一種適用于惡劣氣候環(huán)境的夜間巡邏系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于惡劣氣候環(huán)境的夜間巡邏系統(tǒng)，包括至少一個前端采集單元、監(jiān)控中心和報警模塊，每個前端采集單元包括設置于監(jiān)控區(qū)內多個監(jiān)測點的多個熱敏傳感裝置、云臺、視頻編碼器和視頻服務器；本發(fā)明通過熱敏傳感裝置對目標探測成像并對圖像進行處理，將處理后的圖像信息傳送至視頻編碼模塊，視頻編碼模塊對接收到的圖像信息進行視頻編碼后輸出到視頻服務器上，視頻服務器將視頻信號傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，當監(jiān)控區(qū)有可疑人員出現(xiàn)時，監(jiān)控中心將報警信號傳送至報警模塊進行報警。本發(fā)明可以實現(xiàn)在惡劣氣候環(huán)境下對監(jiān)控區(qū)可疑情況的快速和準確的夜間巡邏。
【專利說明】-種適用于惡劣氣候環(huán)境的夜間巡邏系統(tǒng)及方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及夜間巡邏系統(tǒng)，尤其涉及一種適用于惡劣氣候環(huán)境的夜間巡邏系統(tǒng)及 方法。

【背景技術】
[0002] 隨著中國經濟的發(fā)展，人們對人身財產安全的保護要求也不斷提高，同時監(jiān)控技 術也得到了迅速發(fā)展，各種安防設備及技術層出不窮，目前對監(jiān)控區(qū)域人們主要采用視頻 監(jiān)控等手段進行監(jiān)控，但是在夜晚環(huán)境下、尤其是惡劣氣候環(huán)境下，如雨、雪、霧等惡劣的氣 候條件下，則會導致觀測效果較差，甚至不能工作的情況。這些情景都會使得監(jiān)控工作不到 位，以至于存在安全隱患，甚至帶來無法防范的財力、物力、精力損失。


【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種可適應惡劣氣候環(huán)境的一種適 用于惡劣氣候環(huán)境的夜間巡邏系統(tǒng)及方法。
[0004] 本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的： 一種適用于惡劣氣候環(huán)境的夜間巡邏系統(tǒng)，包括至少一個前端采集單元、監(jiān)控中心和 報警模塊，每個前端采集單元包括設置于監(jiān)控區(qū)內多個監(jiān)測點的多個熱敏傳感裝置、云臺、 視頻編碼器和視頻服務器，熱敏傳感裝置與云臺相連，熱敏傳感裝置通過視頻編碼器與視 頻服務器連接，視頻服務器通過通訊網絡與監(jiān)控中心通訊連接，報警模塊與監(jiān)控中心相連。
[0005] 所述的熱敏傳感裝置包括探測器、讀出電路、圖像處理芯片和外部存儲器，其中， 圖像處理芯片通過控制接口與讀出電路連接，外部存儲器通過內部數(shù)據(jù)總線與圖像處理芯 片連接，圖像處理芯片通過電源接口與供電系統(tǒng)連接，圖像處理芯片通過視頻接口與視頻 服務器連接，讀出電路與探測器相連。
[0006] 所述的探測器為紅外熱像探測儀。
