一种usb高清会议摄像机的利记博彩app
【专利摘要】本实用新型公开了一种USB高清会议摄像机，包括PCB板，PCB板上设置有用于对输入的视频信号进行解码的LVDS编码模块、与LVDS编码模块连接并用于对解码后的视频信号进行处理后分发给USB视频编码芯片的FPGA视频数据处理模块、用于对视频信号进行编码输出USB视频信号的USB视频编码芯片、以及对各模块进行配置和协调的MCU控制模块；并且，对应USB视频编码芯片，其还设置有一USB3.0接口。本实用新型通过USB3.0接口直接输出高质量、高分辨率的高清图像，可以直接连接PC端、兼容性高，并且，无需使用高清图像采集卡PCI，降低使用成本。
【专利说明】
一种USB高清会议摄像机
技术领域
[0001]本实用新型涉及通讯技术，尤其涉及的是一种USB高清会议摄像机。【背景技术】
[0002]视频会议是利用现有通信网(包括各种传输网络)和数字信号压缩处理技术，将音视频和数据信号处理后传到远端，实现面对面的交流。其交流形式为点到点，点对多点和多点对多点。主要设备包括MCU多点控制单元、视频会议摄像机、网关、网闸和相关的配套外围设备，如显示设备、音响系统等。视频会议系统的出现已经改变了传统的会议模式并给社会经济领域带来了深刻的变革。近几年来，随着计算机技术、通信技术和互联网技术的飞速发展，视频会议的应用范围正逐渐从传统的专业领域、大型企业等高端用户向中小企业等普通用户和个人用户拓展，而随着近年来我国经济持续快速的增长，这种拓展速度又呈现出不断加快的趋势。作为视频会议系统的重要设备之一、负责前端图像采集功能的视频会议摄像机需求量也是越来越大。
[0003]随着人们对图像质量的要求越来越高，传统的标清图像已经远远不能满足日常的要求，特别是在远程医疗、远程教学、电视广播等方面，于是，高清图像应运而生，目前高清 720P、10801都已经在大规模应用，据统计，目前的高清视频占有30%的份额，并且每年以20% 的速度在增加。
[0004]目前，高清视频会议摄像机的厂家，国外主要为索尼、松下、宝利通等，国内的主要为华为、中兴、明日、海康、大华等，这些厂家之中，以索尼、松下为一类，他们掌握了摄像机的核心技术，图像采集的Sensor技术，图像质量好、分辨率高、色彩还原性好等优点，在云台方面，他们采用直流无刷电流技术，在精确定位及静音方面做得非常出色，因此在质量方面的竞争中，占据比较大的优势。剩下的一类，特别是国内的摄像机厂家，主要外购索尼、松下、三洋、三星的一体化机芯，自己负责图像的后端处理，比如说视频格式变换，0SD菜单的设计，视频输出接口的设计等。自己设计外观、结构，云台部分则采用高精度的步进电机控制，在精确定位方面满足要求，在静音方面还稍显不足，但外观时尚、接口丰富、价格适中， 因此也深受广大消费者的欢迎。
[0005]目前的软件视频会议系统的架构主要是普通的PC机加高清视频会议摄像机加高清视频采集卡，摄像机负责图像采集，采集卡负责数据接口的转换，PC机负责中控。在应用中，高清采集卡的价格昂贵，大约需要2000元左右，给客户带来不小的经济压力，也还由于采集卡的兼容性，给客户带来使用的不便性。
[0006]高清采集卡工作原理是由模拟信号经过A/D采样后转换为数字信号，通过FPGA写入SDRAM作为缓存，再经FPGA从SDRAM中将采集压缩的数据读出通过PCI总线传输到上位机， 由上位机对数据进行传输等处理。信号实时进行采集支持声音的同步录制，显示画面可以任意拉伸或全屏，录制后格式为avi，保证适应各类播放器播放，录制后期可以进行非线编， 删除或添加相关内容，显示画面颜色和清晰度可调，录制帧率和码率可调。
