攝像機檢測平臺的系統開發

胡錦添，蔡俊濤，劉藍軒（廣州市光機電技術研究院，廣東廣州510663）

攝像機檢測平臺的系統開發

胡錦添，蔡俊濤，劉藍軒
（廣州市光機電技術研究院，廣東廣州510663）

攝像機質量檢測及認證是安防行業中重要的一環，針對目前檢測流程的繁瑣步驟和檢測標準不統一的問題，研發了一個智能化的攝像機檢測平臺。利用VS 2010+OpenGL+COM組件技術，設計了一個檢測平臺軟件控制系統，實現檢測過程的自動化、智能化。

攝像機；檢測平臺；MP-C154；DeckLink；COM組件

0　引言

經過三十多年的發展，中國安防行業已形成具有一定規模的高增長行業，在“平安城市”建設與“智慧城市”建設的積極推動下，各類安防產品與系統逐漸滲透到人們的日常生活中。其中，攝像機是整個安防系統中最重要的組成部分，隨著數字技術與網絡技術的發展，傳統的模擬攝像機已逐漸被高清數字攝像機所取代。然而，攝像機種類繁多，品質良莠不齊，因此信息系統工程面臨著視頻監控產品和系統的標準化問題及其檢測、測試的問題[1]。高清攝像機由于檢測設備復雜，目前還沒有統一的檢測標準，因此，隨著高清攝像機的廣泛應用，開發一種智能化的攝像機檢測平臺變得十分必要，使第三方檢測機構可快速客觀地對這類攝像機的圖像質量進行評價，有力地推動我國安防行業監控行業健康快速的發展。

1　測試要求

攝像機的檢測流程繁瑣，檢測項目較多，包括清晰度檢測、照度檢測、色彩還原性檢測、逆光補償檢測、球型失真檢測、耗電量檢測等，本項目建立專業先進的前端攝像機產品性能測試平臺，可檢測的內容涵蓋所有前端攝像機產品（包括模擬攝像機、高清攝像機、網絡攝像機、特殊攝像機等）的成像質量與性能參數[2-3]。操作過程實現自動化，盡量規避人為操作所引入的操作誤差，使機器裝夾與拆卸過程簡單化，解決多種產品不同的接口，在一套綜合測試系統上都能夠使用。同時按照現有國標與行業標準購置標準圖卡，可按攝像頭實際使用環境進行智能場景變換，可對產品進行快速性能驗證，同時可建立一套客觀的安防監控攝像機參數比較方案與視頻安防監控產品評價體系。為實現檢測過程自動化和減少操作等主觀誤差硬件平臺采用高精度多軸運動平臺，配合不同的圖形采集設備，實現檢測過程數據的全自動采集與存儲。

2　主要程序流程

由于平臺采用全閉環的伺服驅動系統，確保了平臺能高速、高精度地移動到每一個檢測位置。并同時采集攝像機當前的圖像數據顯示在監測屏幕上，整個檢測系統的數據流如圖1所示。

圖1　系統數據流示意圖

本系統在Windows平臺下利用Visual Studio 2010開發工具和C++語言開發完成，并使用Mi?crosoft SQL Server 2008作為數據存儲與管理后臺。開發的重點在于對MP-C154運動控制卡與DeckLink視頻采集卡的控制。

MP-C154四軸運動控制卡能提供很好的直線和圓弧插補運動，以及連續運動性能，有助于完成更高要求的脈沖序列控制并完成復雜的運動模式。其通過dll的形式提供客制化的API函數，方便程序的二次開發，函數庫伴隨驅動程序被自動安裝在系統中，使用時，必須在所開發程序中包含指定的頭文件“c154.h”，MP-C154的程序調用過程如圖2所示。

圖2　MP-C154程序流程圖

調用MP-C154的API函數對檢測平臺的X軸進行平移運動控制，其代碼如下：

DeckLink視頻采集卡提供穩定的、跨平臺的SDK，包括底層的硬件控制和方便開發人員使用的高層接口，接口以MicrosoftCOM組件的形式提供，在Windows操作平臺下，其作為系統注冊的本地COM接口[4]。功能性API通過對象接口來訪問，每一個系統對象可能被繼承并通過大量的對象接口進行訪問，開發者可直接利用對象接口而無需關心對象底層的管理。每一個對象接口類均擁有一個稱為接口ID的GUID，在平臺本地COM組件的支持下，接口ID可用于獲得一個指向系統輸出接口對象的句柄，實際上就是API函數的入口點。SDK提供了一套穩定的接口訪問DeckLink的底層硬件。要在Windows平臺中使用DeckLink API，需要在所開發的程序中包含指定的接口定義文件“DeckLinkAPI.idl”，DeckLink的程序調用過程如圖3所示。

