CN101334846B - 一种广谱视频图像的采集识别方法及其设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种广谱视频图像的采集识别方法及其设备。是在可见光图像采集识别同时加入不可见光(如红外、紫外)图像采集识别，达到互补的效果，通过将不可见光图像进行频谱转换与可见光图像重合叠加可完成广谱视频图像。本发明拓宽了人的视觉范围，适于在光利用和视频监控和识别领域应用。
Description
技术领域
本发明属于一种图像采集识别方法及其设备，尤其涉及一种广谱视频图像的采集识别方法及其设备。
背景技术
可见光是人类眼睛所能观察到的一种辐射。光是一种电磁波，可见光波长范围约在红光的0.77微米到紫光的0.39微米之间。波长在0.77微米以上到1000微米左右的电磁波称为“红外线”。在0.39微米以下到0.04微米左右的称“紫外线”。红外线和紫外线不能引起视觉，人眼的视频监控和识别对不可见光是不敏感的。因此基于可见光的视频识别方法的准确率难以提高，应用也受到局限。
现有技术在视频图像中识别目标，是在可见视频的基础上进行图像分割，特征提取，模式识别。其中，特征向量的提取是识别的关键。这种识别方法对可视目标特别是运动目标通常是有效的。但是在实际中，目标不一定是运动的，环境也不一定是可视的。通常，目标动的概率只有50％，而可视的概率也低于80％。。
目前应用非常广泛的被动红外技术，采用对波长辐射敏感的器件，可以探测热能辐射。一旦探测区域内有特定热能，可以发出信号并处理利用。靠视场定位的被动红外，通过器件技术将视场细分，可以在图像中精确地定位。
视频识别主要是基于可见光图像的识别，现代摄像技术的发展，可见光成像的技术和器件已经非常普及。被动红外技术也应用非常广泛。
可见光仅仅是现实世界光谱中的一部分，而不可见光具有许多特点，往往被人们忽视和不觉察。现代技术对不可见光谱的利用日益普及，器件也很多，利用不可见光敏原理和器件，可以提高视频识别率，将人的视觉范围拓宽，加大光利用和视频监控和识别的应用范围。目前，人类利用光的概念已延伸到红外线和紫外线领域，甚至X射线领域。
但是，在具体的现代技术应用和设备制造上，可见光的影像技术与不可见光应用技术没有很好的结合起来，限制了视频图像采集识别的范围和效果。
因而，现有技术还有待于改进和提高。
发明内容
本发明的目的在于采用可见光图像和不可见光识别定位补偿结合的原理，提出一种广谱图像采集识别方法，以提高视频监控和识别的范围和效率。
本发明的技术方案包括：
一种广谱视频图像的采集识别方法，其中，包括以下步骤：
由可见光采集设备采集可见光图像；
由红外线采集设备中的红外线敏感应装置和紫外线采集设备中的紫外线敏感应装置分别采集红外线频率的红外线图像和紫外线频率的紫外线图像；
利用频谱转换原理和设备将红外线图像和紫外线图像转换为视频可视图像；
对所述可见光图像和所述视频可视图像进行图像分割、特征提取、模式识别，以及所述视频可视图像的视场细分，精确定位；
利用图像记录叠加技术和设备将可见光图像与所述视频可视图像图像重合叠加，形成广谱视频图像；
识别结果确认输出。
一种广谱视频图像的采集识别设备，其中：它包括：
可见光采集设备，用于采集可见光图像；
红外线采集设备，用于采集红外线图像；所述红外线采集设备包括红外线敏感应装置；
紫外线采集设备，用于采集紫外线图像；紫外线采集设备包括紫外线敏感应装置；
光谱转换设备，用于将所述红外线图像和紫外线图像转换视频可视图像；
图像识别设备，用于对所述可见光图像和视频可视图像进行图像分割、特征提取、模式识别，以及对所述视频可视图像进行视场细分，精确定位；
影像叠加设备，用于将所述可见光图像与所述视频可视图像重合叠加，形成广谱视频图像；
红外线采集设备、紫外线采集设备、光谱转换设备、影像叠加设备、图像识别设备设有电路接口相连接。
所述的设备，其中：所述的光谱转换设备为红外线-可见光光谱转换设备和紫外线-可见光光谱转换设备。
所述的设备，其中：所述的可见光采集设备包括：摄像机和/或照像机。