[0007]经过高速PCI总线能够直接采集图象到显存或主机系统内存，此外不仅可以使图象直接采集到，实现单屏工作方式，而且可以利用PC机内存的可扩展性，实现所需数量的序列图象逐帧连续采集，进行序列图象处理分析。如果将一台PC机数据在另一台PC上显示以及采集信号，传统的方法是将信号通过视频转换器变成视频信号，再通过视频采集卡在另一台PC机上显示采集。视频采集就是将视频源的模拟信号通过处理转变成数字信号(S卩0和 1)，并将这些数字信息存储在电脑硬盘上的过程。这种模拟/数字转变是通过视频采集卡上的采集芯片进行的。首先PC机发一个开始采集命令并等中断，然后采集卡会探测场同步开始，然后启动采集一张图片(根据行场消隐及大小)，采集结束后通过PCI中断通知pc机，而 PC机收到些中断后，马上启动DMA读取采集卡的数据(只需要准备好内存地址和所读大小即可)，读取完毕即完成一次采集。由视频采集芯片将模拟信号转换成数字信号，然后传至板卡自带的临时存储器中，再由卡上自带视频压缩芯片执行压缩算法，将庞大的视频信号压缩变小，最后这些压缩后的直接或通过PCI桥芯片进入PCI，存储到硬盘。
[0008]高清采集卡具有高稳定性、多功能、兼容性广等特点。是专为视频会议、远程监控、 网络教学、视频直播、大屏幕显示、医疗系统、军事雷达等高清流媒体领域推出的高清视频采集卡。采用高清接口一一HDM1、分量等实时采集各种相应的视频信号源，支持480p、720p， 10801、和1080p等高清分辨率，兼容各种视频操作编辑件，使整个多媒体系统画质高、成本低、功耗低、性能稳定、功能全面等优势。
[0009]但是，采用高清视频采集卡具有以下的缺点:
[0010]1、使用不便[〇〇11]安装时比较麻烦，必须要拆开机箱才可以进行安装，且在安装软件时也容易和其他电脑设备发生冲突，易受到电脑内部元器件的电磁干扰，引起其播放质量下降。[〇〇12]2、范围受限
[0013]由于是PCI插槽的，所以必须是台式机才能够使用，对于笔记本之类的电脑，就无能为力了。
[0014]3、价格昂贵[〇〇15]高清图像采集卡PCI由于支持HD-SD1、HDM1、VGA等接□的视频信号输入，所以价格昂贵，动辄几千。
[0016]因此，现有技术存在缺陷，需要改进。【实用新型内容】
[0017]本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种可以直接连接PC端、兼容性高、使用成本较低的USB高清会议摄像机。
[0018]本实用新型的技术方案如下:一种USB高清会议摄像机，包括PCB板，PCB板上设置有用于对输入的视频信号进行解码的LVDS编码模块、与LVDS编码模块连接并用于对解码后的视频信号进行处理后分发给USB视频编码芯片的FPGA视频数据处理模块、用于对视频信号进行编码输出USB视频信号的USB视频编码芯片、以及对各模块进行配置和协调的MCU控制模块;并且，对应USB视频编码芯片，其还设置有一 USB3.0接口。
[0019]应用于上述技术方案，所述的USB高清会议摄像机中，FPGA视频数据处理模块设置有与LVDS编码模块连接的视频格式识别模块、与视频格式识别模块连接的视频数据格式校正模块、以及与视频数据格式校正模块连接的USB2.0模块和USB3.0模块。
[0020]应用于各个上述技术方案，所述的USB高清会议摄像机中，FPGA视频数据处理模块设置有一 EP3C10E144C8芯片，MCU控制模块设置有PIC18FJ10芯片，并且，USB视频编码芯片设置为USB3014芯片。
[0021]应用于各个上述技术方案，所述的USB高清会议摄像机中，MCU控制模块还设置有一垂直控制电路和一水平控制电路，其中，垂直控制电路和水平控制电路分别对应由垂直马达和水平马达进行驱动，并分别通过皮带与外部的摄像机镜头连接。
[0022]应用于各个上述技术方案，所述的USB高清会议摄像机中，MCU控制模块还设置有 RS-485和RS-232C远程控制接口。[〇〇23]应用于各个上述技术方案，所述的USB高清会议摄像机中，LVDS编码模块设置有 THC63LDV104C 芯片、H57V2562GIR 芯片、EPCS16SI16N 芯片、JTAG接口和 AS模式接口。
