專利名稱：一種具有無線電偵測及頻譜顯示功能的攝像機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻監(jiān)控領(lǐng)域的攝像機(jī)技術(shù)和無線電技術(shù)領(lǐng)域的無線電偵測技術(shù)，尤其涉及具有無線電偵測及頻譜顯示功能的攝像機(jī)。
背景技術(shù)：
無線電偵測是采用技術(shù)手段和一定的設(shè)備對(duì)無線電發(fā)射的基本參數(shù)和頻譜特性參數(shù)(頻率、頻率誤差、射頻電平、發(fā)射帶寬、調(diào)制度)進(jìn)行測量；對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行解調(diào)監(jiān)聽；對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行頻譜特性分析；對(duì)頻段利用率和頻帶占有度統(tǒng)計(jì)測試分析；測試統(tǒng)計(jì)指配頻率使用情況，以便進(jìn)行合理、有效地頻率指配；并對(duì)非法電臺(tái)和干擾源測向定位進(jìn)行查處。通過無線電偵測技術(shù)和設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)對(duì)各類無線電信號(hào)的監(jiān)控，保障重大活動(dòng)場館的無線電通信安全和暢通，杜絕各種考場上的無線電技術(shù)作弊，取締邊境不明電臺(tái)等等。目前主要使用固定的無線電監(jiān)測站和機(jī)動(dòng)的偵察車來實(shí)現(xiàn)無線電偵測，但這些偵測儀器很多依賴進(jìn)口，設(shè)施投入大，成本高，建設(shè)周期長，數(shù)量有限，當(dāng)多種需求并發(fā)時(shí)往往難以應(yīng)付，運(yùn)用起來也不夠靈活。依靠目前使用的固定無線電監(jiān)測站和機(jī)動(dòng)的偵察車基本不能實(shí)現(xiàn)大范圍、全覆蓋的無線電偵測網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。同時(shí)隨著無線電通信業(yè)務(wù)的高速發(fā)展，無線電帶寬日漸擁堵，如何加強(qiáng)無線電頻譜管理，提高頻譜利用率，已日益成為人們關(guān)心的問題。如何經(jīng)濟(jì)有效地對(duì)進(jìn)行無線電監(jiān)測？如何經(jīng)濟(jì)有效地對(duì)整個(gè)城市的無線電頻譜使用情況進(jìn)行監(jiān)測？如何經(jīng) 濟(jì)有效地對(duì)國防戰(zhàn)略要地、國防邊境地區(qū)進(jìn)行嚴(yán)密地?zé)o線電監(jiān)測？這些問題已日益擺在無線電管理部門的面前，尋找經(jīng)濟(jì)、合理、有效的大范圍無線電監(jiān)測方法已是當(dāng)務(wù)之急。與無線電監(jiān)測不同，近幾年，隨著安防監(jiān)控行業(yè)的快速發(fā)展，視頻監(jiān)控得到了快速發(fā)展，尤其是平安城市建設(shè)的深入開展，幾乎所有的大中城市都已建成視頻圖像監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，另外，各類學(xué)校、考場以及某些邊境線也建設(shè)有大量的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。因此如何通過目前已普遍建設(shè)的視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)對(duì)無線電活動(dòng)的監(jiān)測是需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出具有無線電偵測及頻譜顯示功能的攝像機(jī)。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種具有無線電偵測及頻譜顯示功能的攝像機(jī)，包括光學(xué)鏡頭、圖像傳感器模塊、ISP處理模塊，其特征在于，還包括無線電偵測模塊、頻譜圖像疊加控制模塊，所述圖像傳感器模塊對(duì)通過光學(xué)鏡頭的外界光線，進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，輸出原始圖像數(shù)據(jù)；
所述ISP處理模塊對(duì)所述圖像傳感器模塊輸出的原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理；
所述無線電偵測模塊采集外接的無線電信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行頻譜分析；
