機動車數字圖像變頻記錄系統與方法
2023-05-27 12:04:56 2
專利名稱：機動車數字圖像變頻記錄系統與方法
技術領域：
本發明涉及數字圖像處理技術領域，特別涉及一種用於機動車上的數字圖像變頻記錄系統及其圖像記錄方法。
背景技術：
為了交通安全及取證需求，很多機動車上安裝了 VDR(Videc) Drive Recorder), DVR(Digital Video Recor der)進行圖像數據的記錄。現有DVR產品均是以固定的頻率 (幀率)進行圖像數據記錄的，這必然存在圖像記錄頻率與數據保存空間(SD卡、Flash)之間的矛盾。首先，為了更完整地記錄機動車發生交通異常時刻前後的狀態影像，以更清晰地還原交通異常點前後的影像信息，則必須提高攝像記錄的頻率，使得發生交通異常時刻點前後的影像紀錄時間間隙儘量短。然而，影像數據記錄空間是有限的，
提高攝像記錄頻率，在同樣的圖像壓縮率和攝像解析度下，勢必會增加影像數據內容， 從而需要更多的數據記錄空間。現有的DVR設計在處理上述問題時只能根據需求對記錄頻率和存儲空間進行犧牲和平衡。
發明內容
本發明需解決的問題是提供一種能夠根據車輛運行情況及圖像情況自動調節攝像頻率及存儲數據大小的圖像變頻記錄系統及其記錄方法。為解決上述問題，本發明所採取的技術方案為一種機動車數字圖像變頻記錄系統，包括中央處理器模塊、與中央處理器模塊連接的數據存儲模塊，攝像頭模塊，所述攝像頭模塊通過視頻採集模塊連接中央處理器模塊，還包括車速採集模塊，所述中央處理器模塊根據車速採集模塊採集的車輛行駛速度信號，對視頻採集模塊採集到的圖像信號進行處理後存儲至數據存儲模塊。具體的，所述系統還包括與中央處理器模塊連接的顯示模塊及數據輸入接口、數據輸出接口。優選的，所述系統具有初始的自動變頻設定，並具有提供給用戶操作的變頻設定接口。基於上述系統，本發明還提供一種數字圖像變頻記錄方法，步驟為
(1)首先圖像採集模塊控制攝像頭以設計需求的最大頻率 Jdiw完成對圖像數據的基本採集
(2)同時，中央處理器模塊採集計算車輛當前行駛的速度1
(3)跟據採集計算所得的車輛行駛速度ν，對圖像採集過程所得的圖像進行幀頻過濾， 以降低圖像幀頻；
(4)中央處理器模塊查詢圖像存儲模塊的剩餘空間，若圖像存儲空間充足，則將幀頻過濾後的圖像保存至圖像存儲器；否則執行步驟(5)；
(5)對已存儲的圖像數據進行抽頻刪除，釋放一定的存儲空間；(6)將步驟(4)中幀頻過濾後得到的圖像保存至圖像存儲器。一種優選的方案為所述步驟(3)中設速度ν小於Vf時,幀頻過濾的目標頻率與
速度ι成逐漸增大的正比關係，至速度為%時的變頻目標頻率為jdin;當速度大於等於 Vf時，目標頻率保持為JpsMax,、一種優選的方案為步驟(5)中所述抽頻採用變頻抽頻方式，即在所保存的圖像數據隊列中，從數據時間最早位置往前推演，對圖像數據幀執行變頻過濾刪除，存儲時間越早的數據，被抽幀刪除越多，直至一定時間的圖像中最終沒有數據幀，即頻率為0。與現有技術相比，本發明的有益效果在於
(1)本發明所述記錄儀創新性的根據機動車應用特點進行車載交通安全攝像記錄，動態地控制圖像數據的記錄頻率，以達到最佳圖像場景還原需求下，最大限度地提高圖像存儲空間的有效利用率；
(2)本發明所述方法依據機動車速度及用戶設置原則進行變頻記錄；刪除時，依據數據陳舊程度進行變頻過濾刪除的方法，實現了在保證最佳圖像場景還原需求下，最大限度地提高圖像存儲空間的有效利用率的設計目的，節省存儲成本，同時提高圖像場景存儲的時間歷史，達到時間、空間兩個維度的設計提升。