[0007] 所述圖像處理芯片中包括非均勻校正模塊、盲元校正模塊、圖像濾波去噪模塊、圖 像細節(jié)增強模塊、偽彩變換模塊、模數(shù)轉換模塊、低噪聲電源模塊和接口時序控制模塊； 所述非均勻校正模塊，通過兩點法與二元非線性校正法對紅外熱圖像進行校正，得到 校正后的圖像； 所述盲元校正模塊，通過采用盲元補償算法，根據(jù)相鄰像素、前后幀圖像的響應相關性 對盲元位置的信息進行預測和替代； 所述圖像濾波去噪模塊，通過快速中值濾波和帶閾值的均值濾波對紅外熱圖像進行去 噪處理，得到去噪后圖像； 所述圖像細節(jié)增強模塊，通過采用雙閾值映射、雙閾值自適應增強算法和邊緣增強算 法，對原始圖像的直方圖進行處理，實現(xiàn)對圖像的增強功能； 所述模數(shù)轉換模塊，通過采用流水線ADC的設計架構，實現(xiàn)大陣列的模擬輸出高速模 數(shù)轉換； 所述低噪聲電源模塊，通過采用集成Boost控制電路，為探測器提供較高偏置電壓，實 現(xiàn)紅外探測器的1?響應率； 所述接口時序控制模塊，通過采用計數(shù)分頻的方法正確產生三路時序信號。
[0008] 所述熱敏傳感裝置通過晶圓級多組件封裝技術進行封裝。
[0009] 一種適用于惡劣氣候環(huán)境的夜間巡邏方法，包括如下步驟： 51. 將前端采集單元設置在監(jiān)控區(qū)，將多個熱敏傳感裝置分別安裝在各個測量點上； 52. 熱敏傳感裝置對視野范圍內的目標探測成像并對圖像進行處理，將處理后的圖像 信息傳送至視頻編碼模塊； 53. 視頻編碼模塊對接收到的圖像信息進行視頻編碼，得到高質量的視頻信號，通過標 準視頻接口輸出到視頻服務器上； 54. 視頻服務器通過通訊網絡將視頻信號傳輸?shù)奖O(jiān)控中心； 55. 當監(jiān)控區(qū)有可疑人員出現(xiàn)時，監(jiān)控中心將報警信號傳送至報警模塊進行報警。
[0010] 所述熱敏傳感裝置對圖像進行處理的方法，包含如下步驟： 521. 圖像處理芯片為探測器提供所需要的各種控制時序信號、電源和偏壓； 522. 探測器對視野范圍內的目標探測成像，并將圖像數(shù)據(jù)傳給圖像處理芯片； 523. 圖像處理芯片對探測到的紅外熱圖像進行包括非均勻校正、盲元校正、圖像濾波 去噪、圖像細節(jié)增強、偽彩變換的功能處理； 524. 圖像處理芯片對處理后的紅熱外圖像數(shù)據(jù)進行模數(shù)轉換； 525. 圖像處理芯片將處理后的圖像信息經視頻接口傳送至視頻編碼模塊。
[0011] 所述圖像處理芯片，通過采用計數(shù)分頻的方法實現(xiàn)正確產生三路時序信號，以及 通過采用集成Boost控制電路，為探測器提供較高偏置電壓，實現(xiàn)紅外探測器的高響應率； 所述非均勻校正，通過兩點法與二元非線性校正法實現(xiàn)對紅外熱圖像的校正，得到校 正后的圖像； 所述盲元校正，通過采用盲元補償算法，根據(jù)相鄰像素或前后幀圖像的響應相關性對 盲元位置的信息進行預測和替代； 所述圖像濾波去噪，通過快速中值濾波和帶閾值的均值濾波實現(xiàn)對紅外熱圖像的去噪 處理，得到去噪后圖像； 所述圖像細節(jié)增強，通過采用雙閾值映射、雙閾值自適應增強算法和邊緣增強算法，對 原始圖像的直方圖進行處理，實現(xiàn)對圖像的增強功能； 所述圖像處理芯片，采用流水線ADC的設計架構，實現(xiàn)大陣列的模擬輸出高速模數(shù)轉 換。