[0024]采用上述方案，本实用新型通过设置LVDS编码模块对高清视频进行解码后，再又 FPGA视频数据处理模块处理后分发给USB视频编码芯片，通过USB3.0接口输出高质量、高分辨率的高清图像，可以直接连接PC端、兼容性高，并且，无需使用高清图像采集卡PCI，降低使用成本。【附图说明】
[0025]图1为本实用新型的整体结构框图；[〇〇26]图2为本实用新型中的FPGA视频数据处理模块结构框图；[〇〇27]图3为本实用新型中USB3.0模块的结构框图；
[0028]图4为本实用新型中的M⑶控制模块的功能图。【具体实施方式】
[0029]以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。
[0030]本实施例提供了一种USB高清会议摄像机，本实施例USB高清会议摄像机为高清10 倍USB3.0视频会议摄像机安装高清一体机，采用1/2.5英寸HD CMOS图像传感器，内置10倍光学变焦镜头，有效像素达到2百万，既可通过USB3.0接口输出高质量、高分辨率的高清图像。它安装高精度的静音步进电机，可实现安静高速的摇移/俯仰操作并进行大范围区域的物体拍摄，并提供自动扫描、边界扫描等独特功能。它保存64个预设位，4条巡航路径，可进行精确定位和自动巡航。它内置小型操作系统，软件可进行远程升级。
[0031]其中，USB3.0高清会议摄像机包括PCB板，PCB板设置在USB3.0高清会议摄像机内部，如图1所示，PCB板上设置有用于对输入的视频信号进行解码的LVDS编码模块，其中， LVDS编码模块LVDS编码模块设置有THC63LDV104C芯片、H57V2562GIR芯片、EPCS16SI16N芯片、JTAG接口和AS模式接口，LVDS编码模块与FPGA视频数据处理模块连接，FPGA视频数据处理模块对进行经过LVDS编码模块进行解码的视频数据进行处理。[〇〇32]如图2所示，FPGA视频数据处理模块设置有与LVDS编码模块连接的视频格式识别模块、与视频格式识别模块连接的视频数据格式校正模块、以及与视频数据格式校正模块连接的USB2.0模块和USB3.0模块，其中，LVDS编码模块中的LVDS解码芯片将高清视频数据流采样，发给FPGA视频数据处理模块，其中框内的模块是需要在FPGA内部逻辑实现。视频格式识别模块接收LVDS数据，根据行同步H、场同步V和FLD信号，识别出当前机芯的视频输出格式;然后视频数据经过格式矫正模块，调整H、V的时序并生成数据使能DE信号，从矫正模块出来的数据即为标准的BT1120格式数据;BT1120视频数据可以直接接到USB2.0和USB3.0 模块进行数据处理，这些处理包括不同分辨率图像的生成和打包存储等;之后经过USB视频格式校正模块，将处理后的视频数据按照要求的格式发送给外部的USB视频编码芯片。FPGA 程序模块还包括时钟域的处理、OSD字符的存储和控制调用、远程升级模块等等。[〇〇33] 如图1所示，FPGA视频数据处理模块设置有一 EP3C10E144C8芯片，FPGA内部逻辑通过EP3C10E144C8芯片实现，并且，MCU控制模块设置有PIC18FJ10芯片，并且，USB视频编码芯片设置为USB3014芯片。[〇〇34]其中，USB视频编码芯片用于对视频信号进行编码输出USB视频信号到的USB3.0接口，如此，通过USB3.0接口可以直接连接PC机端，并将高清视频数据传送到PC机端，通过PC 机直接传送高清视频数据，从而无需高清图像采集卡PCI，通过USB3.0接口直接连接PC，省去了高清图像采集卡PCI的成本，使用成本降低，并且，还设置有与FPGA视频数据处理模块连接的MCU控制模块，MCU控制模块用于实现对各模块进行配置和协调。