專利名稱：具有雙向視頻通信功能的網(wǎng)絡(luò)攝像機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種具有視頻編碼和視頻解碼功能的網(wǎng)絡(luò)攝像機，屬電通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
網(wǎng)絡(luò)攝像機是釆集并通過以太網(wǎng)傳輸視頻信號的設(shè)備，由視頻采集頭和嵌入式計算機系 統(tǒng)組成，嵌入式計算機系統(tǒng)對視頻采集頭所采集的視頻信號進行編碼，再將所得到的視頻流 信號發(fā)送到以太網(wǎng)上，從而實現(xiàn)視頻信號的遠程傳輸。有的網(wǎng)絡(luò)攝像機將音頻和視頻信號同 步采樣，同步編碼傳輸，使遠端的客戶既能看到圖像，又能聽到聲音。
現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)攝像機大多應(yīng)用于局域網(wǎng)內(nèi)，能實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)視頻通信的并不多，而且大多只 能支持單向的視頻傳輸和單一的視頻編碼方式，只適用于公共設(shè)施、工礦企業(yè)的安防監(jiān)視等。
隨著網(wǎng)絡(luò)攝像機逐步進入家庭，人們希望使用網(wǎng)絡(luò)攝像機進行家庭看護、親情溝通，這 就要求攝像機應(yīng)具有雙向視頻通信功能(同步的視頻編碼和解碼功能)，并支持多種視頻編碼 模式，比如和計算機通信時可以使用11.264編碼，和36手機視頻通信則可使用比263編碼， 這樣，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)攝像機就無法滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需要。
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足、提供一種能同步進行視頻編碼和解碼的具 有雙向視頻通信功能的網(wǎng)絡(luò)攝像機。
本實用新型所述問題是以下述技術(shù)方案實現(xiàn)的
一種具有雙向視頻通信功能的網(wǎng)絡(luò)攝像機，構(gòu)成中包括視頻采集裝置、內(nèi)置了視頻編碼 器和視頻解碼器的主處理器、視頻服務(wù)器、本地顯示裝置和FEC接口電路，所述主處理器采 用i.MX27，其CSI接口接視頻采集裝置，LCDC接口接本地顯示裝置，F(xiàn)EC接口依次經(jīng)FEC接 口電路和網(wǎng)絡(luò)變壓器接以太網(wǎng)。
上述具有雙向視頻通信功能的網(wǎng)絡(luò)攝像機，構(gòu)成中還包括內(nèi)置音頻編、解碼器的音頻處 理器、揚聲器和麥克風，所述音頻處理器的MICN、 MICP端接麥克風，SPK0UTN、 SPK0UTP端 接揚聲器，數(shù)據(jù)接口接主處理器(i.MX27)的SSI1接口。
上述具有雙向視頻通信功能的網(wǎng)絡(luò)攝像機，構(gòu)成中還包括3G模塊，所述3G模塊經(jīng)USB接口芯片與主處理器的USB接口連接。無論3G模塊或者FEC接口電路，其目的是將音視頻流
傳輸?shù)綄拵ЬW(wǎng)絡(luò)或從寬帶網(wǎng)絡(luò)得到客戶端的音視頻流，二者可以二選一。
上述具有雙向視頻通信功能的網(wǎng)絡(luò)攝像機，所述視頻采集裝置為CMOS數(shù)字影像傳感器或
模擬攝像機，所述模擬攝像機需經(jīng)視頻處理器電路對采集信號進行處理。
上述具有雙向視頻通信功能的網(wǎng)絡(luò)攝像機，所述本地顯示裝置為網(wǎng)絡(luò)攝像機自帶的液晶