所述頻譜圖像疊加控制模塊將所述ISP處理模塊輸出的數(shù)據(jù)和所述無線電偵測模塊輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加，并進(jìn)行視頻壓縮編碼。進(jìn)一步的，還包括視頻輸出模塊，所述視頻輸出模塊對(duì)所述頻譜圖像疊加控制模塊輸出的視頻信號(hào)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，輸出所需要的視頻信號(hào)。進(jìn)一步的，所述頻譜圖像疊加控制模塊包括視頻壓縮編碼模塊，所述視頻壓縮編碼模塊接收所述無線電偵測模塊輸出的數(shù)據(jù)和所述ISP處理模塊輸出的數(shù)據(jù)，對(duì)ISP處理模塊輸出的數(shù)據(jù)形成的視頻圖像中繪制頻譜坐標(biāo)圖像，并根據(jù)所述無線電偵測模塊輸出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)上。進(jìn)一步的，所述ISP處理模塊包括對(duì)所述圖像傳感器模塊輸出的原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)曝光、自動(dòng)白平衡、自動(dòng)聚集、色彩矯正、3D降噪圖像處理。進(jìn)一步的，所述頻譜圖像疊加控制模塊可自由選擇所述無線電偵測模塊輸出的數(shù)據(jù)或所述ISP處理模塊輸出的數(shù)據(jù)，或所述無線電偵測模塊輸出的數(shù)據(jù)和所述ISP處理模塊輸出的數(shù)據(jù)的疊加。進(jìn)一步的，所述視頻輸出模塊可以輸出模擬視頻信號(hào)、數(shù)字視頻信號(hào)或IP視頻信號(hào)，所述模擬視頻信號(hào)包括復(fù)合視頻信號(hào)、RGB信號(hào)、Y/U/V信號(hào)、Y-Pb-Pr信號(hào)模擬信號(hào)，所述數(shù)字視頻信號(hào)包括HD-SDI信號(hào)、DVI信號(hào)、HDMI信號(hào)，所述IP視頻信號(hào)包括H. 264或MJPEG壓縮格式。進(jìn)一步的，所述無線電偵測模塊采用ASIC芯片，并內(nèi)置DSP處理器。本發(fā)明的有益效果在于無線電偵測技術(shù)是一種無線電信號(hào)分析處理技術(shù)，主要用于實(shí)現(xiàn)無線電管理。本發(fā)明創(chuàng)造性地把無線電信號(hào)分析處理技術(shù)與攝像機(jī)技術(shù)進(jìn)行了結(jié)合，發(fā)明出一種全新的“具有無線電偵測及頻譜顯示功能的攝像機(jī)”產(chǎn)品，這種產(chǎn)品以前在市場上是完全沒有的?！熬哂袩o線電偵測及頻譜顯示功能的攝像機(jī)”的發(fā)明極大地提升了“攝像機(jī)”這種產(chǎn)品的功能，“具有無線電偵測及頻譜顯示功能的攝像機(jī)”此時(shí)已不僅僅具有“攝像”的功能，更具備了無線電偵測和頻譜顯示的功能。通過使用“具有無線電偵測及頻譜顯示功能的攝像機(jī)”，使 得在建立視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)也建立起了大規(guī)模的、可以全覆蓋的無線電偵測網(wǎng)絡(luò)。具體包括如下創(chuàng)新 I)創(chuàng)新性地把無線電偵測技術(shù)應(yīng)用于攝像機(jī)領(lǐng)域。2)創(chuàng)新性地把頻譜數(shù)據(jù)疊加到視頻圖像中，實(shí)現(xiàn)了頻譜圖像的可視化、直觀化管理。3) 一套設(shè)備同時(shí)實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控和無線頻譜資源的監(jiān)控的功能。4)在建設(shè)視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)，可以完成無線電頻率資源監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，而且這種無線電監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)可以是大規(guī)模和全覆蓋的(比如一個(gè)城市等)。采用傳統(tǒng)的無線電監(jiān)測站和機(jī)動(dòng)的偵察車是完全無法建立如此規(guī)模和完善的監(jiān)測體系的。5)具有無線電偵測及頻譜顯示功能的攝像機(jī)可以自由選擇輸出普通視頻信號(hào)、無線電偵測頻譜數(shù)據(jù)信號(hào)或者疊加無線電偵測頻譜圖像的視頻信號(hào)。6)無線電偵測的傳統(tǒng)解決方案，主要靠無線電監(jiān)測站和機(jī)動(dòng)的偵察車來實(shí)現(xiàn)，不但無法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的覆蓋，而且成本也非常高昂。將無線電偵測技術(shù)集成到攝像機(jī)后，用本發(fā)明的攝像機(jī)建設(shè)的視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)就同時(shí)具備了無線電偵測網(wǎng)絡(luò)的功能，即在建設(shè)視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)，自然建成了無線電偵測網(wǎng)絡(luò)。這不但使得建設(shè)大規(guī)模的無線電偵測網(wǎng)絡(luò)成為了可能，而且也大大降低了無線電偵測網(wǎng)絡(luò)的成本，使得無線電管理部門真正實(shí)現(xiàn)對(duì)無線電頻率資源的精細(xì)化管理。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明的實(shí)際應(yīng)用效果圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。如圖1所示，圖中包括鏡頭1、圖像傳感器模塊2、ISP處理模塊3、頻譜圖像疊加控制模塊4、視頻輸出模塊5、無線電偵測模塊6、無線電信號(hào)接收天線7 ;其中