[〇〇35]其中，MCU控制模块的功能框图如图4所示，MCU控制模块可以实现接收来自红外遥控器的信号，把它解码成相对应的命令并执行;接收VISCA接口的VISCA协议、PELC0_D协议并解码;通过I2C接□控制机芯变倍、变焦等;通过UART串□与FPGA通信，显示0SD菜单;控制水平、垂直马达运行并精确定位;根据拨码开关来设置波特率、协议、球机地址、控制方式等;根据限位开关的输入来确定水平、垂直方向的限位;控制电源灯、休眠灯的亮灭;通过 VISCA协议进行远程升级。[〇〇36]如图3所示，图3为USB3.0模块的设计结构框图，在FPGA逻辑设计中，视频格式矫正需要在知道当前视频格式的前提下来按照861时序做调整。对于USB3.0来说，难点在于速度的匹配上和场行同步的标准程度。USB3.0高清视频要求延时尽可能的小，所以在存储上仅仅使用有线的FPGA内部fifo做缓存处理。
[0037] 或者，如图1所示，M⑶控制模块还设置有一垂直控制电路和一水平控制电路，其中，垂直控制电路和水平控制电路分别对应由垂直马达和水平马达进行驱动，并分别通过皮带与外部的摄像机镜头连接，如此，可以通过镜头看到上下方向不同角度的图像，因此镜头必须能在上下方向不同角度转动。转动时，通过垂直电机由皮带传动镜头转动，由主控制电路控制电机转动;并且，可以通过镜头看到左右方向不同角度的图像，因此镜头必须能在左右方向不同角度转动。转动时，通过水平电机由皮带传动镜头转动，由主控制电路控制电机转动。[〇〇38] 并且，MCU控制模块还设置有RS-485和RS-232C远程控制接口，其分别通过VISCA、 PELC0-D协议，可对摄像机进行远程高速通讯控制。
[0039]以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种USB高清会议摄像机，包括PCB板，其特征在于:PCB板上设置有用于对输入的视频信号进行解码的LVDS编码模块、与LVDS编码模块连 接并用于对解码后的视频信号进行处理后分发给USB视频编码芯片的FPGA视频数据处理模 块、用于对视频信号进行编码输出USB视频信号的USB视频编码芯片、以及对各模块进行配 置和协调的MCU控制模块；并且，对应USB视频编码芯片，其还设置有一 USB3.0接口。2.根据权利要求1所述的USB高清会议摄像机，其特征在于:FPGA视频数据处理模块设 置有与LVDS编码模块连接的视频格式识别模块、与视频格式识别模块连接的视频数据格式 校正模块、以及与视频数据格式校正模块连接的USB2.0模块和USB3.0模块。3.根据权利要求1所述的USB高清会议摄像机，其特征在于:FPGA视频数据处理模块设 置有一 EP3C10E144C8芯片，MCU控制模块设置有PIC18FJ10芯片，并且，USB视频编码芯片设 置为USB3014芯片。4.根据权利要求1所述的USB高清会议摄像机，其特征在于:MCU控制模块还设置有一垂 直控制电路和一水平控制电路，其中，垂直控制电路和水平控制电路分别对应由垂直马达 和水平马达进行驱动，并分别通过皮带与外部的摄像机镜头连接。5.根据权利要求1所述的USB高清会议摄像机，其特征在于:MCU控制模块还设置有RS-485和RS-232C远程控制接口。6.根据权利要求1所述的USB高清会议摄像机，其特征在于:LVDS编码模块设置有 THC63LDV104C 芯片、H57V2562GIR 芯片、EPCS16SI16N 芯片、JTAG接口和 AS模式接口。
【文档编号】H04N19/42GK205584318SQ201521067420
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2015年12月21日
【发明人】万炼, 张思雷, 熊全海, 田义
【申请人】深圳市网今科技有限公司