CN104113732B - Pos机监控专用摄像机的监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用安防领域，提供了一种POS机监控专用摄像机及方法，所述摄像机包括：摄像机主板、ARM处理器、字符叠加芯片、字符拼接模块、行场分离芯片、至少一个字符发生器、数据接收模块和尾部接口板；其中，摄像机主板的控制端口与ARM处理器的2号引脚连接，摄像机主板的视频输出端与行场分离芯片的输入端连接，摄像机主板的视频输出端还与字符叠加芯片的输入端连接；行场分离芯片的输出端与至少一个字符发生器的输入端连接，至少一个字符发生器的输入端还与ARM处理器的1号引脚连接；字符拼接模块的输出端与字符叠加芯片的输入端连接，字符叠加芯片的输出端与尾部接口板的数据输出口连接。本发明具有可实现POS的商品交易过程的图像采集；可实现商品交易记录的采集并存储，可实现交易记录删除报警、记录查询等功能的优点。

Description

POS机监控专用摄像机的监控方法

技术领域

本发明属于安防领域，尤其涉及一种 POS 机监控专用摄像机及监控方法。

背景技术

监控摄像机是一种半导体成像器件，因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。监控摄像机安全防范***中，图像的生成当前主要是来自 CCD 摄像机， CCD 是电荷耦合器件（ Charge Coupled Device)的简称， 它能够将光线变为电荷并将电荷存储及转移，也可将存储的电荷取出使电压发生变化，因此是理想的摄像机元件，以其构成的 CCD 摄像机具有体积小、重量轻、不受磁场影响、具有抗震动和撞击之特性而被广泛应用。

POS（ Point of sales）的中文意思是“销售点”，全称为销售点情报管理***，有现金或易货额度出纳功能。其主要任务是对商品与媒体交易提供数据服务和管理功能，并进行非现金结算。 POS 是一种多功能终端， 把它安装在***的特约商户和受理网点中与计算机联成网络，就能实现电子资金自动转帐，它具有支持消费、预授权、余额查询和转帐等功能，使用起来安全、快捷、可靠。大宗交易中基本经营情报难以获取，导入 POS ***主要是解决零售业信息管理盲点。连锁分店管理信息***中的重要组成部分。

超级市场，常简称超市，是指以顾客自选方式经营食品、家庭日用品、食物为主的大型综合性零售商场。是以顾客自选方式经营的大型综合性零售商场，又称自选商场， 是许多国家特别是经济发达国家的主要商业零售组织形式。超市中 POS 机众多，超市为了全程的监控收银过程，在 POS 机的位置均设置有监控摄像机，现有的 POS 机监控摄像机与普通的监控摄像机没有任何的区别 ， 仅仅是监控图像，无法将 POS 机整个交易过程的数据和信息在图像上显示并保存。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种 POS 机监控专用摄像机的监控方法，其解决现有技术的无法将 POS 机整个交易过程的数据和信息在图像上显示并保存的问题。

本发明实施例是这样实现的，一方面，一种 POS 机监控专用摄像机，其特征在于，所述摄像机包括：摄像机主板、 ARM 处理器、字符叠加芯片、字符拼接模块、行场分离芯片、至少一个字符发生器、数据接收模块和尾部接口板；其中，摄像机主板的控制端口与 ARM处理器连接，摄像机主板的视频输出端与字符叠加芯片的输入端连接， 摄像机主板的视频输出端还与字符叠加芯片的输入端连接； 行场分离芯片的输出端与至少一个字符发生器的输入端连接，至少一个字符发生器的输入端还与ARM 处理器连接，至少一个字符发生器的输出端与字符拼接模块的输入端连接；字符拼接模块的输出端与字符叠加芯片的输入端连接，字符叠加芯片的输出端与尾部接口板的数据输出口连接；尾部接口板还包括：多个按键、数据接口和数据输出口；所述数据接口通过所述数据接收模块与 ARM 处理器连接； 多个按键的信号输出端与 ARM 处理器连接。