圖3　DeckLink程序流程圖

在采集圖像的過程中，通過API函數讀取每一幀圖像的字節，然后把圖像從YUV顏色空間轉換為RGB顏色空間，最后保存為BMP非壓縮圖像格式文件，以便于導入到后期的圖像分析軟件，采集過程代碼如下：

3　軟件結構與實現

攝像機檢測平臺軟件系統的組成包括以下模塊：人員信息管理模塊、交互界面模塊、數據庫管理模塊、運動控制模塊、視頻采集模塊、圖像顯示模塊，如圖4。

各模塊的功能分別如下。

人員信息管理模塊：檢測人員或業務人員的個人信息錄入，以及待測產品相關信息錄入，包括產品名稱、型號、類型、廠家、檢驗項目等。

交互界面模塊：主要是為系統用戶提供簡單清晰的操作方式，包括視頻輸入格式的選擇、圖像采集、圖像保存、運動控制卡的操作、攝像機當前位置的顯示、圖像的實時顯示等，如圖5所示。

數據庫管理模塊：使用ADO接口訪問關系數據庫MS SQL Server 2008，包括數據庫的連接和數據的基本操作（查詢、寫入、讀取、刪除、更新等），操作數據包括系統時間、人員信息、產品信息、圖像數據、編號ID等。

運動控制模塊：通過調用MP-C154的API函數向運動控制卡發送控制指令，并定時讀取各軸編碼器的數值，轉換成攝像機的當前絕對位置并刷新交互界面的位置信息，方便檢測人員通過當前位置信息判斷下一步的操作?？刂?軸運動平臺的精確運動，根據檢測項目移動到相應位置，同時微調以便達到精確聚焦。

視頻采集模塊：通過調用DeckLink的接口函數操作視頻卡，包括輸入視頻格式的設置、幀頻設置、開始/停止采集，利用OpenGL圖形庫函數把采集的YUV圖像數據實時渲染在交互界面的指定區域中，當測試人員調整攝像機到最佳狀態、焦距后，需要保存當前圖像時，通過回調函數把當前幀的圖像數據以BMP圖片格式保存到數據庫中[5]。

圖像顯示模塊：當需要查看數據庫中保存的圖像數據時，通過MFC自帶的圖形控件，把從數據庫中讀取的BMP格式圖像顯示在指定區域。

圖4　系統模塊組成

圖5　系統控制軟件界面

4　結論與展望

建立了一套智能化安防監控視頻檢測系統，操作過程全程實現自動化，更好地避免了人為操作所引入的操作誤差，解決多種產品不同的接口，在一套綜合測試系統上都能夠使用的問題，實現測試過程自動化，數據處理智能化。為平安城市與智慧城市的建設提供安防監控前端采購方面以可靠性的保證，同時對于促進業內測試技術改進也可起到推動的作用，為企業提供完善的檢測解決方案，進行產品生產過程的質量控制，以及第三方檢測機構用于高清攝像機產品進行質量認證、產品檢測、技術測試服務等。為擴展系統的功能，將研究加入智能檢測場景，使室內場景能夠模擬不同的真實場景，以滿足不同的測試要求。通過對數據庫中大量的檢測數據進行數據挖掘，建立一套客觀的安防監控攝像機參數比較方案與視頻安防監控產品評價體系。

［1］孫玉麗.規范安防產品認證保障安防產品質量——淺談安防產品認證監管體系［J］.中國安防，2014（Z1）：90-94.

［2］GA/T 692-1.2009.安防監控高清攝像機測量方法［S］.

［3］GA/T 1127.2013.安全防范視頻監控攝像機通用技術要求［S］.

［4］張小栓，傅澤田，常虹.COM組件及其開發流程［J］.計算機工程與應用，2001（13）：166-169.

［5］賈振堂，張俊峰，韓艷芳.Windows環境下的立體視頻測試平臺技術［J］.電視技術，2007，31（09）：80-83.

(編輯：向飛)

System Development of the Camera Detecting Platform

HU Jin-tian，CAIJun-tao，LIU Lan-xuan
（Guangzhou Research Institute ofO-M-ETechnology，Guangzhou510663，China）

The camera quality testing and certification is an important partof the security industry.An intelligent camera testing platform was researched and developed in view of the present cumbersome steps of testing process and the non-uniform testing standards. Therefore，a control system of the testing platform wasdesigned by using the VS2010，OpenGL and COMmodule technology.Finally，it isdonemaking the testing processautomatic and intelligent.

camera；testing platform；MP-C154；DeckLink；COMmodule

TP391

A

1009－9492(2015)06－0106－03

10.3969/j.issn.1009-9492.2015.06.028

2015－04－23

胡錦添，男，1986年生，廣東人，碩士，助理工程師。研究領域：機電控制中的人工智能。