使用菊链的视频监视系统 【技术领域】
本发明涉及视频监视系统，更具体地，涉及使用菊链(daisy chain)的视频监视系统。背景技术
传统视频监视系统安装在普通家庭、百货公司、银行、工厂、展览厅等中，用于监视来访者并防止窃贼。传统视频监视系统包括多台视频摄像机，用于获取与被监视区的物体对应的视频信号；信号处理器，用于处理由视频摄像机获取的视频信号；视频显示设备，用于将与处理的视频信号对应的视频图像显示在具有分割显示屏幕的一个显示屏幕上。
传统视频监视系统根据一个压缩比例压缩与四台视频摄像机获取的视频信号对应的视频数据，并将与压缩的视频数据对应的视频图像显示在具有四分割屏幕的一个显示屏幕上。这里，具有四分割屏幕的一个显示屏幕是指四元屏幕(quad screen)。根据四元屏幕组合，与从视频摄像机输入的视频信号对应的视频图像可以显示在一个完整显示屏幕的四分割显示屏幕上，八分割显示屏幕上或者十六分割显示屏幕上。
例如，当视频信号显示在基于四元屏幕组合的十六分割屏幕上，四个四元单元(quad unit)QUAD1-QUAD4的结构如图1所示。在这种情况下，提供的帧存储器(frame memories)fm1-fm4用于配置各个四元屏幕。帧存储器fm5和四元单元QUAD5用于将四个四元单元QUAD1-QUAD4的四元(quad)视频数据组合并处理组合的四元视频数据，从而将与处理的视频数据对应的十六个视频图像显示在十六分割屏幕上。
因此，随着四元单元数量的增大，为了配置十六分割屏幕，需要增大帧存储器地数量。近期的传统视频监视系统，除了四个四元单元QUAD1-QUAD4和帧存储器fm1-fm4之外，包括另一个四元单元QUAD5，用于处理各个四元系统的四元视频数据，以及另一个帧存储器，用于配置十六分割屏幕。所存在的问题是，传统视频监视系统的结构复杂，以便配置多于四分割的屏幕，并且系统的建造成本提高。发明内容
因此，本发明用来解决上述问题。本发明的一个目的是提供一种使用菊链的视频监视系统，其使用结构简单的视频监视系统，经过多级绕过由多个视频摄像机获取的视频信号，在一个显示屏幕上可以显示多于四分割的屏幕。
本发明的另一个目的是提供一种使用菊链的视频监视系统，通过在单一的存储器中任意地延伸分割屏幕的数量，在一个显示屏幕的分割屏幕中显示多通道视频图像。
根据本发明的一个方面，上述和其它目的可以通过提供一种视频监视系统实现，该系统用于配置和显示与一台或多台摄像机获取的一个或多个视频信号对应的一个或多个分割屏幕，其包括：
A/D(模拟/数字)转换器，用于将从视频摄像机输出的通道视频信号转换成数字视频数据；
一个或多个由菊链连接的从视频信号处理器，用于压缩通过视频源通道由A/D转换器输出的每个通道的数字视频数据，收集从位于从视频信号处理器前级的第一旁路通道输出的视频源通道的数字视频数据以及从位于从视频信号处理器前级的第二旁路通道输出的视频源通道的数字视频数据，将收集的视频数据输出到第二旁路通道；
主视频信号处理器，用于压缩通过视频源通道从A/D转换器输出的另一个数字视频数据，将另一个数字视频数据以及从连接在从视频信号处理器中的末级从视频信号处理器上的第一旁路通道和第二旁路通道输出的数字视频数据记录在帧存储器中，配置并输出与多通道分割屏幕对应的视频数据；以及
D/A(数字/模拟)转换器，用于将与多通道分割屏幕对应的视频数据转换成模拟视频信号并将模拟视频信号输出到视频显示设备。
