本发明涉及安防技术，公开了一种视频监控系统及视频监控方法及球形摄像机。本发明中，通过将视频、控制等多种信号进行复合，减少在球形摄像机中信号传输实际需要的滑环芯数，以适应球形摄像机架构。而且球形摄像机向后端设备传输的数据流为包含未经过压缩的高清视频原始数据的数据流，因此可使得视频采集设备不需要进行复杂的编解码、网络协议等设计，整体设计简单，降低了功耗。同时也具备了实时性好、图像质量高等特点。
1.一种视频监控系统，包含球形摄像机和后端设备，其特征在于，所述球形摄像机包含高清机芯、数据转接板、滑环、主板和接口板：所述高清机芯用于采集高清视频原始数据；
所述数据转接板用于将所述高清视频原始数据和同向控制数据进行复合后输出；所述数据转接板包含：时钟频率设置子单元，用于将视频信号时钟频率提高一倍；
同步信号插入子单元，用于在所述时钟频率设置子单元提高时钟频率后，将水平、垂直同步信号各自以特定的字节代码表示，分插到视频数据帧中的定时基准码中；
位置检测串口信号插入子单元，用于在所述同步信号插入子单元将水平、垂直同步信号分插到所述定时基准码后，将与视频数据传递方向同向的位置检测信号、串口数据，各自以特定的字节代码表示，分插到所述定时基准码中；
所述滑环用于将所述数据转接板输出的复合数据流，经所述主板发送至所述接口板；
所述接口板用于将含有所述高清视频原始数据的数据流发送至所述后端设备；
提取单元，用于根据收到的含有所述高清视频原始数据的数据流，提取出视频信号和控制数据；
高清视频显示接口，用于根据所述提取出的视频信号和控制数据，向显示设备输出视频信号。
2.根据权利要求1所述的视频监控系统，其特征在于，所述球形摄像机与所述后端设备之间，通过光纤链路传输含有所述高清视频原始数据的数据流。
3.根据权利要求2所述的视频监控系统，其特征在于，所述视频监控系统包含至少2个所述球形摄像机；
所述视频监控系统还包含高清汇聚单元，用于通过粗波分复用方式将各球形摄像机分别输出的数据流复合至所述光纤链路中。
4.根据权利要求1所述的视频监控系统，其特征在于，所述时钟频率设置子单元、同步信号插入子单元、位置检测串口信号插入子单元在可编程逻辑器件中实现；
所述接口板包含还原子单元，用于从来自所述主板的复合数据流中，还原出与视频数据传递方向同向的位置检测信号、串口数据；
5.根据权利要求1所述的视频监控系统，其特征在于，所述后端设备还包含数字信号处理器；
所述数字信号处理器还用于对提取出的所述视频信号进行本地处理，所述本地处理包含对所述视频信号进行图像压缩和编码后，通过网络接口将所述后端设备与其它设备进行互联，和/或对所述视频信号进行图像压缩和编码后，进行存储。
6.根据权利要求1所述的视频监控系统，其特征在于，所述滑环中除用于传输所述数据转接板输出的复合数据流之外的多余信号线，用于电源传输。
7.一种视频监控方法，其特征在于，包含以下步骤：作为前端视频采集设备的球形摄像机采集高清视频原始数据；
所述球形摄像机将所述高清视频原始数据和同向控制数据进行复合，并通过所述球形摄像机中的滑环将复合后的复合数据流发送至所述球形摄像机中的主板；
经由所述主板将复合数据流发送至所述球形摄像机中的接口板；
所述接口板将含有所述高清视频原始数据的数据流发送至后端设备；
所述后端设备根据收到的含有所述高清视频原始数据的数据流，提取出视频信号和控制数据，并根据所述提取出的视频信号和控制数据，向显示设备输出视频信号；
将所述高清视频原始数据和同向控制数据进行复合的步骤中，包含以下子步骤：将视频信号时钟频率提高一倍；
将水平、垂直同步信号各自以特定的字节代码表示，分插到视频数据帧中的定时基准码中；
将与视频数据传递方向同向的位置检测信号、串口数据，各自以特定的字节代码表示，分插到所述定时基准码中。
8.根据权利要求7所述的视频监控方法，其特征在于，所述接口板将含有所述高清视频原始数据的数据流发送至所述后端设备的步骤中，包含以下子步骤：将含有所述高清视频原始数据的数据流转换为光信号，通过光纤链路传输至所述后端设备；
所述后端设备根据收到的含有所述高清视频原始数据的数据流，提取出视频信号和控制数据的步骤中，包含以下子步骤：通过光电转换和串行与串并行转换器，将从所述光纤链路收到的数据流中恢复出电信号，根据恢复出的电信号提取出视频信号和控制数据。