顯示器或經(jīng)TV解碼芯片U4外接的電視機(TV)或VGA監(jiān)視器，所述本地顯示裝置呈現(xiàn)客戶
端的音視頻，它與雙向視頻攝像機安裝在同一地點。
本實用新型內(nèi)置了硬件的視(音)頻編、解碼器，支持視(音)頻編碼和視(音)頻解 碼同步運行，本地的視(音)頻編碼可通過視頻服務(wù)器發(fā)送到以太網(wǎng)或3G網(wǎng)絡(luò)，以太網(wǎng)或 3G網(wǎng)絡(luò)的視(音)頻流也可以在本地解包并解碼，并通過視(音)頻輸出口輸出視(音)頻 到電視機(或監(jiān)視器)。本實用新型作為服務(wù)器端，支持客戶端(有可能是計算機設(shè)備或3G 手機)通過網(wǎng)絡(luò)訪問本攝像機，攝像機收到客戶端的音頻呼叫，只需打開電視就能和客戶端 進行音、視頻通信，特別適合家庭看護、親情溝通，也可作為小型會議系統(tǒng)使用。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。

圖l是本實用新型的電原理框圖2是電原理圖3是視頻流輸出流程圖4是視頻流輸入流程圖。
圖中各標號為Ul、主處理器，U2、視頻處理器，U3、音頻處理器，U4、 TV編碼器，U5、 USB接口芯片，U6、 FEC接口電路，U7、 3G模塊，V、模擬攝像機，MIC、麥克風，SP、揚聲 器，T、網(wǎng)絡(luò)變壓器，TV、電視機。
具體實施方式

參看圖1、圖2，主處理器Ul (型號為i. MX27)片內(nèi)集成H. 264/MPEG4全雙工硬件編 解碼視頻處理單元，可廣泛應(yīng)用于視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)攝像機、數(shù)字錄像機、網(wǎng)絡(luò)廣告機、V2IP 可視電話、IPTV機頂盒、智能手機、便攜式多媒體播放器、移動電視等產(chǎn)品。MX27處理器是 以MX21為基礎(chǔ)進行設(shè)計，基于ARM926EJ-S內(nèi)核。處理器內(nèi)部的硬件編解碼模塊性能強勁， 可以達到H. 264/MPEG4編解碼Dl分辨率720X576、 25fps和720x480、 30fps ;全雙工編解碼 同時進行可以達到VGA分辨率:640x480、 30fps，在目前的嵌入式ARM處理器中鮮有敵手。而且，MX27可以同時進行H. 264VGA、 30fps的編碼和MPEG4 VGA、 30fps的解碼；也能MPEG4 VGA、 30fps編碼和H. 264 VGA、 30fps解碼同時進行。
圖l、圖2中給出的視頻采集裝置為模擬攝像機V，它通過視頻處理器u2接主處理器u1 的csi接口，模擬攝像機v的感光器件一般采用ccd器件；現(xiàn)在視頻采集頭又出現(xiàn)了 cmos 數(shù)字影像傳感器器件，可以直接連接到主處理器U1的csi接口，這樣網(wǎng)絡(luò)攝像機就省掉了模 數(shù)轉(zhuǎn)換部分(視頻處理器U2)，使系統(tǒng)更精簡。
圖1、圖2中，本地顯示裝置為電視機TV，它通過TV編碼器U4連主處理器Ul的LCDC 接口。若采用數(shù)字液晶顯示器，則顯示器可直接與主處理器u1的LCDC接口相連。
以太網(wǎng)可以是局域網(wǎng)，也可以是互聯(lián)網(wǎng)。
接口電路說明
處理器u1的內(nèi)核arm926ejs:隸屬于arm9家族的針對多任務(wù)應(yīng)用的通用處理器，其接 口包括
CSI (CMOS Sensor Interface): CSI是一個使MX27能夠直接連接到外部CMOS數(shù)字影像 傳感器或ccir656標準視頻源的邏輯接口。本接口用作數(shù)字視頻的輸入，如果輸入模擬視頻，
需要外加支持cciR656標準的視頻處理器電路。圖i中，主處理器ui的csi接口的cs:lhsync、