优选地，从视频信号处理器压缩与每台视频摄像机获取的视频信号对应的视频源通道的数字视频数据，接着输出压缩的数字视频数据。从视频信号处理器绕过位于其前级的另一个从视频信号处理器的数字视频数据，从而将旁路的数字视频数据输出到位于其后级的另一个从视频信号处理器。主视频信号处理器优选将与各台视频摄像机获取的视频信号对应的视频源通道的数字视频数据以及从位于其前级的从视频信号处理器绕过的数字视频数据记录在帧存储器中，从而配置多通道分割屏幕并接着输出配置的多通道分割屏幕。因此，优选的是该视频监视系统可以用简单结构的系统显示多通道分割屏幕。附图的简要描述
由以下的描述并结合附图，将更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征和其它优点，在附图中：
图1表示包括多个四元单元的传统视频监视系统的结构；
图2表示根据本发明第一种实施方式使用菊链的视频监视系统的结构；
图3是表示实施图2所示的视频监视系统的视频信号处理器的框图；
图4表示当图3所示的视频信号处理器用作从视频信号处理器时的信号传递过程；
图5表示当图3所示的视频信号处理器用作主视频信号处理器时的信号传递过程；
图6表示根据本发明第二种实施方式使用菊链的视频监视系统的结构；
图7表示根据本发明第三种实施方式使用菊链的视频监视系统的结构。实施本发明的最佳方案
下面参考附图详细描述本发明的优选实施方式。在下面的描述中，将省略对其中包含的公知功能和结构的详细描述，否则将使本发明的主题变得很不清楚。
图2表示根据本发明第一种实施方式使用菊链的视频监视系统的结构。更详细地，图2表示在视频显示设备上显示十六分割显示屏幕的视频监视系统。
如图2所示，显示十六分割显示屏幕的视频监视系统包括三个从视频信号处理器18、20和22，以及一个主视频信号处理器24。从视频信号处理器18、20和22以及主视频信号处理器24将在下面描述，并且相互之间可以包括相同的元件。
参看图2，A/D(模拟/数字)转换器10、12、14和16与从视频信号处理器18、20和22以及主视频信号处理器24的视频源通道连接。A/D(模拟/数字)转换器10、12、14和16将从视频摄像机vc1-vc16输出的通道视频信号转换成数字视频数据。
从视频信号处理器18、20和22压缩由A/D转换器10、12、14和16通过视频源通道输出的每个通道的数字视频数据，接着将压缩的数字视频数据输出到第一旁路通道V1、V3和V5。从视频信号处理器18、20和22收集通过第一旁路通道N.C.、V1和V3输出的视频源通道的数字视频数据以及通过第二旁路通道N.C.、V2和V4输出的数字视频数据，接着将收集的数字视频数据分别输出到第二旁路通道V2、V4和V6。从视频信号处理器18、20和22通过菊链相互连接。
主视频信号处理器24压缩由A/D转换器16通过视频源通道输出的数字视频数据。主视频信号处理器24将从连接在第三从视频信号处理器22上的第一旁路通道V5和第二旁路通道V6输出的数字视频数据记录在帧存储器26中，其中第三从视频信号处理器22位于主视频信号处理器24的前级，这将在下面描述。帧存储器26存储数字视频数据，用于配置多分割的显示屏幕。作为参考，装在主视频信号处理器24上的存储器控制器控制对帧存储器26的访问。
D/A(数字/模拟)转换器28将与从主视频信号处理器24输出的多分割显示屏幕对应的视频数据转换成模拟视频信号。作为参考，图1中的“N.C.”是“未连接”的缩写。下面详细描述视频监视系统中的从视频信号处理器18、20和22以及主视频信号处理器24的结构。
图3是表示实施图2所示视频监视系统的主或从视频信号处理器的框图。根据本发明的一种实施方式，从视频信号处理器18、20和22以及主视频信号处理器24分别包括视频输入控制器30，水平/垂直分频器32，输入缓冲器34，存储器控制器36，输出缓冲器38，视频输出控制器40和旁路缓冲器42，如图2所示。