9.根据权利要求8所述的视频监控方法，其特征在于，如果存在至少2个所述球形摄像机，则还包含以下步骤：通过粗波分复用方式将各球形摄像机分别输出的数据流复合至所述光纤链路中。
10.根据权利要求7所述的视频监控方法，其特征在于，所述接口板将含有所述高清视频原始数据的复合数据流发送至所述后端设备的步骤中，包含以下子步骤：从来自所述主板的复合数据流中，还原出与视频数据传递方向同向的位置检测信号、串口数据；
将还原位置检测信号、串口数据后的含有所述高清视频原始数据的数据流发送至所述后端设备。
11.根据权利要求7所述的视频监控方法，其特征在于，所述后端设备在提取出视频信号和控制数据后，还包含以下步骤：所述后端设备对提取出的所述视频信号进行本地处理，所述本地处理包含对所述视频信号进行图像压缩和编码后，通过网络接口将所述后端设备与其它设备进行互联，和/或对所述视频信号进行图像压缩和编码后，进行存储。
所述数据转接板用于将所述高清视频原始数据和同向控制数据进行复合后输出；
所述滑环用于将所述数据转接板输出的复合数据流，经所述主板发送至所述接口板；
所述接口板用于将含有所述高清视频原始数据的数据流发送至后端设备；
时钟频率设置子单元，用于将视频信号时钟频率提高一倍；
同步信号插入子单元，用于在所述时钟频率设置子单元提高时钟频率后，将水平、垂直同步信号各自以特定的字节代码表示，分插到视频数据帧中的定时基准码中；
位置检测串口信号插入子单元，用于在所述同步信号插入子单元将水平、垂直同步信号分插到所述定时基准码后，将与视频数据传递方向同向的位置检测信号、串口数据，各自以特定的字节代码表示，分插到所述定时基准码中。
13.根据权利要求12所述的球形摄像机，其特征在于，所述接口板中包含光电转换单元，用于将含有所述高清视频原始数据的数据流转换为光信号，通过光纤链路传输至所述后端设备。
14.根据权利要求12所述的球形摄像机，其特征在于，所述时钟频率设置子单元、同步信号插入子单元、位置检测串口信号插入子单元在可编程逻辑器件中实现；
所述接口板包含还原子单元，用于从来自所述主板的复合数据流中，还原出与视频数据传递方向同向的位置检测信号、串口数据；
视频监控系统及视频监控方法及球形摄像机
技术领域
[0001] 本发明涉及安防技术，特别涉及视频监控技术。
背景技术
[0002] 在安防应用中，高清视频监控得到越来越多的重视，相应的高清视频采集、传输、处理、存储等要求也越来越高。前端视频采集设备(如各种枪形和球形摄像机)不仅要满足图像质量要求，还必须适合于远距离传输，在这方面光纤成为了最佳的选择。目前，在作为前端视频采集设备的球形摄像机中，与高清视频或者光纤传输相关的主要有以下两种方案：
[0003] 方案一：基于标清模拟视频信号的光纤传输方式。在此方案中，通过一体化机芯采集监控图像并输出模拟视频信号，经滑环传输至主板叠加OSD(on-screen display，即屏幕菜单式)功能，再输出至接口板上的光电传输模块。由光电传输模块完成视频信号的数字采样、与485数据复接、光电信号转换等。整体架构如图1所示。
[0004] 方案二，基于高清视频网络数据流的光纤传输方式。如图2所示，高清机芯输出标准的数字视频信号，直接接入主板视频接口，由数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称“DSP”)对视频信号进行编码、压缩后通过以太网输出。网络信号经滑环传输至接口板，接口板再将以太网信号通过媒体转换芯片(Media Converter)转换为光纤信号。此方案相当于网络球形摄像机与光纤收发器的集成。
[0005] 然而，本发明的发明人发现，方案一虽然较好的解决了视频信号的远距离传输问题，相当于模拟球形摄像机与视频光端机的集成，整体架构成熟，在硬件设计和整机安装使用上非常便利。例如专利200620109053.8“一种内置式光纤发射模块功能的高速智能球装置”号即对此进行了描述。但由于与模拟视频信号相比，高清视频信号数据量更大、频率更高，信号数量也更多，对信号接插件要求较高。尤其是滑环由于尺寸和成本的原因，不能通过简单的增加信号芯数的途径来满足要求。因此本方案受限于结构，难以直接应用在高清视频监控上。
