礦山漏泄電纜視頻傳輸方法與系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種礦山漏泄電纜視頻傳輸方法與系統(tǒng)，它包括攝像頭跟蹤礦燈進行視頻監(jiān)視區(qū)域采集，計算礦燈圖像有效區(qū)域；依照礦燈圖像的照明中心點到礦燈圖像有效區(qū)域外緣之間光強依次減弱，灰度等級依次增大，對礦燈圖像有效區(qū)域進行二次壓縮；預(yù)測壓縮編碼；編碼打包為NAL流；將視頻壓縮的數(shù)據(jù)流NAL通過多個編碼器調(diào)制轉(zhuǎn)換到模擬電路對應(yīng)的多個信道上，數(shù)字接收基站接受來自各個信道內(nèi)的視頻信息，通過解碼器對圖像合并進行解碼，在監(jiān)控器中實時顯示。本發(fā)明減少編碼，在現(xiàn)有煤礦井下監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)條件下，實現(xiàn)高品質(zhì)圖像視頻傳輸，滿足生產(chǎn)要求的技術(shù)問題。
【專利說明】礦山漏泄電纜視頻傳輸方法與系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種礦山漏泄電纜視頻傳輸方法與系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]煤礦坑道、隧道伴隨掘進工作面，將在深度和廣度上不斷拓展，坑道、隧道一般較長，而且多轉(zhuǎn)彎、岔路，井下有線模式視頻通訊需掘進工作面延伸，將面臨布線多、施工成本大、不易調(diào)整線路的弊端。[0003]若采用無線模式雖然可以避免有線模式實施的不足，但由于井下四面是巖石、橫斷面較小，地面上適用的無線視頻信號中，頻率大于800M赫茲時，易被巷道巖石吸收，存在信號衰減較大的技術(shù)問題，加之巷道中岔路多，存在死區(qū)、死角，在類似休息室這樣的小空間中往往會出現(xiàn)沒有信號現(xiàn)象，導(dǎo)致井下通訊質(zhì)量大大受影響。若采用超低頻通信雖然能夠減少衰減、提高信號傳輸距離，但存在天線體積大，發(fā)射接收功率大，這與井下安全防爆要求相沖突，且信號容量小，帶寬低，不適用于語音、圖像等實時多數(shù)據(jù)傳輸。在保障視頻編碼效率的同時，如何在現(xiàn)有低帶寬條件下的實時視頻編碼與傳輸成為煤礦井下視頻采集的關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的一個目的是如何解決在現(xiàn)有煤礦井下監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)條件下，無需增加巨大的投入，即可實現(xiàn)高品質(zhì)圖像視頻傳輸，滿足生產(chǎn)要求的技術(shù)問題。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:
[0006]一種礦山漏泄電纜視頻傳輸方法，它包括的步驟是:
[0007]I)攝像頭跟蹤礦燈進行視頻監(jiān)視區(qū)域采集，計算礦燈圖像有效區(qū)域；
[0008]2)依照礦燈圖像的照明中心點到礦燈圖像有效區(qū)域外緣之間光強依次減弱，灰度等級依次增大，對礦燈圖像有效區(qū)域進行二次壓縮；
[0009]3)預(yù)測壓縮編碼；
[0010]4)編碼打包為NAL流；
[0011]5)將視頻壓縮的數(shù)據(jù)流NAL通過多個編碼器調(diào)制轉(zhuǎn)換到模擬電路對應(yīng)的多個信道上，采用濾波器選頻同步并行傳輸，經(jīng)井下的漏泄電纜天線發(fā)射器進行發(fā)射；井上的漏泄電纜天線分路器接收視頻信息并分配為多個信道，數(shù)字接收基站接受來自各個信道內(nèi)的視頻信息，通過解碼器對圖像合并進行解碼，在監(jiān)控器中實時顯示。
[0012]所述步驟I)具體包括:
[0013]在礦燈配光鏡邊緣設(shè)置標(biāo)識點，將初次采集的圖像平面上的照明中心點與初次采集圖像平面中的標(biāo)識點距離記做r，r > O ;對采集的視頻監(jiān)視區(qū)域進行初次壓縮，過濾掉視頻監(jiān)視區(qū)域內(nèi)非礦燈照射區(qū)域，獲得礦燈圖像有效區(qū)域編碼；
[0014]同時由礦燈標(biāo)識點到礦燈燈絲點光源與光源軸線角度一定，記做θ，θ e (O, 31 /2]；
[0015]得到圖像到礦燈或攝像頭間的映射距離:d = rXctg( Θ ) ；d ^ O;[0016]構(gòu)造灰度等級函數(shù):δ (r' )=f(r'，d');其中，r'為圖像平面上的點距離圖像照明中心點的距離；r' e (0,r] ;d' =r! ctg( θ ) ;d' e (0, d] ； δ (r! ) e [0,255]。
[0017]所述步驟2)具體包括:
[0018]根據(jù)δ (r' )=f(r'，d')，定義O≤r'≤I范圍內(nèi)的照明中心點區(qū)域灰度為0，利用礦燈圖像中的照明中心點到礦燈圖像有效區(qū)域外緣光強依次減弱，灰度等級依次增大劃分至少一個同心圓區(qū)域，構(gòu)造礦燈圖像有效區(qū)域的編碼壓縮灰度函數(shù):
【權(quán)利要求】
1.一種礦山漏泄電纜視頻傳輸方法，其特征是，它包括的步驟是: 1)攝像頭跟蹤礦燈進行視頻監(jiān)視區(qū)域采集，計算礦燈圖像有效區(qū)域； 2)依照礦燈圖像的照明中心點到礦燈圖像有效區(qū)域外緣之間光強依次減弱，灰度等級依次增大，對礦燈圖像有效區(qū)域進行二次壓縮； 3)預(yù)測壓縮編碼； 4)編碼打包為NAL流； 5)將視頻壓縮的數(shù)據(jù)流NAL通過多個編碼器調(diào)制轉(zhuǎn)換到模擬電路對應(yīng)的多個信道上，采用濾波器選頻同步并行傳輸，經(jīng)井下的漏泄電纜天線發(fā)射器進行發(fā)射；井上的漏泄電纜天線分路器接收視頻信息并分配為多個信道，數(shù)字接收基站接受來自各個信道內(nèi)的視頻信息，通過解碼器對圖像合并進行解碼，在監(jiān)控器中實時顯示。
2.如權(quán)利要求1所述的礦山漏泄電纜視頻傳輸方法，其特征是，所述步驟I)具體包括: 在礦燈配光鏡邊緣設(shè)置標(biāo)識點，將初次采集的圖像平面上的照明中心點與初次采集圖像平面中的標(biāo)識點距離記做r，r > O ;對采集的視頻監(jiān)視區(qū)域進行初次壓縮，過濾掉視頻監(jiān)視區(qū)域內(nèi)非礦燈照射區(qū)域，獲得礦燈圖像有效區(qū)域編碼； 同時由礦燈標(biāo)識點到礦燈燈絲點光源與光源軸線角度一定，記做θ，Θ e (O, /2]； 得到圖像到礦燈或攝像頭間的映射距離:d = rXctg( θ ) ;d≤O; 構(gòu)造灰度等級函數(shù):S (r' )=f(r'，d');其中，r'為圖像平面上的點距離圖像照明中心點的距離；
3.如權(quán)利要求1所述的礦山漏泄電纜視頻傳輸方法，其特征是，所述步驟2)具體包括:根據(jù)S (r' ) = f{r'，d')，定義O≤r'≤I范圍內(nèi)的照明中心點區(qū)域灰度為0，利用礦燈圖像中的照明中心點到礦燈圖像有效區(qū)域外緣光強依次減弱，灰度等級依次增大劃分至少一個同心圓區(qū)域，構(gòu)造礦燈圖像有效區(qū)域的編碼壓縮灰度函數(shù):
4.如權(quán)利要求3所述的礦山漏泄電纜視頻傳輸方法，其特征是，所述像素矩陣包括4*4像素矩陣。
5.如權(quán)利要求1所述的礦山漏泄電纜視頻傳輸方法，其特征是，所述步驟4)中所述數(shù)據(jù)流NAL采用2位11碼校驗碼。
6.如權(quán)利要求1所述的礦山漏泄電纜視頻傳輸方法，其特征是，所述步驟5)具體包括: a)將視頻壓縮的數(shù)據(jù)流NAL以2毫秒數(shù)據(jù)流量為一組，順序依次細分為6~8組，通過6~8個編碼器調(diào)制轉(zhuǎn)換，經(jīng)數(shù)字發(fā)射基站轉(zhuǎn)換到以447.5M~452.5MHZ, 5M帶寬的模擬電路的6~8個信道上，采用濾波器I選頻同步并行傳輸，通過井下的漏泄電纜天線發(fā)射器發(fā)射出去； b)視頻信息經(jīng)井下空間、漏泄電纜、中繼器傳輸?shù)骄系穆┬闺娎|天線分路器，天線分路器通過濾波器II將含有數(shù)字視頻信息的信號分配到6~8個信道； c)數(shù)字接收基站接受來自各個信道內(nèi)的視頻信息，通過解碼器中包括的DSP芯片電路對信息內(nèi)的運動信息進行合并，對圖像進行解碼，在監(jiān)控器實時顯示。
7.—種如權(quán)利要求1所述的方法的系統(tǒng)，其特征是，它包括井下礦燈、漏泄電纜和至少一組視頻信號采集終端，所述井下礦燈的配光鏡邊緣設(shè)有標(biāo)識點，所述視頻信號采集終端包括攝像頭，與攝像頭連接的多個編碼器，所述多個編碼器與數(shù)字發(fā)射基站連接，所述數(shù)字發(fā)射基站通過濾波器I與漏泄電纜天線發(fā)射器通訊，所述漏泄電纜上依次設(shè)有漏泄電纜天線分路器和濾波器II，所述濾波器II與數(shù)字接收基站通訊，所述數(shù)字接收基站與解碼器連接，解碼器與視頻顯示器連接。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征是，所述編碼器和所述解碼器中包括分別設(shè)有的DSP芯片以及與所述DSP芯片連接的數(shù)據(jù)緩沖存儲器；所述漏泄電纜與所述漏泄電纜天線分路器之間還設(shè)有 中繼器。
【文檔編號】H04N19/00GK103826106SQ201410095512
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月14日
【發(fā)明者】李文宏, 郭思進, 楊振 申請人:山東科技大學(xué), 泰安華訊電氣有限公司