圖1為本發明所述系統原理組成示意框圖； 圖2為本發明所述方法流程示意圖3為本發明所述方法中變頻過濾原理示意圖； 圖4為本發明所述方法中變頻刪除原理示意圖； 圖5為本發明所述方法中幀頻過濾的目標頻率與速度ι關係圖。
具體實施例方式為了便於本領域技術人員理解，下面結合附圖及實施例對本發明作進一步的詳細說明。如圖1所示，本發明所揭示的數字圖像變頻記錄系統，包括中央處理器模塊，與中央處理器模塊連接的數據存儲模塊、車速採集模塊、顯示模塊、數據輸入接口及數據輸出接口，及攝像頭模塊。車速採集模塊負責採集汽車當前行駛速度；數據存儲模塊用於保存圖像數據及其它需記錄的數據，一般選用高速SD卡、Flash、硬碟等非易失性存儲體；數據輸入接口用於接收外部的參數設定信息或數據等，數據輸出接口用於連接外部設備，將記錄數據導出。所述攝像頭模塊通過視頻採集模塊連接中央處理器模塊，所述中央處理器模塊接收車速採集模塊採集的車輛行駛速度信號，並根據該信號對視頻採集模塊採集到的圖像信號進行處理後存儲至數據存儲模塊，以達到節約存儲空間又能儘可能的保存住有效信息的目的。該系統設計時，可根據需要設定初始的自動變頻設定，系統工作時，按設定的變頻方式對採集的數據進行處理；系統中還可同時設置用戶接口模塊，供用戶操作進行變頻方式設定。見圖2，基於上述數字圖像變頻記錄系統，本發明所揭示的數字圖像變頻記錄方法為首先圖像採集模塊控制攝像頭以設計需求的最大頻完成對圖像數據的基本採集，其中，為Frame Per Second，表示一秒內採集到的圖像數據幀數量；同時，中央處理器模塊採集計算車輛當前行駛的速度ν。然後跟據採集計算所得的車輛行駛速度ν，對圖像採集過程所得的圖像進行幀頻過濾，以降低圖像幀頻。變頻後的數據並不直接存儲，還需中央處理器模塊查詢圖像存儲模塊的剩餘空間，若圖像存儲空間充足，則將幀頻過濾後的圖像進行時間戳標記、編碼後直接保存至圖像存儲器；否則執行步驟要對已存儲的圖像數據進行抽頻刪除，釋放一定的存儲空間，再將幀頻過濾後得到的圖像進行時間戳標記、編碼後保存至圖像存儲器。見圖3，即對圖像幀進行變頻過濾，即幀頻過濾的具體過程為時間周期Γ (單位 秒)中按照系統最大頻率J^lfac採集到的圖像幀數為加胞- ;當確定當前變頻目標頻後，對周期T中J^Mw籲幀的圖像進行均勻過濾保留>& 1(5『幀圖像，其餘圖像刪除，即得到該時間周期T內頻率為的圖像採樣結果。速度1與變頻所得目標頻率的對應關係可如圖5所示。在速度V小於% (該
值可按系統評估及實際需求設置，比如60km/h，會有可能隨系統產品化定製情況而調整) 時，此時認為是停車和偏中低速行駛情況下，變頻所得目標頻率由停車時(速度ν為0)的 JjsM 以與速度V正比關係(具體比例關係也可根據系統評估及實際需求設置)，逐漸增大
至速度為%時的變頻目標頻率J^ilK,在速度大於等於%時(偏中髙速行駛情況下)，目標頻率保持為J^Mw。因為停車、慢速行駛時，車輛周邊的環境圖像相對中髙速行駛變化慢，圖像幀間時間間隔稍大(既圖像幀頻稍低)，對活動環境的還原效果與高速行駛時稍高頻紀錄的效果相當；而在中高速行駛時，車輛周邊環境變化相對較快，圖像幀間時間間隔宜小，才有利於一旦發生與自車相關的交通異常時還原環境線索。如圖4所示，對圖像進行抽頻刪除的方法與上述變頻過濾過程類似，即也是在一段時間內，通過均勻抽取並刪除其餘圖像的方式釋放空間。