可选的，所述 ARM 处理器为 32 位 ARM 处理器。

可选的，所述摄像机还包括：报警输出电路和报警输入电路；其中，所述报警输出电路的输入端与所述 ARM 处理器连接，所述报警输出电路的输出端与尾部接口板连接；所述报警输入电路的输出端与所述 ARM 处理器连接，所述报警输入电路的输入端与尾板接口板连接。

本发明具体实施方式还提供一种上述的 POS 机监控专用摄像机 的监控方法，所述方法包括：专用摄像机通过数据接收模块接收数据；依据所述数据分析出所述数据对应的协议信息， 调用与所述数据的对应协议，对所述数据进行协议处理和过滤项处理；将处理后的数据发送给显示缓冲区；获取视频数据，对视频数据进行处理和计算后，获取处理后的数据的显示区域；将处理后的数据叠加在该显示区域后和视频数据一起传送到监控***后台服务器。

可选的，通过所述报警输入电路接收报警输入，对报警进行信息处理后通过报警输出电路输出给尾板接口板执行报警。可选的，所述方法对视频数据进行处理和计算后，获取处理后的数据的显示区域具体为:

;

其中， mov 为显示区域相对于参考块（一般以视频图像的第一单元块为参考块）的位移，为位移系数（一般取值为 1.05— 1.1 之间）；F(x, y) 为位移函数；其中，

其中， G、 H 分别表示当前帧与参考帧图像， x,y 为位移（ mov）的坐标。

在本发明实施例中，本发明提供的技术方案的 POS 机监控专用摄像机，该技术方案将 POS 机的交易数据和信息的数据叠加在摄像机的整个交易过程的影像上，这样将POS 机当前的消费数据和影响有机的结合起来，以方便超市进行查询，所以其具有方便用户查询的优点。附图说明

图 1 是本发明提供的一种 POS 机监控专用摄像机的结构图示意图；

图 2 是本发明提供的上述 POS 机监控专用摄像机的监控方法的流程图；

图 3 是尾部接口板输入输出接口示意图；

图 4 为本发明提供的摄像机的主菜单设置示意图；

图 5 为本发明提供的摄像机的参数设置的示意图；

图 6 为本发明提供的摄像机的报警设置的示意图；

图 7 为本发明提供的摄像机的协议设置示意图；

图 8 为本发明提供的摄像机的设置示意菜单图；

图 9 为本发明提供的 POS 信号处理控制板软件处理流程框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明具体实施方式提供一种 POS 机监控专用摄像机 100，该摄像机如图 1 所示，包括：摄像机主板 101、 ARM 处理器 102、字符叠加芯片 103、字符拼接模块 104、行场分离芯片 105、至少一个字符发生器 107、数据接收模块 108 和尾部接口板 106；其中，摄像机主板 101 的控制端口与 ARM 处理器 102 连接，摄像机主板 101 的视频输出端与行场分离芯片 105 的输入端连接， 摄像机主板 101 的视频输出端还与字符叠加芯片 103的输入端连接； 行场分离芯片 105 的输出端与至少一个字符发生器 107 的输入端连接，至少一个字符发生器 107 的输入端还与 ARM 处理器 102 连接，至少一个字符发生器107 的输出端与字符拼接模块 104 的输入端连接； 字符拼接模块 104 的输出端与字符叠加芯片 103 的输入端连接， 字符叠加芯片 103 的输出端与尾部接口板 106 的数据输出口连接；尾部接口板 106 还包括：多个按键、数据接口和数据输出口；该数据接口通过数据接收模块与 ARM 处理器 103 连接； 多个按键的信号输出端与 ARM 处理器 103 连接。