CSI—VSYNC、 CSI—PIXCLK端分別接視頻處理器U2的HSYNC、 VSYNC和PCLK端，CSI_D0 CSI—D7 端接視頻處理器U2的Y0UT0 Y0UT7端。
LCDC (Liquid Crystal Display Controller):液晶顯示控制器為外部輸出灰度色標或 為LCD面板提供顯示數(shù)據(jù)。在本處用作與TV解碼芯片的連接，輸出視頻信號。圖1中，主處 理器Ul的LCDC接口的HSYNC、 VSYNC、 LSCLK端分別接TV編碼器U4的H、 V和XCLK端， SLCDC1_DAT0 SLCDC1—DAT17接TV編碼器U4的數(shù)據(jù)輸入端。
SSI (Synchronous Serial Interface): SSI是個全雙工的串行接口，允許跟多種外部 設(shè)備通信。在本處用于音頻編解碼器的數(shù)據(jù)傳輸。圖1中，主處理器Ul的SSI1接口的 SSI1—RXDAT、 SSI1—TXDAT、 SSI1_FS和SSI1_CLK端分別接音頻處理器U3的ADCDAT、 MCDAT、 FRME和BCLK端。
FEC (Fast Ethernet Controller): FEC接口完成全套的IEEE 802. 3/Ethernet CSMA/CD 協(xié)議的媒介訪問控制和通道接口功能。本處用于將本機與以太網(wǎng)互通，交換視頻流和控制信 息。圖1中，主處理器U1的FEC接口的FEC—MDIO、FEC_MDC、FEC—RX—DV、FEC—RX_CLK、FEC—RX—ER 端分別接FEC接口電路U6的MDIO、 MDC、 RX—DV、 RX—CLK、 RX—ER端，F(xiàn)EC—RXD0 FEC—RXD3
5端分別接FEC接口電路U6的RXD0 RXD3端，F(xiàn)EC—TX—CLK、 FEC—TX—EN、 FEC—COL、 FEC—CRS、 FEC—TX—ER端分別接FEC接口電路U6的TX—CLK、 TX—EN、 COL、 CRS、 TX_ER端，F(xiàn)EC—TXDO FEC—TXD3端分別接FEC接口電路U6的TXD0 TXD3端。
處理器U1內(nèi)的AUDMUX (Digital Audio Multiplexer):數(shù)字音頻復(fù)用器允許多重的、 同時發(fā)生的音頻聲音、數(shù)據(jù)流在點到點或點到多點的端口進行數(shù)據(jù)互聯(lián)。
處理器U1內(nèi)的VPU (Video Processor Unit):本單元支持全雙工的每秒30幀VGA圖像 分辨率的視頻編、解碼，同時支持H. 264 BP、 MPEG-4 SP和H. 263 P3三種視頻編碼標準。
USB (Universal Serial Bus Host Controllers):通用串行總線上位機控制器，支持 收發(fā)器形式連接到外圍設(shè)備，以低速或全速模式運行。圖1中，處理器Ul的USB接口的 USBOTG—DAR、 USBOTG—STP、 USBOTG_NXT、 USBOTG_CLK端分別接USB接口芯片U5的DAR、 STP、 NXT、 CLOCK端，USBOTG—DAT0 USB0TG—DAT7端接USB接口芯片U5的D0 D7端。 外部電路說明
視頻處理器U2:將模擬視頻信號轉(zhuǎn)換成CCIR656標準的數(shù)字視頻信號輸出，其為模擬攝 像機的輸入接口電路，可選器件TVP5150A等。
TV編碼器U4:將RGB形式的輸入視頻轉(zhuǎn)換成VGA標準視頻輸出，其信號可外接電視機(TV) 或VGA顯示器，可選器件CH7024等。
音頻處理器U3:音頻的編解碼處理電路。完成聲音的采集、A/D轉(zhuǎn)換、傳輸及其接收、 D/A轉(zhuǎn)換、音頻播放的功能，可選器件麗8974或麗8951L等。
USB接口芯片U5:通用串行總線接口電路，支持USB VI. 1或USB V2. 0規(guī)范，可選器件 ISP1105W或ISP1504A等。