[0012] 本發(fā)明的有益效果是：通過目標自身的紅外熱輻射，系統(tǒng)可以在無論白天黑夜的 情況下正常工作，同時可以避免暴露自身；并且在雨、雪、霧等惡劣的氣候條件下，系統(tǒng)能夠 克服雨、雪、霧，實現(xiàn)在較遠的距離上正常觀測目標，在可疑人員出現(xiàn)時立即作出反映并報 警，精確定位可疑人員的位置，節(jié)省時間，減少經濟損失，穩(wěn)定性好，簡單易用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1為本發(fā)明一種適用于惡劣氣候環(huán)境的夜間巡邏系統(tǒng)的結構示意圖； 圖2為熱敏傳感裝置內部結構示意圖； 圖3為本發(fā)明一種適用于惡劣氣候環(huán)境的夜間巡邏方法流程圖。

【具體實施方式】
[0014] 下面結合附圖進一步詳細描述本發(fā)明的技術方案，但本發(fā)明的保護范圍不局限于 以下所述。
[0015] 如圖1所示，一種適用于惡劣氣候環(huán)境的夜間巡邏系統(tǒng)，其特征在于：包括至少一 個前端采集單元、監(jiān)控中心和報警模塊，每個前端采集單元包括設置于監(jiān)控區(qū)內多個監(jiān)測 點的多個熱敏傳感裝置、云臺、視頻編碼器和視頻服務器，熱敏傳感裝置與云臺相連，熱敏 傳感裝置通過視頻編碼器與視頻服務器連接，視頻服務器通過通訊網絡與監(jiān)控中心通訊連 接，報警模塊與監(jiān)控中心相連。
[0016] 如圖2所示，熱敏傳感裝置包括探測器、讀出電路、圖像處理芯片和外部存儲器， 其中，圖像處理芯片通過控制接口與讀出電路連接，外部存儲器通過內部數(shù)據(jù)總線與圖像 處理芯片連接，圖像處理芯片通過電源接口與供電系統(tǒng)連接，圖像處理芯片通過視頻接口 與視頻服務器連接，讀出電路與探測器相連。
[0017] 所述圖像處理芯片中包括非均勻校正模塊、盲元校正模塊、圖像濾波去噪模塊、圖 像細節(jié)增強模塊、偽彩變換模塊、模數(shù)轉換模塊、低噪聲電源模塊和接口時序控制模塊；所 述非均勻校正模塊，通過兩點法與二元非線性校正法對紅外熱圖像進行校正，得到校正后 的圖像； 所述盲元校正模塊，通過采用盲元補償算法，根據(jù)相鄰像素、前后幀圖像的響應相關性 對盲元位置的信息進行預測和替代；所述圖像濾波去噪模塊，通過快速中值濾波和帶閾值 的均值濾波對紅外熱圖像進行去噪處理，得到去噪后圖像；所述圖像細節(jié)增強模塊，通過采 用雙閾值映射、雙閾值自適應增強算法和邊緣增強算法，對原始圖像的直方圖進行處理，實 現(xiàn)對圖像的增強功能；所述模數(shù)轉換模塊，通過采用流水線ADC的設計架構，實現(xiàn)大陣列的 模擬輸出高速模數(shù)轉換；所述低噪聲電源模塊，通過采用集成Boost控制電路，為探測器提 供較高偏置電壓，實現(xiàn)紅外探測器的高響應率；所述接口時序控制模塊，通過采用計數(shù)分 頻的方法正確廣生二路時序?目號。
[0018] 如圖3所示，一種適用于惡劣氣候環(huán)境的夜間巡邏方法，包括如下步驟： 51. 將前端采集單元設置在監(jiān)控區(qū)，將多個熱敏傳感裝置分別安裝在各個測量點上； 52. 熱敏傳感裝置對視野范圍內的目標探測成像并對圖像進行處理，將處理后的圖像 信息傳送至視頻編碼模塊； 53. 視頻編碼模塊對接收到的圖像信息進行視頻編碼，得到高質量的視頻信號，通過標 準視頻接口輸出到視頻服務器上； 54. 視頻服務器通過通訊網絡將視頻信號傳輸?shù)奖O(jiān)控中心； 55. 當監(jiān)控區(qū)有可疑人員出現(xiàn)時，監(jiān)控中心將報警信號傳送至報警模塊進行報警。 [0019] 熱敏傳感裝置對圖像進行處理的方法，包含如下步驟： 521. 圖像處理芯片為探測器提供所需要的各種控制時序信號、電源和偏壓； 522. 探測器對視野范圍內的目標探測成像，并將圖像數(shù)據(jù)傳給圖像處理芯片； 523. 圖像處理芯片對探測到的紅外熱圖像進行包括非均勻校正、盲元校正、圖像濾波 去噪、圖像細節(jié)增強、偽彩變換的功能處理； 524. 圖像處理芯片對處理后的紅熱外圖像數(shù)據(jù)進行模數(shù)轉換； 525. 圖像處理芯片將處理后的圖像信息經視頻接口傳送至視頻編碼模塊。
[0020] 所述圖像處理芯片，通過采用計數(shù)分頻的方法實現(xiàn)正確產生三路時序信號；所述 圖像處理芯片，通過采用集成Boost控制電路，為探測器提供較高偏置電壓，實現(xiàn)紅外探測 器的高響應率；所述非均勻校正功能，通過兩點法與二元非線性校正法實現(xiàn)對紅外熱圖 像的校正，得到校正后的圖像；所述盲元校正功能，通過采用盲元補償算法，根據(jù)相鄰像素 或前后幀圖像的響應相關性對盲元位置的信息進行預測和替代；所述圖像濾波去噪功能， 通過快速中值濾波和帶閾值的均值濾波實現(xiàn)對紅外熱圖像的去噪處理，得到去噪后圖像； 所述圖像細節(jié)增強功能，通過采用雙閾值映射、雙閾值自適應增強算法和邊緣增強算法，對 原始圖像的直方圖進行處理，實現(xiàn)對圖像的增強功能；所述圖像處理芯片，通過采用流水線 ADC的設計架構，實現(xiàn)大陣列的模擬輸出高速模數(shù)轉換。
[0021] 本實施例中，所述探測器為紅外熱像探測儀，所述熱敏傳感裝置通過晶圓級多組 件封裝技術進行封裝。
【權利要求】
1. 一種適用于惡劣氣候環(huán)境的夜間巡邏系統(tǒng)，其特征在于：包括至少一個前端采集單 元、監(jiān)控中心和報警模塊，每個前端采集單元包括設置于監(jiān)控區(qū)內多個監(jiān)測點的多個熱敏 傳感裝置、云臺、視頻編碼器和視頻服務器，熱敏傳感裝置與云臺相連，熱敏傳感裝置通過 視頻編碼器與視頻服務器連接，視頻服務器通過通訊網絡與監(jiān)控中心通訊連接，報警模塊 與監(jiān)控中心相連。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種適用于惡劣氣候環(huán)境的夜間巡邏系統(tǒng)，其特征在于：所 述的熱敏傳感裝置包括探測器、讀出電路、圖像處理芯片和外部存儲器，其中，圖像處理芯 片通過控制接口與讀出電路連接，外部存儲器通過內部數(shù)據(jù)總線與圖像處理芯片連接，圖 像處理芯片通過電源接口與供電系統(tǒng)連接，圖像處理芯片通過視頻接口與視頻服務器連 接，讀出電路與探測器相連。
3. 根據(jù)權利要求2所述的一種適用于惡劣氣候環(huán)境的夜間巡邏系統(tǒng)，其特征在于：所 述的探測器為紅外熱像探測儀。
4. 根據(jù)權利要求2所述的一種適用于惡劣氣候環(huán)境的夜間巡邏系統(tǒng)，其特征在于：所 述圖像處理芯片中包括非均勻校正模塊、盲元校正模塊、圖像濾波去噪模塊、圖像細節(jié)增強 模塊、偽彩變換模塊、模數(shù)轉換模塊、低噪聲電源模塊和接口時序控制模塊； 所述非均勻校正模塊，通過兩點法與二元非線性校正法對紅外熱圖像進行校正，得到 校正后的圖像； 所述盲元校正模塊，通過采用盲元補償算法，根據(jù)相鄰像素、前后幀圖像的響應相關性 對盲元位置的信息進行預測和替代； 