[0006] 而方案二中在视频采集端增加了DSP模块，在本地对高清视频信号进行了压缩处理，降低视频数据量，以太网数据的传输、接入方式也比较灵活。专利200320119190.6“光纤网络摄像机”即与此类似。但是在球形摄像机中进行编解码处理和网络数据收发也带来了较大的视频延时和图像质量下降，高清的优势并不突出；同时摄像机端的电路设计复杂，复杂的图像处理也导致设备有较大的功耗，散热要求也随之增加，这也增加了设计的复杂性。
发明内容
[0007] 本发明的目的在于提供一种视频监控系统及视频监控方法及球形摄像机，使得视频监控系统能具备实时性好、图像质量高等特点，并且可以沿用已有设计架构。
[0008] 为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种视频监控系统，包含球形摄像机和后端设备，球形摄像机包含高清机芯、数据转接板、滑环、主板和接口板：
[0009] 高清机芯用于采集高清视频原始数据；
[0010] 数据转接板用于将高清视频原始数据和同向控制数据进行复合后输出；
[0011] 滑环用于将数据转接板输出的复合数据流，经主板发送至接口板；
[0012] 接口板用于将含有高清视频原始数据的数据流发送至后端设备；
[0013] 后端设备包含：
[0014] 提取单元，用于根据收到的含有高清视频原始数据的数据流，提取出视频信号和控制数据；
[0015] 高清视频显示接口，用于根据提取出视频信号和控制数据，向显示设备输出视频信号。
[0016] 本发明的实施方式还提供了一种视频监控方法，包含以下步骤：
[0017] 作为前端视频采集设备的球形摄像机采集高清视频原始数据；
[0018] 球形摄像机将高清视频原始数据和同向控制数据进行复合，并通过球形摄像机中的滑环将复合后的复合数据流发送至球形摄像机中的主板；
[0019] 经由主板将复合数据流发送至球形摄像机中的接口板；
[0020] 接口板将含有高清视频原始数据的数据流发送至后端设备；
[0021] 后端设备根据收到的含有高清视频原始数据的数据流，提取出视频信号和控制数据，并根据提取出视频信号和控制数据，向显示设备输出视频信号。
[0022] 本发明的实施方式还提供了一种球形摄像机，包含：
[0023] 高清机芯、数据转接板、滑环、主板和接口板：
[0024] 高清机芯用于采集高清视频原始数据；
[0025] 数据转接板用于将高清视频原始数据和同向控制数据进行复合后输出；
[0026] 滑环用于将数据转接板输出的复合数据流，经主板发送至接口板；
[0027] 接口板用于将含有高清视频原始数据的数据流发送至后端设备。
[0028] 本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：
[0029] 在视频监控系统中的球形摄像机中增加数据转接板，用于将通过高清机芯采集的高清视频原始数据，与同向的控制数据进行复合后输出，球形摄像机中的滑环将数据转接板输出的复合数据流经由主板发送至接口板，由接口板将含有高清视频原始数据的数据流发送至后端设备。后端设备根据收到的含有高清视频原始数据的数据流，提取出视频信号和控制数据。由于将视频、控制等多种信号进行了复接，在不影响信号的情况下减少了电路板内进行连接的信号数量，即通过对数据信号进行复合，大大减少了信号传输实际需要的滑环芯数，以适应球形摄像机架构。由于减少了设备整体结构的限制，可以在沿用已有设计架构的基础上，方便的进行高清视频设备的开发和改进。而且，由于球形摄像机向后端设备传输的数据流中包含的是未经过压缩的高清视频原始数据，因此使得视频采集设备不需要进行复杂的编解码、网络协议等设计，整体设计简单，功耗得到了降低。视频图像的延时仅在于硬件芯片的工作延时上，这使得在视频传输实时性较好；由于后端显示设备能直接显示原始视频图像，因此图像质量十分清晰。
[0030] 进一步地，球形摄像机与后端设备之间，通过光纤链路传输含有高清视频原始数据的数据流，以保证视频监控系统能实现远距离的信号传输，而且，由于光电技术的广泛应用和成本的下降，也保证了本发明实施方式的可行性。