抽頻過程中採用變頻抽頻的方式，即在所保存的圖像數據隊列中，從數據時間最早位置往前推演，對圖像數據幀執行變頻過濾刪除，存儲時間越早的數據，被抽幀刪除的越多，直至一定時間的圖像中最終沒有數據幀，即頻率為0。以上僅為本發明較優選的實施例，需說明的是，在未脫離本發明構思前提下對其所做的任何微小變化及等同替換，均應屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1.機動車數字圖像變頻記錄系統，包括中央處理器模塊、與中央處理器模塊連接的數據存儲模塊，攝像頭模塊，所述攝像頭模塊通過視頻採集模塊連接中央處理器模塊，其特徵在於，還包括車速採集模塊，所述中央處理器模塊根據車速採集模塊採集的車輛行駛速度信號，對視頻採集模塊採集到的圖像信號進行處理後存儲至數據存儲模塊。
2.根據權利要求1所述的機動車數字圖像變頻記錄系統，其特徵在於還包括與中央處理器模塊連接的顯示模塊。
3.根據權利要求2所述的機動車數字圖像變頻記錄系統，其特徵在於，還包括與中央處理器模塊連接的數據輸入接口及數據輸出接口。
4.根據權利要求3所述的機動車數字圖像變頻記錄系統，其特徵在於，所述系統具有初始的自動變頻設定，並具有提供給用戶操作的變頻設定接口。
5.一種數字圖像變頻記錄方法，步驟為(1)首先圖像採集模塊控制攝像頭以設計需求的最大頻率 J^SMK完成對圖像數據的基本採集(2)同時，中央處理器模塊採集計算車輛當前行駛的速度ν；(3)跟據採集計算所得的車輛行駛速度ν，對圖像採集過程所得的圖像進行幀頻過濾， 以降低圖像幀頻；(4)中央處理器模塊查詢圖像存儲模塊的剩餘空間，若圖像存儲空間充足，則將幀頻過濾後的圖像保存至圖像存儲器；否則執行步驟(5)；(5)對已存儲的圖像數據進行抽頻刪除，釋放一定的存儲空間；(6)將步驟(4)中幀頻過濾後得到的圖像保存至圖像存儲器。
6.根據權利要求5所述的數字圖像變頻記錄方法，其特徵在於所述步驟(3)中設速度、小於tlf時，幀頻過濾的目標頻率與速度ν成逐漸增大的正比關係，至速度為Vf時的變頻目標頻率為JisMk ；當速度大於等於%時，目標頻率保持為JpsMax^
7.根據權利要求6所述的數字圖像變頻記錄方法，其特徵在於，步驟(5)中所述抽頻採用變頻抽頻的方式，即在所保存的圖像數據隊列中，從數據時間最早位置往前推演，對圖像數據幀執行變頻過濾刪除，存儲時間越早的數據，被抽幀刪除越多，直至一定時間的圖像中最終沒有數據幀，即頻率為0。
8.根據權利要求7所述的數字圖像變頻記錄方法，其特徵在於，步驟(4)中把幀頻過濾後所得的圖像數據幀進行時間戳標記、編碼後再保存至圖像存儲器。
全文摘要
本發明涉及一種機動車數字圖像變頻記錄系統與方法，所述系統包括中央處理器模塊及與其連接的數據存儲模塊、車速採集模塊、顯示模塊等；中央處理器模塊根據車速採集模塊採集的車輛行駛速度信號，對視頻採集模塊採集到的圖像信號進行變頻過濾後存儲至數據存儲模塊；所述系統存儲時還考慮存儲空間情況，判斷是否進行變頻刪除工作。本發明所述記錄儀創新性的根據機動車應用特點進行車載交通安全攝像記錄，動態地控制圖像數據的記錄頻率，以達到最佳圖像場景還原需求下，最大限度地提高圖像存儲空間的有效利用率。
文檔編號H04N7/18GK102320273SQ201110186168
公開日2012年1月18日 申請日期2011年7月5日 優先權日2011年7月5日
發明者彭宏志, 杜孫正 申請人:惠州市德賽西威汽車電子有限公司