所述圖像濾波去噪模塊，通過快速中值濾波和帶閾值的均值濾波對紅外熱圖像進行去 噪處理，得到去噪后圖像； 所述圖像細節(jié)增強模塊，通過采用雙閾值映射、雙閾值自適應增強算法和邊緣增強算 法，對原始圖像的直方圖進行處理，實現(xiàn)對圖像的增強功能； 所述模數(shù)轉換模塊，通過采用流水線ADC的設計架構，實現(xiàn)大陣列的模擬輸出高速模 數(shù)轉換； 所述低噪聲電源模塊，通過采用集成Boost控制電路，為探測器提供較高偏置電壓，實 現(xiàn)紅外探測器的1?響應率； 所述接口時序控制模塊，通過采用計數(shù)分頻的方法正確產生三路時序信號。
5. 根據(jù)權利要求2所述的一種適用于惡劣氣候環(huán)境的夜間巡邏系統(tǒng)，其特征在于：所 述熱敏傳感裝置通過晶圓級多組件封裝技術進行封裝。
6. -種適用于惡劣氣候環(huán)境的夜間巡邏方法，其特征在于：包括如下步驟：
51. 將前端采集單元設置在監(jiān)控區(qū)，將多個熱敏傳感裝置分別安裝在各個測量點上；
52. 熱敏傳感裝置對視野范圍內的目標探測成像并對圖像進行處理，將處理后的圖像 信息傳送至視頻編碼模塊；
53. 視頻編碼模塊對接收到的圖像信息進行視頻編碼，得到高質量的視頻信號，通過標 準視頻接口輸出到視頻服務器上；
54. 視頻服務器通過通訊網絡將視頻信號傳輸?shù)奖O(jiān)控中心；
55. 當監(jiān)控區(qū)有可疑人員出現(xiàn)時，監(jiān)控中心將報警信號傳送至報警模塊進行報警。
7. 根據(jù)權利要求6所述的一種適用于惡劣氣候環(huán)境的夜間巡邏方法，其特征在于：所 述熱敏傳感裝置對圖像進行處理的方法，包含如下步驟：
521. 圖像處理芯片為探測器提供所需要的各種控制時序信號、電源和偏壓；
522. 探測器對視野范圍內的目標探測成像，并將圖像數(shù)據(jù)傳給圖像處理芯片；
523. 圖像處理芯片對探測到的紅外熱圖像進行包括非均勻校正、盲元校正、圖像濾波 去噪、圖像細節(jié)增強、偽彩變換的功能處理；
524. 圖像處理芯片對處理后的紅熱外圖像數(shù)據(jù)進行模數(shù)轉換；
525. 圖像處理芯片將處理后的圖像信息經視頻接口傳送至視頻編碼模塊； 所述圖像處理芯片，通過采用計數(shù)分頻的方法實現(xiàn)正確產生三路時序信號，以及通過 采用集成Boost控制電路，為探測器提供較高偏置電壓，實現(xiàn)紅外探測器的高響應率； 所述非均勻校正，通過兩點法與二元非線性校正法實現(xiàn)對紅外熱圖像的校正，得到校 正后的圖像； 所述盲元校正，通過采用盲元補償算法，根據(jù)相鄰像素或前后幀圖像的響應相關性對 盲元位置的信息進行預測和替代； 所述圖像濾波去噪，通過快速中值濾波和帶閾值的均值濾波實現(xiàn)對紅外熱圖像的去噪 處理，得到去噪后圖像； 所述圖像細節(jié)增強，通過采用雙閾值映射、雙閾值自適應增強算法和邊緣增強算法，對 原始圖像的直方圖進行處理，實現(xiàn)對圖像的增強功能； 所述圖像處理芯片，采用流水線ADC的設計架構，實現(xiàn)大陣列的模擬輸出高速模數(shù)轉 換。
【文檔編號】H04N7/18GK104104923SQ201410355015
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權日:2014年7月24日
【發(fā)明者】曾衡東, 吳海寧, 殷剛 申請人:成都市晶林科技有限公司