[0031] 进一步地，如果视频监控系统中包含多个球形摄像机，则可通过粗波分复用方式将各球形摄像机分别输出的数据流复合至光纤链路中，使得本发明不仅适用于单个的球形摄像机的监控，还可适用于多个球形摄像机的监控，从而具备了广泛的应用前景。
[0032] 进一步地，利用滑环中多余的信号线(即滑环中除用于传输数据转接板输出的复合数据流之外的多余信号线)进行电源传输。由于经过数据复合处理后，大大减少了实际需要的滑环芯数，因此滑环中多余的信号线，可用于电源传输，以降低回路阻抗，减少信号干扰。
[0033] 进一步地，高清机芯的输出格式为16位YUV数据，YUV数据采取4:2:2格式，可进一步减少高清视频原始数据的数据量。
附图说明
[0034] 图1是根据现有技术中模拟光纤球形摄像机的结构示意图；
[0035] 图2是根据现有技术中网络高清光纤球形摄像机的结构示意图；
[0036] 图3是根据现有技术中的常规球形摄像机常规设计结构示意图；
[0037] 图4是根据本发明第一实施方式的视频监控系统中的球形摄像机结构示意图；
[0038] 图5是根据本发明第一实施方式中的数据复合处理示意图；
[0039] 图6是根据本发明第一实施方式中的视频与控制数据帧的格式示意图；
[0040] 图7是根据本发明第一实施方式的视频监控系统结构示意图；
[0041] 图8是根据本发明第三实施方式的视频监控方法流程图。
具体实施方式
[0042] 在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。
[0043] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
[0044] 本发明第一实施方式涉及一种视频监控系统，该视频监控系统包含球形摄像机和后端设备。在本实施方式中，通过采用数据复合和光电技术传输高清视频原始数据，并接入配套的后端处理设备，如光纤接口硬盘录像机、视频综合平台的光纤接入板、光纤编解码器等，使得该视频监控系统具有实时性好、图像质量高、距离传输远等特点。
[0045] 本领域技术人员可以理解，在球形摄像机中，摄像机可以在水平和垂直方向上按照控制要求进行运动，在设计中需要在提供自由运动的同时保证各种信号的正常传输。因此球形摄像机一般的总体设计如图3所示，机芯必须置于可水平、垂直运动的支撑结构上，主板和接口板则相对固定不动，机芯与主板之间需要进行电源、通讯、视频等信号的连接。通过滑环可以在水平运动的同时保证这些信号不受结构运动的影响。球形摄像机上可选用的滑环芯数一般为12芯，符合尺寸要求的最大芯数为18芯。高清视频监控中，以某型130万CCD型高清机芯为例，其输出格式为16位YUV数据(YUV为一种视频编码方式，“Y”表示明亮度，也就是灰阶值；而“U”和“V”表示的则是色度)，以及水平和垂直同步信号，数据时钟为58MHz。因此需要进行传输的视频信号为16位数据线+2位同步信号+1位时钟信号，共计19根。其它信号包括垂直电机驱动信号4根、串口信号2根、电源线2根、垂直位置检测1根，共计9根。由此可见，即使采用最大规格的18芯滑环也无法进行高清视频信号的直接传输，
[0046] 因此，在本实施方式中采用可编程逻辑(FPGA)来进行数据复合，将视频、控制等多种信号进行复接，在不影响信号的情况下减少电路板内进行连接的信号数量，用以实现非高速接插件传输高速数据。
[0047] 具体地说，本实施方式中的球形摄像机如图4所示，包含高清机芯、数据转接板、滑环、主板和接口板。其中，高清机芯用于采集高清视频原始数据，在本实施方式中，高清机芯的输出格式为16位YUV数据，YUV数据采取4:2:2格式，即每个像素点使用各自的亮度信息，而相邻两个像素点使用相同的色度信息。例如，四个像素原始数据为：[Y0U0V0][Y1U1V1][Y2U2V2][Y3U3V3]，实际使用的数据为：[Y0U0V1][Y1U0V1][Y2U2V3][Y3U2V3]，以进一步减少高清视频原始数据的数据量。此外，本领域技术人员可以理解，高清机芯的输出格式也可以设置为其他格式，在此不再赘述。