鏡頭I采用原有技術(shù)的光學(xué)鏡頭，光學(xué)鏡頭完成光學(xué)圖像采集。鏡頭即可以采用手動(dòng)控制鏡頭，也可以采用自動(dòng)控制鏡頭，即可以是普通清晰度鏡頭，也可以是高清鏡頭。圖像傳感器模塊2對(duì)通過光學(xué)鏡頭的外界光線，完成圖像信號(hào)的光電信息轉(zhuǎn)換和A/D轉(zhuǎn)換，最后輸出數(shù)字圖像信號(hào)。圖像傳感器模塊即可以采用CCD圖像傳感器，也可以采用CMOS圖像傳感器。本是實(shí)例中采用MT9T031 CMOS數(shù)字圖像傳感器，該傳感器具有300萬像素，最大分辨率達(dá)2048X1536。圖像傳感器模塊2得到的原始圖像輸入到ISP處理模塊3進(jìn)行圖像處理。ISP處理模塊3對(duì)主要完成對(duì)原始圖像數(shù)據(jù)的各種圖像處理算法，具體對(duì)圖像傳感器2輸出的原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)曝光、自動(dòng)白平衡、自動(dòng)聚集、色彩矯正、3D降噪等一系列處理。該模塊采用FPGA進(jìn)行常規(guī)算法實(shí)現(xiàn)。頻譜圖像疊加控制模塊4主要完成頻譜圖像疊加到視頻圖像中，并對(duì)視頻進(jìn)行
H.264、MJPEG等壓縮編碼。無線電偵測模塊6采用ASIC芯片實(shí)現(xiàn)，該ASIC內(nèi)置DSP處理器，主要完成無線電信號(hào)的頻譜、電`平、帶寬、C/No等技術(shù)參數(shù)的偵測功能。該模塊對(duì)無線電信號(hào)接收天線7接收到的無線電信號(hào)進(jìn)行頻譜分析。該ASIC芯片內(nèi)置了 DSP功能，通過傅里葉變換、短時(shí)傅里葉變換等方法進(jìn)行無線電信號(hào)的頻譜分析。在這里，無線電偵測模塊6通過DSP的計(jì)算，輸出無線電信號(hào)的頻譜、電平、帶寬等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)送入頻譜圖像疊加控制模塊4中的視頻壓縮編碼模塊；壓縮編碼模塊首先在ISP處理模塊3輸出的視頻圖像的下半部畫出頻譜坐標(biāo)圖像(X軸代表頻率，Y軸代表幅度)，然后再把由無線電偵測模塊偵測到的頻譜數(shù)據(jù)(頻率、幅度等數(shù)據(jù))轉(zhuǎn)換到對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)上，并畫出對(duì)應(yīng)的曲線。可以自由選擇只輸出視頻信號(hào)(不疊加頻譜圖像)、無線電偵測頻譜圖像信號(hào)(只輸出疊加上去的頻譜圖像，視頻圖像設(shè)置成全黑)或者疊加無線電偵測頻譜圖像的視頻信號(hào)。同時(shí)，在需要的時(shí)候(如需要輸出IP壓縮視頻)可以對(duì)視頻圖像進(jìn)行札264、MJPEG等壓縮編碼。視頻輸出模塊5完成各種視頻格式的轉(zhuǎn)換和輸出。視頻輸出模塊可以根據(jù)實(shí)際需要輸出各種格式的視頻信號(hào)，這些格式可以是復(fù)合視頻信號(hào)(普通清晰度)、RGB信號(hào)(普通或高清圖像)、Y/U/V信號(hào)(普通或高清圖像)、Y-Pb-Pr信號(hào)(普通或高清圖像)等模擬信號(hào)，也可以是HD-SDI/DVI/HDMI等高清數(shù)字視頻信號(hào)，還可以是H. 264/MJPEG等壓縮格式的IP視頻信號(hào)。圖2是本發(fā)明具有無線電偵測及頻譜顯示功能的攝像機(jī)在實(shí)際工程應(yīng)用的示意圖。系統(tǒng)由“具有無線電偵測及頻譜顯示功能的攝像機(jī)”、“傳輸系統(tǒng)”、和“終端顯示設(shè)備”組成。各個(gè)“具有無線電偵測及頻譜顯示功能的攝像機(jī)”通過“傳輸系統(tǒng)”與“終端顯示設(shè)備”連接?！敖K端顯示設(shè)備”上可同時(shí)顯示攝像機(jī)采集的圖像和無線電偵測的頻譜圖像。
通過本示意圖可以清楚地看到本發(fā)明在工程實(shí)際應(yīng)用中使用的優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)包括在建設(shè)視頻監(jiān)控網(wǎng)的同時(shí)可以完成無線電偵測網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)；使得大規(guī)模的無線電監(jiān)測成為了可能；無線電偵測結(jié)果的可視化使得原來看不見、摸不到的無線電監(jiān)測變得非常直觀；可以替代傳統(tǒng)昂貴的無線電偵測設(shè)備，如無線電偵測站和機(jī)動(dòng)的監(jiān)測車等，大大降低了無線電偵測系統(tǒng)的成本。