FEC接口電路以太網(wǎng)物理層傳輸電路，支持10BASE-T和100BASE-TX模式，可選芯片
LAN8700或100BASE-TX等。
雙向視頻網(wǎng)絡(luò)攝像機的工作流程
雙向視頻的網(wǎng)絡(luò)攝像機工作時內(nèi)部同時處理兩個視頻流，分別如圖3和圖4所示。 圖3所示視頻流輸出流程圖，它畫出了音、視頻輸入一編碼一打包一音視頻流傳輸?shù)揭?br> 太網(wǎng)或3G網(wǎng)絡(luò)流程；該視頻流涵蓋從視頻采集到視頻流輸出到寬帶網(wǎng)絡(luò)的過程。
圖4所示視頻流輸入流程圖，它畫出了音視頻流輸入一解包一解碼一還原成音、視頻輸
出流程；該視頻流涵蓋從寬帶輸入視頻流到輸出視頻到本地顯示裝置的過程。
權(quán)利要求1、一種具有雙向視頻通信功能的網(wǎng)絡(luò)攝像機，其特征是，其構(gòu)成中包括視頻采集裝置、內(nèi)置有視頻編碼器和視頻解碼器的處理器(U1)、本地顯示裝置和FEC接口電路(U6)，所述處理器(U1)采用i.MX27，其CSI接口接視頻采集裝置，LCDC接口接本地顯示裝置，F(xiàn)EC接口依次經(jīng)FEC接口電路(U6)和網(wǎng)絡(luò)變壓器(T)接以太網(wǎng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述具有雙向視頻通信功能的網(wǎng)絡(luò)攝像機，其特征是，構(gòu)成中還包括 內(nèi)置音頻編、解碼器的音頻處理器(U3)、揚聲器(SP)和麥克風(MIC)，所述音頻處理器(U3) 的MICN、 MICP端接麥克風(MIC)， SPK0UTN、 SPK0UTP端接揚聲器(SP)，數(shù)據(jù)接口接處理器(Ul)的SSI1接口。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述具有雙向視頻通信功能的網(wǎng)絡(luò)攝像機，其特征是，構(gòu)成中還包括 3G模塊(U7)，所述3G模塊(U7)經(jīng)USB接口芯片(U5)與處理器(Ul)的USB接口連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述具有雙向視頻通信功能的網(wǎng)絡(luò)攝像機，其特征是，所述 本地顯示裝置為網(wǎng)絡(luò)攝像機自帶的液晶顯示器或經(jīng)TV解碼芯片(U4)外接的電視機(TV)或VGA 監(jiān)視器，所述本地顯示裝置呈現(xiàn)客戶端的音視頻，它與雙向視頻攝像機安裝在同一地點。
專利摘要一種具有雙向視頻通信功能的網(wǎng)絡(luò)攝像機，屬通信技術(shù)領(lǐng)域，用于解決雙向視頻同步通信問題。其技術(shù)方案是構(gòu)成中包括視頻采集裝置、內(nèi)置了視頻編碼器和視頻解碼器的處理器、本地顯示裝置和FEC接口電路，所述處理器采用i.MX27，其CSI接口接視頻采集裝置，LCDC接口接本地顯示裝置，F(xiàn)EC接口依次經(jīng)FEC接口電路和網(wǎng)絡(luò)變壓器接以太網(wǎng)。本實用新型作為服務(wù)器端，支持客戶端(有可能是計算機設(shè)備或3G手機)通過網(wǎng)絡(luò)訪問本攝像機，攝像機端收到客戶端的音頻呼叫，只需打開電視就能和客戶端進行音、視頻通信，特別適合家庭看護、親情溝通。本攝像機也可作為小型會議系統(tǒng)使用。
文檔編號H04N7/14GK201414195SQ200920102880
公開日2010年2月24日 申請日期2009年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月20日
發(fā)明者丁保忠, 濤 安, 楊剛宇 申請人:丁保忠