[0048] 数据转接板用于将高清视频原始数据和同向控制数据进行复合后输出。滑环用于将数据转接板输出的复合数据流，经主板发送至接口板。接口板用于将含有高清视频原始数据的复合数据流发送至后端设备。下面对本实施方式中的数据复合处理进行详细说明。
[0049] 在数据转接板中包含时钟频率设置子单元、同步信号插入子单元、位置检测串口信号插入子单元。
[0050] 其中，该时钟频率设置子单元用于将视频信号时钟频率提高一倍(从29MHz提高到58MHz)，使得数据位宽从16位减少到8位，而总数据量保持不变。
[0051] 该同步信号插入子单元用于在时钟频率设置子单元提高时钟频率后，将水平、垂直同步信号各自以特定的字节代码表示，分插到视频数据帧中的定时基准码中。定时基准码包括图像帧起始(SAV)和图像帧结束(EAV)，以便视频数据接收端(即后端设备)可通过检测特定字节还原出水平、垂直同步信号，如图5所示。
[0052] 该位置检测串口信号插入子单元用于在同步信号插入子单元将水平、垂直同步信号分插到定时基准码后，将与视频数据传递方向同向的位置检测信号、串口数据，各自以特定的字节代码表示，分插到定时基准码中(如SAV和EAV)。经此处理后总的信号数量为16根，在接口板中可通过检测此特定字节还原出位置检测信号、串口数据。
[0053] 数据转接板中的时钟频率设置子单元、同步信号插入子单元、位置检测串口信号插入子单元在一个可编程逻辑器件(FPGA1)中实现。数据转接板最终输出的复合数据流经过滑环、主板，传送至接口板。当然，由于滑环为低速接插件，因此信号速度还需控制在可传输带宽内。另外，值得一提的是，滑环中除用于传输数据转接板输出的复合数据流之外的多余信号线，用于电源传输。由于经过数据复合处理后，实际需要的滑环芯数由28根降为16根，而视频数据量不变。当使用18芯滑环时，多出的两根信号线可用于电源传输，以降低回路阻抗，减少信号干扰。
[0054] 在接口板中包含还原子单元，用于从来自主板的复合数据流中，还原出与视频数据传递方向同向的位置检测信号、串口数据。该还原子单元可通过另一个可编程逻辑器件(FPGA2)实现，如图5所示。具体地说，该FPGA2接收到来自主板的复合数据流后，检测SAV、EAV中代表位置检测信号、串口数据的字码，还原出原来的信号，并将位置检测信号和串口数据提供给主板中的单片机(MCU)，视频信号仍然保持不变，输出至串行与串并行转换器(Serializer/Deserializer，简称“SERDES”)部分。
[0055] 接口板通过光纤链路将含有高清视频原始数据的数据流，传输至后端设备。也就是说，在接口板中还需包含一个光电转换单元，用于将含有高清视频原始数据的数据流转换为光信号，以便通过光纤链路传输至后端设备。
[0056] 本领域技术人员可以理解，高清视频的原始数据保留了图像丰富的细节，数据量也比较大，单路130万像素图像的数据量约为928Mbps，通过双绞线或者同轴线进行此类信号的传输距离有限。当采用H.264编码处理后，图像数据量可压缩到10M以内，对传输介质的要求大大降低但是高清的图像质量也下降，尤其在对高清视频的显示效果和图像细节比较重视时，效果不尽如人意。只有传输更多的视频数据，才能保留更多的图像细节，如果能传输全部的原始图像数据时，屏幕显示图像就相当于CCD直接输出。因此，在本实施方式中，通过光纤链路传输含有高清视频原始数据的数据流，不仅保证了视频监控系统能实现远距离的信号传输，同时也保证了屏幕显示的图像质量。而且，由于光电技术的广泛应用和成本的下降，使传输全部原始视频数据成为可能，从而保证了本实施方式的可行性。该光纤链路可采用1.25G/155M的传输速度。其中，1.25G的链路用于传输含有高清视频原始数据的复合数据流，155M的链路用于传输反向控制数据。视频信号为单向传输，控制数据为双向信号(包括接收和发送)，可进行设备间的状态读取、设置、操作控制等，在数据流中占用独立的时隙。如图6所示，数据流采取帧的形式，包括帧起始(SAV)和帧结束(EAV)标志。此外，本领域技术人员可以理解，在实际应用中，该光纤链路也可采用其他的传输速度。
[0057] 本实施方式中的后端设备包含：