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā) 明保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有無線電偵測及頻譜顯示功能的攝像機(jī)，包括光學(xué)鏡頭、圖像傳感器模塊、ISP處理模塊，其特征在于，還包括無線電偵測模塊、頻譜圖像疊加控制模塊，所述圖像傳感器模塊對(duì)通過光學(xué)鏡頭的外界光線，進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，輸出原始圖像數(shù)據(jù)； 所述ISP處理模塊對(duì)所述圖像傳感器模塊輸出的原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理； 所述無線電偵測模塊采集外接的無線電信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行頻譜分析； 所述頻譜圖像疊加控制模塊將所述ISP處理模塊輸出的數(shù)據(jù)和所述無線電偵測模塊輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加，并進(jìn)行視頻壓縮編碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有無線電偵測及頻譜顯示功能的攝像機(jī)，其特征在于，還包括視頻輸出模塊，所述視頻輸出模塊對(duì)所述頻譜圖像疊加控制模塊輸出的視頻信號(hào)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，輸出所需要的視頻信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有無線電偵測及頻譜顯示功能的攝像機(jī)，其特征在于，所述頻譜圖像疊加控制模塊包括視頻壓縮編碼模塊，所述視頻壓縮編碼模塊接收所述無線電偵測模塊輸出的數(shù)據(jù)和所述ISP處理模塊輸出的數(shù)據(jù)，對(duì)ISP處理模塊輸出的數(shù)據(jù)形成的視頻圖像中繪制頻譜坐標(biāo)圖像，并根據(jù)所述無線電偵測模塊輸出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有無線電偵測及頻譜顯示功能的攝像機(jī)，其特征在于，所述ISP處理模塊包括對(duì)所述圖像傳感器模塊輸出的原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)曝光、自動(dòng)白平衡、自動(dòng)聚集、色彩矯正、3D降噪圖像處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有無線電偵測及頻譜顯示功能的攝像機(jī)，其特征在于，所述頻譜圖像疊加控制模塊可自由選擇所述無線電偵測模塊輸出的數(shù)據(jù)或所述ISP處理模塊輸出的數(shù)據(jù)，或所述無線電偵測模塊輸出的數(shù)據(jù)和所述ISP處理模塊輸出的數(shù)據(jù)的置加。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有無線電偵測及頻譜顯示功能的攝像機(jī)，其特征在于，所述視頻輸出模塊可以輸出模擬視頻信號(hào)、數(shù)字視頻信號(hào)或IP視頻信號(hào)，所述模擬視頻信號(hào)包括復(fù)合視頻信號(hào)、RGB信號(hào)、Y/U/V信號(hào)、Y-Pb-Pr信號(hào)模擬信號(hào)，所述數(shù)字視頻信號(hào)包括HD-SDI信號(hào)、DVI信號(hào)、HDMI信號(hào)，所述IP視頻信號(hào)包括H. 264或MJPEG壓縮格式。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有無線電偵測及頻譜顯示功能的攝像機(jī)，其特征在于，所述無線電偵測模塊采用ASIC芯片，并內(nèi)置DSP處理器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有無線電偵測及頻譜顯示功能的攝像機(jī)，包括光學(xué)鏡頭、圖像傳感器模塊、ISP處理模塊，其特征在于，還包括無線電偵測模塊、頻譜圖像疊加控制模塊，圖像傳感器模塊對(duì)通過光學(xué)鏡頭的外界光線，進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，輸出原始圖像數(shù)據(jù)；ISP處理模塊對(duì)所述圖像傳感器模塊輸出的原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理；無線電偵測模塊采集外接的無線電信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行頻譜分析；頻譜圖像疊加控制模塊將所述ISP處理模塊輸出的數(shù)據(jù)和所述無線電偵測模塊輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加，并進(jìn)行視頻壓縮編碼，本發(fā)明創(chuàng)造性地把無線電信號(hào)分析處理技術(shù)與攝像機(jī)技術(shù)進(jìn)行了結(jié)合，使得在建立視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)也建立起了大規(guī)模的、可以全覆蓋的無線電偵測網(wǎng)絡(luò)。
文檔編號(hào)H04N5/225GK103067654SQ20131003615
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月29日
發(fā)明者石旭剛 申請人:杭州中威電子股份有限公司