摄像机检测平台的系统开发

胡锦添，蔡俊涛，刘蓝轩（广州市光机电技术研究院，广东广州510663）

摄像机检测平台的系统开发

胡锦添，蔡俊涛，刘蓝轩
（广州市光机电技术研究院，广东广州510663）

摄像机质量检测及认证是安防行业中重要的一环，针对目前检测流程的繁琐步骤和检测标准不统一的问题，研发了一个智能化的摄像机检测平台。利用VS 2010+OpenGL+COM组件技术，设计了一个检测平台软件控制系统，实现检测过程的自动化、智能化。

摄像机；检测平台；MP-C154；DeckLink；COM组件

0　引言

经过三十多年的发展，中国安防行业已形成具有一定规模的高增长行业，在“平安城市”建设与“智慧城市”建设的积极推动下，各类安防产品与系统逐渐渗透到人们的日常生活中。其中，摄像机是整个安防系统中最重要的组成部分，随着数字技术与网络技术的发展，传统的模拟摄像机已逐渐被高清数字摄像机所取代。然而，摄像机种类繁多，品质良莠不齐，因此信息系统工程面临着视频监控产品和系统的标准化问题及其检测、测试的问题[1]。高清摄像机由于检测设备复杂，目前还没有统一的检测标准，因此，随着高清摄像机的广泛应用，开发一种智能化的摄像机检测平台变得十分必要，使第三方检测机构可快速客观地对这类摄像机的图像质量进行评价，有力地推动我国安防行业监控行业健康快速的发展。

1　测试要求

摄像机的检测流程繁琐，检测项目较多，包括清晰度检测、照度检测、色彩还原性检测、逆光补偿检测、球型失真检测、耗电量检测等，本项目建立专业先进的前端摄像机产品性能测试平台，可检测的内容涵盖所有前端摄像机产品（包括模拟摄像机、高清摄像机、网络摄像机、特殊摄像机等）的成像质量与性能参数[2-3]。操作过程实现自动化，尽量规避人为操作所引入的操作误差，使机器装夹与拆卸过程简单化，解决多种产品不同的接口，在一套综合测试系统上都能够使用。同时按照现有国标与行业标准购置标准图卡，可按摄像头实际使用环境进行智能场景变换，可对产品进行快速性能验证，同时可建立一套客观的安防监控摄像机参数比较方案与视频安防监控产品评价体系。为实现检测过程自动化和减少操作等主观误差硬件平台采用高精度多轴运动平台，配合不同的图形采集设备，实现检测过程数据的全自动采集与存储。

2　主要程序流程

由于平台采用全闭环的伺服驱动系统，确保了平台能高速、高精度地移动到每一个检测位置。并同时采集摄像机当前的图像数据显示在监测屏幕上，整个检测系统的数据流如图1所示。

图1　系统数据流示意图

本系统在Windows平台下利用Visual Studio 2010开发工具和C++语言开发完成，并使用Mi⁃crosoft SQL Server 2008作为数据存储与管理后台。开发的重点在于对MP-C154运动控制卡与DeckLink视频采集卡的控制。

MP-C154四轴运动控制卡能提供很好的直线和圆弧插补运动，以及连续运动性能，有助于完成更高要求的脉冲序列控制并完成复杂的运动模式。其通过dll的形式提供客制化的API函数，方便程序的二次开发，函数库伴随驱动程序被自动安装在系统中，使用时，必须在所开发程序中包含指定的头文件“c154.h”，MP-C154的程序调用过程如图2所示。

图2　MP-C154程序流程图

调用MP-C154的API函数对检测平台的X轴进行平移运动控制，其代码如下：

DeckLink视频采集卡提供稳定的、跨平台的SDK，包括底层的硬件控制和方便开发人员使用的高层接口，接口以MicrosoftCOM组件的形式提供，在Windows操作平台下，其作为系统注册的本地COM接口[4]。功能性API通过对象接口来访问，每一个系统对象可能被继承并通过大量的对象接口进行访问，开发者可直接利用对象接口而无需关心对象底层的管理。每一个对象接口类均拥有一个称为接口ID的GUID，在平台本地COM组件的支持下，接口ID可用于获得一个指向系统输出接口对象的句柄，实际上就是API函数的入口点。SDK提供了一套稳定的接口访问DeckLink的底层硬件。要在Windows平台中使用DeckLink API，需要在所开发的程序中包含指定的接口定义文件“DeckLinkAPI.idl”，DeckLink的程序调用过程如图3所示。