[0058] 提取单元，用于根据收到的含有高清视频原始数据的数据流，提取出视频信号和控制数据。
[0059] 高清视频显示接口，用于根据提取出视频信号和控制数据，向显示设备输出视频信号。
[0060] 下面以后端设备为光纤编解码设备为例进行具体说明，当然，在实际应用中，后端设备也可以是硬盘录像机或大型视频综合平台的光纤接入板等等，在此不一一赘述。
[0061] 如图7所示，球形摄像机内部将高清视频原始数据和同向控制数据进行复合，通过光电转换模块传输至后端设备(光纤编解码设备)。光纤编解码设备中包含提取单元和包含高清视频显示接口的DSP。
[0062] 其中，提取单元中包含电信号恢复子单元和可编程逻辑器件。该电信号恢复子单元用于通过光电转换和SERDES，将从光纤链路收到的数据流中恢复出电信号。可编程逻辑器件用于根据恢复出的电信号提取出视频信号和控制数据(即图7中的FPGA1)。具体地说，FPGA1按照约定的传输协议提取出视频信号和控制数据，视频信号输出至DSP的视频接入端口，控制数据提供给相应的控制接口。
[0063] DSP用于将高清视频信号进行少量处理后，如叠加字符、标识等，通过高清晰度多媒体接口(High Definition Multimedia Interface，简称“HDMI”)或者其它高清视频显示接口在大屏或者投影墙上显示。该DSP还用于对提取出的视频信号进行本地处理，本地处理包含对视频信号进行图像压缩和编码后，通过网络接口将后端设备与其它设备进行互联，和/或对视频信号进行图像压缩和编码后，进行存储。
[0064] 需要说明的是，当后端编解码器需要对球形摄像机进行远程控制时，比如控制摄像机的水平垂直运动、机芯镜头拉伸、参数设置、状态读取时，控制数据通过反向通道传输至球形摄像机端，摄像机响应控制命令或者回传相应的数据。
[0065] 不难发现，在本实施方式中，由于将视频、控制等多种信号进行了复接，在不影响信号的情况下减少了电路板内进行连接的信号数量，即通过对数据信号进行复合，大大减少了信号传输实际需要的滑环芯数，以适应球形摄像机架构。由于减少了设备整体结构的限制，可以在沿用已有设计架构的基础上，方便的进行高清视频设备的开发和改进。而且，由于球形摄像机向后端设备传输的数据流中包含的是未经过压缩的高清视频原始数据，因此使得视频采集设备不需要进行复杂的编解码、网络协议等设计，整体设计简单，功耗得到了降低。视频图像的延时仅在于硬件芯片的工作延时上，这使得在视频传输实时性较好。由于后端显示设备能直接显示原始视频图像，因此图像质量十分清晰。
[0066] 另外，值得一提的是，由于在球形摄像机的实际电路板布局走线设计中，信号通路比较长，接插件均为低速信号设计，对高速差分信号有较大的衰减，因此可以对信号链路采取信号滤波、阻抗匹配等措施保证信号传输的完整性。
[0067] 本发明第二实施方式涉及一种视频监控系统。第二实施方式在第一实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处在于：在第一实施方式，视频监控系统中包含一个球形摄像机，而在本实施方式中，视频监控系统包含至少2个球形摄像机。因此，本实施方式中的视频监控系统还需要考虑的一个重要方面是多个设备的接入和光纤资源的问题。当需要接入多路高清视频时，可采用的方式有：将多路视频数据复合至一个光路信号中。比如说，在视频监控系统中再增加一个高清汇聚单元，用于将各球形摄像机分别输出的数据流复合至光纤链路中，即采用CWDM(粗波分复用)将多个不同波长的光路信号复合到一芯光纤中进行传输。相应地，在各球形摄像机以及后端设备中需要使用更高速度光电转换器件。
[0068] 由于当视频监控系统中包含多个球形摄像机时，可通过粗波分复用方式将各球形摄像机分别输出的数据流复合至光纤链路中，使得本发明不仅适用于单个的球形摄像机的监控，还可适用于多个球形摄像机的监控，从而具备了广泛的应用前景。
[0069] 本发明第三实施方式涉及一种视频监控方法，具体流程如图8所示。
[0070] 在步骤801中，作为前端视频采集设备的球形摄像机采集高清视频原始数据。