视频输入控制器30扩展与视频源通道连接的A/D转换器10输出的数字视频数据，并且分离和控制水平和垂直同步信号。在视频信号处理器中，视频输入控制器30的数量与A/D转换器10的数量相同。
水平/垂直分频器32在水平方向或/和垂直方向上压缩从视频输入控制器30输出的数字视频数据，从而可以存储数字视频数据，以便在分割显示屏幕上显示。应该清楚的是，水平/垂直分频器32通过根据压缩比执行相邻数字视频数据之间的内插(interpolation)而压缩数字视频数据。水平和垂直方向的压缩比可以根据显示在视频显示设备上的分割显示屏幕数量进行改变。在本发明的实施方式中，假定每个从视频信号处理器配置四分割显示屏幕。在视频信号处理器中，水平/垂直分频器32的数量与视频摄像机的数量相同。
输入缓冲器34临时存储从水平/垂直分频器32输出的视频数据，接着通过两个通道将视频数据输出。两个通道中的一个是第一旁路通道(旁路视频输出)，另一个通道是存储器控制器36读取视频数据需要的。
存储器控制器36根据脉冲单元(burst-unit)从每个输入缓冲器34读取视频数据，并将读出的视频数据记录在由一个一个通道标明的帧存储器地址中。读出记录的视频数据以便实时显示。根据本发明，从视频信号处理器18、20和22并不直接连接到存储器控制器36，仅仅是主视频信号处理器24直接连接到存储器控制器36。
输出缓冲器38临时存储与一个显示屏幕对应的视频数据。视频输出控制器40将辅助信息(包括时间信息、通道信息等等)与从输出缓冲器38输出的一个显示屏幕的视频数据组合，并输出辅助信息和视频数据。由视频输出控制器40输出的视频数据由D/A转换器28转换成模拟视频信号，接着将模拟视频信号输出到视频显示设备。
最后，旁路缓冲器42接收并临时存储第一旁路通道(旁路视频输入)和第二旁路通道(旁路视频输入)输出的视频数据，上述两个旁路通道与位于其前级的从视频信号处理器相连。接着，旁路缓冲器42将存储的视频数据输出到存储器控制器36并经过第二旁路通道(旁路视频输出)。
如上所述，根据本发明实施方式的从视频信号处理器18、20和22以及主视频信号处理器24相互之间包括相同的元件。但是，视频信号处理器用作从视频信号处理器，它仅仅可以使用通过第一旁路通道输出的视频数据，其中第一旁路通道连接在输入缓冲器34的输出端。
图4表示当图3所示的视频信号处理器用作从视频信号处理器时的信号传递过程。图5表示当图3所示的视频信号处理器用作主视频信号处理器时的信号传递过程。
换句话说，当图3中的视频信号处理器用作从视频信号处理器时，通过视频源通道输入的数字视频数据经过视频输入控制器30、水平/垂直分频器32、输入缓冲器34和第一旁路通道(旁路视频输出)，传输到另一个从视频信号处理器或位于从视频信号处理器后级的主视频信号处理器。接着，从视频信号处理器收集第一旁路通道和第二旁路通道输入的数字视频数据，上述两个旁路通道与位于视频信号处理器前级的另一个从视频信号处理器相连，接着通过第二旁路通道将其输出。也就是，因为从视频信号处理器收集位于其前级的视频源通道输入的视频数据，其可以配置成如图4或图3所示。
图5所示的视频信号处理器表示图3所示的视频信号处理器作为主视频信号处理器使用时的情况。视频摄像机vc13-vc16输出的视频信号经过A/D转换器10输入视频源通道中。接着，通过视频源通道输入的数字视频数据，经过视频输入控制器30、水平/垂直分频器32和输入缓冲器34，存储于帧存储器26中。从旁路通道V5和V6输出的数字视频数据通过旁路缓冲器42由帧控制器36存储于帧存储器26中，其中旁路通道V5和V6与位于视频信号处理器前级的另一个从视频信号处理器连接，如图5所示。因此，存储在帧存储器26中的视频数据由存储器控制器36控制并通过输出缓冲器38和视频输出控制器40向外输出。