图3　DeckLink程序流程图

在采集图像的过程中，通过API函数读取每一帧图像的字节，然后把图像从YUV颜色空间转换为RGB颜色空间，最后保存为BMP非压缩图像格式文件，以便于导入到后期的图像分析软件，采集过程代码如下：

3　软件结构与实现

摄像机检测平台软件系统的组成包括以下模块：人员信息管理模块、交互界面模块、数据库管理模块、运动控制模块、视频采集模块、图像显示模块，如图4。

各模块的功能分别如下。

人员信息管理模块：检测人员或业务人员的个人信息录入，以及待测产品相关信息录入，包括产品名称、型号、类型、厂家、检验项目等。

交互界面模块：主要是为系统用户提供简单清晰的操作方式，包括视频输入格式的选择、图像采集、图像保存、运动控制卡的操作、摄像机当前位置的显示、图像的实时显示等，如图5所示。

数据库管理模块：使用ADO接口访问关系数据库MS SQL Server 2008，包括数据库的连接和数据的基本操作（查询、写入、读取、删除、更新等），操作数据包括系统时间、人员信息、产品信息、图像数据、编号ID等。

运动控制模块：通过调用MP-C154的API函数向运动控制卡发送控制指令，并定时读取各轴编码器的数值，转换成摄像机的当前绝对位置并刷新交互界面的位置信息，方便检测人员通过当前位置信息判断下一步的操作。控制6轴运动平台的精确运动，根据检测项目移动到相应位置，同时微调以便达到精确聚焦。

视频采集模块：通过调用DeckLink的接口函数操作视频卡，包括输入视频格式的设置、帧频设置、开始/停止采集，利用OpenGL图形库函数把采集的YUV图像数据实时渲染在交互界面的指定区域中，当测试人员调整摄像机到最佳状态、焦距后，需要保存当前图像时，通过回调函数把当前帧的图像数据以BMP图片格式保存到数据库中[5]。

图像显示模块：当需要查看数据库中保存的图像数据时，通过MFC自带的图形控件，把从数据库中读取的BMP格式图像显示在指定区域。

图4　系统模块组成

图5　系统控制软件界面

4　结论与展望

建立了一套智能化安防监控视频检测系统，操作过程全程实现自动化，更好地避免了人为操作所引入的操作误差，解决多种产品不同的接口，在一套综合测试系统上都能够使用的问题，实现测试过程自动化，数据处理智能化。为平安城市与智慧城市的建设提供安防监控前端采购方面以可靠性的保证，同时对于促进业内测试技术改进也可起到推动的作用，为企业提供完善的检测解决方案，进行产品生产过程的质量控制，以及第三方检测机构用于高清摄像机产品进行质量认证、产品检测、技术测试服务等。为扩展系统的功能，将研究加入智能检测场景，使室内场景能够模拟不同的真实场景，以满足不同的测试要求。通过对数据库中大量的检测数据进行数据挖掘，建立一套客观的安防监控摄像机参数比较方案与视频安防监控产品评价体系。

［1］孙玉丽.规范安防产品认证保障安防产品质量——浅谈安防产品认证监管体系［J］.中国安防，2014（Z1）：90-94.

［2］GA/T 692-1.2009.安防监控高清摄像机测量方法［S］.

［3］GA/T 1127.2013.安全防范视频监控摄像机通用技术要求［S］.

［4］张小栓，傅泽田，常虹.COM组件及其开发流程［J］.计算机工程与应用，2001（13）：166-169.

［5］贾振堂，张俊峰，韩艳芳.Windows环境下的立体视频测试平台技术［J］.电视技术，2007，31（09）：80-83.

(编辑：向飞)

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

胡锦添，男，1986年生，广东人，硕士，助理工程师。研究领域：机电控制中的人工智能。