上述与 ARM 处理器连接可以为多种方式，例如可以为与 ARM处理器的一个引脚连接，当然由于现实电路比较负责，也可以与 ARM处理器的多个引脚连接。

本发明的工作原理是这样的， 摄像机主板 101 将视频数据同时发送给行场分离芯片和字符拼接模块， 行场分离芯片获取视频数据中能够显示字符的行数和列数，并将数据发送给至少一个字符发生器，字符发生器又接收到 ARM 处理器的输入数据，将该输入数据和字符的行数和列数处理后，发送给字符拼接模块，字符拼接模块将该行数和列数以及输入数据一起发送给字符叠加芯片，字符叠加芯片将 POS机数据和视频数据叠加在一起后，通过尾部接口板发送给 POS 机监控***的服务器，这样服务器获取的数据就直接是即有 POS机数据，又有视频数据的多重数据，所以其具有将 POS 机数据与视频数据有机结合的优点。

摄像机主板采集商品交易过程的图像， 图像信号分别给到字符叠加芯片和行场分离芯片。 行场分离芯片分离出视频的行场信号给到两片字符显示芯片。 两片字符芯片分别负责图像上面左右两边的字符显示控制。

ARM 处理器(优先选择 32 位)接收来自 POS 机传来的商品交易数据和报警输入信息等，对数据进行分析、识别和处理。将要显示的数据信息发送到 2 组字符显示芯片，字符显示芯片根据要显示的数据信息，输出字符叠加信号和字符背景叠加信号，输出给字符拼接模块，由字符拼接模块生成复合字符叠加信号和复合字符背景叠加信号， 给到字符叠加芯片实现字符显示。并且字符显示模式可选择白字黑边，黑字白边、白字、黑字、白字黑背景等。这样就可以实现将商品交易记录和其他信息实时叠加到商品交易过程的图像上。

同时根据报警入和商品交易数据的异常情况，输出报警信号。通过尾部接口板上的按键，可以对菜单参数进行设置。可以设置摄像机主板参数，可以设置 POS 机对接协议和通信波特率，可以对字符显示信息的显示位置、字体大小、字体颜色等参数进行设置。

可选的，上述 ARM 处理器可以为 32 位 ARM 处理器。可选的，上述摄像机还可以包括：报警输出电路 111 和报警输入电路 110；其中，报警输出电路 111 的输入端与所述ARM 处理器连接，报警输出电路 111 的输出端与尾部接口板连接；报警输入电路 110的输出端与所述 ARM 处理器连接，报警输入电路 110 的输入端与尾板接口板连接。此种方式可以非常方便的将对监控中产生的报警信息进行监控和处理，具有即时处理报警信息的优点。

本产品用于解决上述市面上的产品，在 POS 机监控的应用弊端

1、本产品不仅采集 POS 机的商品交易图像信息，对于 POS 机的操作过程及销售产品的明细都进行采集及记录， 对于商品交易记录的删除可产生报警信号。

2、应用本产品对于 DVR 的选择没有要求，而且可以扩展监管的POS 机数量没有限制，应用方便，简洁、成本低。

3、应用本产品施工简单，造价低。

4、可实现 POS 机交易的高清（ 720P/1080P）信息采集。

5、因目前市面上的字符信号发生器（ OSD）的单芯片字符显示只有 12 行*24 列的字符，而 POS 机传输出来的信息内容每行自少要40 个字符，因此本产品采用专有的多个字符信号发生器（ OSD）的字符拼接叠加技术，实现更多的信息叠加到图像上。另外，本发明提供的机器还具有如下优点：

