端连接至所述自适应均衡器，用于对所述差分信号进行共模滤波。

9.根据权利要求1所述的网络摄像机，其特征在于，所述传输线缆为带屏蔽层的双绞线。

10.根据权利要求9所述的网络摄像机，其特征在于，所述传输线缆的长度为10M。