[0071] 接着，在步骤802中，球形摄像机将采集的高清视频原始数据和同向控制数据进行复合，并通过球形摄像机中的滑环将复合后的复合数据流发送至球形摄像机中的主板。其中，通过以下方式，将采集的高清视频原始数据和同向控制数据进行复合：
[0072] 首先，将视频信号时钟频率提高一倍。接着，将水平、垂直同步信号各自以特定的字节代码表示，分插到视频数据帧中的定时基准码(如SAV和EAV)中。然后，再将与视频数据传递方向同向的位置检测信号、串口数据，各自以特定的字节代码表示，分插到定时基准码中。
[0073] 球形摄像机中的滑环将复合后的复合数据流，发送至主板。
[0074] 接着，在步骤803中，主板将复合数据流发送至球形摄像机中的接口板。
[0075] 接着，在步骤804中，接口板将含有高清视频原始数据的数据流发送至后端设备。具体地说，接口板从来自主板的复合数据流中，还原出与视频数据传递方向同向的位置检测信号、串口数据。并将还原位置检测信号、串口数据后的含有高清视频原始数据的数据流，转换为光信号，通过光纤链路传输至后端设备。
[0076] 接着，在步骤805中，后端设备根据收到的含有高清视频原始数据的数据流，提取出视频信号和控制数据。具体地说，后端设备通过光电转换和串行与串并行转换器，将从光纤链路收到的数据流中恢复出电信号，根据恢复出的电信号提取出视频信号和控制数据。
[0077] 接着，在步骤806中，后端设备根据提取出视频信号和控制数据，向显示设备输出视频信号。当然，后端设备在提取出视频信号和控制数据后，还可以对提取出的视频信号进行本地处理，本地处理包含对视频信号进行图像压缩和编码后，通过网络接口将后端设备与其它设备进行互联，和/或对视频信号进行图像压缩和编码后，进行存储。
[0078] 值得一提的是，在本实施方式中，光纤链路采用1.25G/155M的传输速度。其中，1.25G的链路用于传输含有高清视频原始数据的数据流，155M的链路用于传输反向控制数据。
[0079] 不难发现，本实施方式是与第一实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。
[0080] 本发明第四实施方式涉及一种视频监控方法。第四实施方式在第三实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处在于：如果在本实施方式中，存在至少2个球形摄像机，则在各球形摄像机输出含有高清视频原始数据的数据流后，还需要通过粗波分复用方式将各球形摄像机分别输出的数据流复合至光纤链路中。
[0081] 不难发现，本实施方式是与第二实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第二实施方式互相配合实施。第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第二实施方式中。
[0082] 需要说明的是，本发明的各方法实施方式均可以以软件、硬件、固件等方式实现。不管本发明是以软件、硬件、还是固件方式实现，指令代码都可以存储在任何类型的计算机可访问的存储器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易失性的，固态的或者非固态的，固定的或者可更换的介质等等)。同样，存储器可以例如是可编程阵列逻辑(Programmable Array Logic，简称“PAL”)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称“RAM”)、可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory，简称“PROM”)、只读存储器(Read-Only Memory，简称“ROM”)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable ROM，简称“EEPROM”)、磁盘、光盘、数字通用光盘(Digital Versatile Disc，简称“DVD”)等等。
[0083] 虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