1、可实现 POS 的商品交易过程的图像采集；

2、可实现商品交易记录的采集并存储，

3、可实现交易记录删除报警、记录查询等功能；

4、兼容 232 串口、并口、 USB 接口、 1394 接口；

5、可兼容多个厂家的 POS 机的接口协议；

6、带 SD 卡功能；

7、产品类别分为模拟摄像、高清(720P/1080P)网络摄像机、高清

(720P/1080P)SDI 摄像机；

8、功能上多样化，可以带夜视红外、白光照明、防水、防暴。

本产品与 POS 机的连接接口可兼容 232 串口、并口、USB 接口、

1394 接口；可兼容多个厂家的 POS 机的接口协议； POS 机将商品交易数据传给本摄像机，摄像机将商品交易信息叠加到视频图像上，并将数据记录在本摄像机的内部存储器里，或转存在 SD 卡里面，也可通过 USB 保存到 U 盘，如果营业员产生删除交易记录，摄像机会产生报警信号，图像上的交易记录会闪动，同时报警输出联动，报警输出可接警号等报警联动装置，也可传给 DVR。用户可以通过摄像机Manu 进行查询交易记录，报警记录。也可备份到外部存储器，在计算机上查询。本产品对于 DVR 的选择没有限制，扩展性强，施工布线简单，成本低。本产品系列齐全，包含模拟摄像、网络高清（ 720P/1080P）摄像机、高清（ 720P/1080P） SDI 摄像机，功能上多样化，可以带夜视红外、白光照明、防水、防暴。

本产品主体部分主要由三部分组成：摄像机主板， POS 信号处理 控制板，尾部接口板。

⑴ 摄像机主板主要用来实现 POS 的商品交易过程的图像采集。

⑵ 可以选配模拟摄像机、高清（ 720P/1080P）网络摄像机和高清（ 720P/1080P）SDI 摄像机。POS 信号处理控制板为本产品的核心部件。采用 32 位 ARM 处理器。主要功能是将 POS 机传过来的商品交易数据进行识别和处理，并将商品交易信息叠加到视频图像上， 将数据记录在本摄像机的内部存储器里，同时可以接收或发出报警信号。

工作原理：摄像机主板采集商品交易过程的图像， 图像信号分别给到字符叠加芯片和行场分离芯片。 行场分离芯片分离出视频的行场信号给到两片字符显示芯片。 两片字符芯片分别负责图像上面左右两边的字符显示控制。

32 位 ARM 处理器接收来自 POS 机传来的商品交易数据和报警输入信息等，对数据进行分析、 识别和处理。将要显示的数据信息发送到 2 组字符显示芯片，字符显示芯片根据要显示的数据信息，输出字符叠加信号和字符背景叠加信号， 输出给字符拼接模块，由字符拼接模块生成复合字符叠加信号和复合字符背景叠加信号， 给到字符叠加芯片实现字符显示。并且字符显示模式可选择白字黑边，黑字白边、白字、黑字、白字黑背景等。这样就可以实现将商品交易记录和其他信息实时叠加到商品交易过程的图像上。 同时根据报警输入和商品交易数据的异常情况，输出报警信号。

通过尾部接口板上的按键，可以对菜单参数进行设置。可以设置 摄像机主板参数，可以设置 POS 机对接协议和通信波特率，可以对字符显示信息的显示位置、字体大小、字体颜色等参数进行设置。

本发明具体实施方式还提供一种专用摄像机的监控方法， 该方法由上述提供的专用摄像机执行，该方法如图 2 所示，包括:

201、专用摄像机通过数据接收模块接收数据；

202、依据所述数据分析出所述数据对应的协议信息，调用与所述数据的对应协议，对所述数据进行协议处理和过滤项处理；

203、将处理后的数据发送给显示缓冲区；

204、获取视频数据，对视频数据进行处理和计算后，获取处理后的数据的显示区域；

205、将处理后的数据叠加在该显示区域后和视频数据一起传送到监控***后台服务器。

本发明提供的方法将数据（例如 POS 机数据）叠加到视频上，可以非常方便的是的超市监控 POS 机内的数据。当然此专用摄像机也可以使用在其他的应用场景，例如在医院的监控***里，将病人的生理数据叠加在视频图像中。