下面描述图2中所示的从视频信号处理器18、20和22以及主视频信号处理器24由菊链连接的视频监视系统的工作。
首先，四台摄像机vc1-vc4获取的视频信号由A/D转换器10转换成数字视频数据。接着，数字视频数据输入到与从视频信号处理器18连接的视频源通道。接着，从视频信号处理器18压缩并输出适于配置四分割显示屏幕的视频数据。压缩的视频数据通过输入缓冲器34输出到第一旁路通道V1，接着传输到从视频信号处理器20。由于没有视频信号处理器连接到从视频信号处理器18的前级，因此没有数据通过第二旁路通道V2传输到从视频信号处理器20。
另一方面，由四台摄像机vc5-vc8获取的视频信号由A/D转换器12转换成数字视频数据。接着，数字视频数据输入到与从视频信号处理器20连接的视频源通道。接着，从视频信号处理器20压缩并输出适于配置四分割显示屏幕的视频数据。压缩的视频数据通过输入缓冲器34输出到第一旁路通道V3(vc5-vc8)，接着传输到从视频信号处理器22。处理由视频摄像机vc1-vc4获取的视频信号后，从视频信号处理器20从与位于其前级的从视频信号处理器18连接的第一旁路通道V1接收数字视频数据。数字视频数据通过旁路缓冲器42传输到第二旁路通道V4(vc1-vc4)。
处理由视频摄像机vc5-vc8获取的视频信号后，从视频信号处理器22从第一旁路通道V3接收压缩的数字视频数据。而且，处理由视频摄像机vc1-vc4获取的视频信号后，从视频信号处理器22从第二旁路通道V4接收压缩的数字视频数据。两个旁路通道V3和V4输出的视频数据由旁路缓冲器42收集并接着通过第二旁路通道V6(vc1-vc8)传输到主视频信号处理器24。按照上述工作，由连接到从视频信号处理器22的视频源通道输入的数字视频数据通过第一旁路通道V5(vc9-vc12)传输到主视频信号处理器24。
因此，主视频信号处理器24中的旁路缓冲器42收集第一旁路通道V5和第二旁路通道V6输入的数字视频数据(vc1-vc12)，接着将其输出到存储器控制器36。与视频摄像机vc13-vc16获取的视频信号对应的视频源通道的数字视频数据被压缩并传输到存储器控制器36。主视频信号处理器24中的存储器控制器36在帧存储器26的指定地址记录并存储十六个通道的数字视频数据，从而配置十六分割显示屏幕。存储器控制器36访问与帧存储器26中存储的十六分割显示屏幕对应的视频数据，接着通过视频输出控制器40传输到外部D/A转换器28，从而在视频显示设备上显示十六分割显示屏幕。
因为本发明不必要为每个视频信号处理器设置帧存储器用于配置十六分割显示屏幕，也不必要设置额外的视频信号处理器用于配置视频监视系统末级的十六分割显示屏幕，所以系统的结构得到简化。
并且，由于视频信号处理器相互之间具有相同的元件，可以选择作为从视频信号处理器或主视频信号处理器，方便了系统的制造，系统可以简单地扩展或压缩。
尽管上面描述了配置和显示十六分割显示屏幕的视频监视系统，但是通过菊链连接两个从视频信号处理器18和20以及一个主视频信号处理器24，如图6所示，可以显示十二分割显示屏幕。并且，如图7所示，通过菊链连接一个从视频信号处理器18以及一个主视频信号处理器24可以显示八分割显示屏幕。
因此，本发明并不局限于上述的实施方式，而是通过下面的权利要求以及其全部范围的等价物来限定。工业实用性
因为本发明不必要为每个视频信号处理器设置帧存储器用于配置十六分割显示屏幕，也不必要设置额外的视频信号处理器用于配置视频监视系统末级的十六分割显示屏幕，所以系统的结构得到简化。
并且，由于视频信号处理器相互之间具有相同的元件，可以选择作为从视频信号处理器或主视频信号处理器，方便了系统的制造，系统可以简单地扩展或压缩。