上述方法的实际流程图如图 9 所示。

初始化处理： 32 位 ARM 处理器进行初始化设置。按键处理程序：接收外部按键输入信号，进行相应处理。报警处理程序：接收报警信号，进行相应处理，输出报警信号。设备有 2 路报警输入接口，一路报警输出接口。当报警选项在设置 菜 单 中 设 成 Enable后 。 当 任 一 路 报 警 输 入 触 发 后 ， 字 符 串 “ WARING!!! Alarm N input”显示在摄像机图像上。当有违规操作或异常情况，会在屏幕上显示报警信息。并有报警信号输出。POS 数据处理：接收 POS 机数据信号，进行相关处理。设备接收来自 POS 机串口发来的数据，不同的 POS 机的协议不相同。如 NCR 品牌 POS 机器的协议，每次发送 2 个字节，前 39 个字节为显示的 ASCⅡ码， OD、 OA(16 进制)为发送结束。

设备接收到一帧数据后， 根据用户需要显示要显示的内容在摄像 机图像上。例如： coke， clss 2L……2.298.商品名称，价格等交易信息。无关信息， 如： 店铺名称， 地址， 电话和广告信息等则经过过滤，不进行字符显示。

当接收到的信息中， 包含取消产品交易记录等信息时会产生报警 联动，报警输出继电器动作， 图像的该条交易记录会闪烁。显示的信息，行数，位置，字符大小，可在菜单中设定。信息采用滚动方式显示。停留时间可在菜单中设置 5-99 秒。RS232 设置：数据位8 位，停止位 1 位，无奇偶校验。波特率 9600bps（默认），用户可在设置菜单中设置2400bps，480bps， 19200bps。显示处理程序： 32 位处理芯片根据接收到的 POS 机交易信息和 报警输入信号等，进行各种处理后， 输出需要显示的数据信息到分别到 2 组字符叠加芯片的显示缓冲区，再输送到字符拼接显示缓冲区，将拼接字符信息叠加到图像屏幕上显示。

需要说明的是，上述过滤项处理和协议处理为现有技术的技术方案，本发明这里不在赘述，另外，上述协议具体可以为 IBM 协议等。

可选的，上述方法在 201 之前还可以包括：通过所述报警输入电路接收报警输入， 对报警进行信息处理后通过报警输出电路输出给尾板接口板执行报警。此种方式可以处理报警信息。

可选的，上述方法对视频数据进行处理和计算后，获取处理后的数据的显示区域具体可以为:

其中， mov 为显示区域相对于参考块（一般以视频图像的第一单元块为参考块）的位移， 为位移系数（一般取值为 1.05— 1.1 之间）；F(x, y) 为位移函数；其中，

其中， G、 H 分别表示当前帧与参考帧图像， x,y 为位移（ mov） 的坐标。

可选的，上述方法对视频数据进行处理的具体方法可以为：将当前帧的图像与背景帧的图像进行比对获取人像图像， 取包含人像图像的最小矩形框作为处理范围； 对处理范围进行运算处理后输出运算处理后的图像，运算处理的具体方法可以为：

其中， E 是处理范围内图像的傅立叶变换； H 是处理范围内图像的点扩展函数的傅立叶变换； 为 H 的复共轭；为正则化参数；

； 其中,IDFT 表示离散傅立叶变换；

通过此种计算可以增加图像在有效范围的清晰度， 并且计算时仅仅只计算处理范围，所以其计算范围也非常小。尾部接口板主要是为输入输出提供接口和平台们具体的接口如图 3 所示；

8PIN 绿色端子：电源输入和报警输入输出接口；

Q9 视频头：视频输出接口；

RS232 接口： POS 机商品交易数据接收接口；

自动光圈接口：选用自动光圈镜头是使用；

LED 灯：电源状态指示灯，数据通信指示灯，按键状态指示灯；

按键：用于对摄像机主板和 POS信号处理控制板进行参数设置。如图 4 所示为主菜单设置示意图；

通过按键可以进入菜单，对摄像机进行参数设置。其参数设置的

示意图如图 5 所示，如图 5 所示，可以对商品交易信息显示行数、字体大小、显示位置、显示效果、显示时间等进行设置。

如图 6 所示，为对报警设置的示意图，可以报警相关参数进行设 置。

如图 7 所示，为 RS232 协议设置示意图。用于设置 POS 机匹配的接口协议和波特率。 POS 机的接口协议可以选择“ AUTO”自动匹配，也可以指定 IBM,DSP,POSIFLEX,Panasonic， 7-ELEVEN 等协议。也可以根据顾客定制协议。 如图 8 所示为摄像机设置示意菜单。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种 POS 机监控专用摄像机的监控方法，其特征在于，所述摄像机包括 ：摄像机主板、 ARM 处理器、字符叠加芯片、字符拼接模块、行场分离芯片、至少一个字符发生器、数据接收模块和尾部接口板 ；其中，摄像机主板的控制端口与 ARM 处理器连接，摄像机主板的视频输出端与行场分离芯片的输入端连接，摄像机主板的视频输出端还与字符叠加芯片的输入端连接；行场分离芯片的输出端与至少一个字符发生器的输入端连接，至少一个字符发生器的输入端还与ARM 处理器连接，至少一个字符发生器的输出端与字符拼接模块的输入端连接 ；字符拼接模块的输出端与字符叠加芯片的输入端连接，字符叠加芯片的输出端与尾部接口板的数据输出口连接 ；尾部接口板还包括：多个按键、数据接口和数据输出口；所述数据接口通过所述数据接收模块与ARM 处理器连接；多个按键的信号输出端与 ARM处理器连接；

所述方法包括：

专用摄像机通过数据接收模块接收数据 ；依据所述数据分析出所述数据对应的协议信息，调用与所述数据的对应协议，对所述数据进行协议处理和过滤项处理；将处理后的数据发送给显示缓冲区；获取视频数据，对视频数据进行处理和计算后，获取处理后的数据的显示区域；将处理后的数据叠加在该显示区域后和视频数据一起传送到监控***后台服务器；

所述方法对视频数据进行处理和计算后，获取处理后的数据的显示区域具体为：

mov ＝λ*min(F(x,y)) ；

其中，mov为显示区域相对于参考块的位移，λ为位移系数；F(x,y) 为位移函数 ；其中，

其中， G、 H 分别表示当前帧与参考帧图像， x,y 为位移的坐标；

方法中，对视频数据进行处理的具体方法为：将当前帧的图像与背景帧的图像进行比对获取人像图像，取包含人像图像的最小矩形框作为处理范围；对处理范围进行运算处理后输出运算处理后的图像，运算处理的具体方法为：

E 是处理范围内图像的傅立叶变换；H 是处理范围内图像的点扩展函数的傅立叶变换；H* 为 H 的复共轭；τ为正则化参数；

其中 ,IDFT 表示离散傅立叶变换；

其中，为处理后的输出图像， C(i,j) 为归一化常数；b 为的像素灰度值；h(θ) 为具有灰度值θ的像素的个数；Gσ为一高斯函数，其标准差为σ。

2.根据权利要求 1 所述的POS 机监控专用摄像机的监控方法，其特征在于，所述 ARM处理器为 32 位 ARM 处理器。

3.根据权利要求2 所述的POS 机监控专用摄像机的监控方法，其特征在于，所述摄像机还包括 ：报警输出电路和报警输入电路 ；其中，所述报警输出电路的输入端与所述 ARM处理器连接，所述报警输出电路的输出端与尾部接口板连接 ；所述报警输入电路的输出端与所述 ARM 处理器连接，所述报警输入电路的输入端与尾板接口板连接。

4.根据权利要求 3 所述的POS 机监控专用摄像机的监控方法，其特征在于，所述方法在专用摄像机接收数据之前还包括 ：通过所述报警输入电路接收报警输入，对报警进行信息处理后通过报警输出电路输出给尾板接口板执行报警。