所述的设备，其中：所述红外线敏感应装置和紫外线敏感应装置设置在所述的摄像机的镜头上。
所述的设备，其中：所述红外线敏感应装置和紫外线敏感应装置设置在所述摄像机的外圈上。
本发明弥补了可见光图像的不足，在任何条件下可以得到广谱可见视频图像，特别是人及有热能的相关目标的图像。在人眼不易察觉的光线很差、背景复杂、目标静止的情况下，具有特别重要的意义。即使在可视的情况下，也具有很好的补偿作用，有利于提高人的视觉范围以及对目标的识别率。
附图说明
图1为可见光与不可见光成像分离情况示意图；
图2为本发明不可见光图像频谱转换后与可见光频谱图像叠加重合情况示意图；
图3为本发明广谱视频图像采集识别方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图，说明本发明实施例的原理和设备结构特征如下：
图1为可见光与不可见光成像分离情况示意图。中间部分为可见光成像部分，由可见光采集设备如摄像机、照像机等将可见光影像的轮廓、亮度、色彩等反映在平面图像上，形成可见光图像、影像。
红外线采集设备中红外线敏感应装置将红外线频率的不可见光图像感应下来，如图1上部所示。
同理，紫外线采集设备中紫外线敏感应装置将紫外线频率的不可见光图像感应下来，如图1下部所示。
在不进行频谱转换和图像叠加前，三幅图像是独立的，而且只有可见光图像是可视的。
如图2所示，经频谱转换后，红外线图像和紫外线图像均转换到可视频谱内，成为视频可视图像；经影像重合叠加处理后，与可见光图像合成广谱视频图像和影像。
本发明广谱视频图像的采集识别方法流程如图3所示。
其中，视频输入是由摄像机等可见光采集设备将可见光图像感光转化成视频图像信号，输入到采集识别系统。
不可见光辅助目标定位是指通过对目标区红外线频率图像采集和紫外线频率图像采集，并通过频谱转换、定位处理等手段将不可见光图像与可见光图像重合叠加，形成广谱视频图像。
对可见视频目标进行识别包括：通过技术手段在可见视频图像的基础上进行图像分割、特征提取、模式识别，以及对非可见光的视场细分及图像精确定位，如靠视场定位的被动红外技术，通过器件技术将视场细分，可以在图像中精确地定位。同理，对紫外线光谱图像可采用相应的识别定位技术进行进行处理。
识别结果确认输出是将上述三个识别程序，即三个光谱频段的图像的识别结果重合叠加，综合判断，得出结论，并输出到相关显示及控制系统。
本发明广谱视频图像的采集识别设备包括可见光采集设备、不可见光采集设备、光谱转换设备、影像叠加设备、图像识别设备等。红外线采集设备、紫外线采集设备、光谱转换设备、影像叠加设备、图像识别设备设有电路接口相连接。所述的可见光采集设备主要包括：摄像机、照像机；不可见光采集设备主要包括红外线敏感应装置和紫外线敏感应装置。
在现有摄像镜头上加入不可见光感光器件，或在现有摄像机的外圈加上不可见光敏感应装置来采集可见光、不可见光及其反射，再用频谱转换原理和器件将不可见光转换成可见光进行记录和叠加，可以完成上述广谱视频图像的采集和识别。
本发明可广泛应用于实际工作场合，例如，误报警一直是世界性的难题，每年全世界为误报警无谓消耗了上百亿美元。在所有的破坏中，人为是主要的，也是可以预防的。只要能准确地识别人，动物和相关目标，就可以排除许多的误报警。单纯靠被动红外检测，或单一的视频识别监控，都不能准确地确定报警。只有不可见光检测与可见光视频监控识别结合，加上人眼最后确认和人的大脑分析判断，就能有效地降低误报警，为人类节约大量的资源，提高社会的安全。
应当理解的是，上述针对具体实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明或实用新型专利保护范围的限制，本发明或实用新型的专利保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种广谱视频图像的采集识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
由可见光采集设备采集可见光图像；
由红外线采集设备中的红外线敏感应装置和紫外线采集设备中的紫外线敏感应装置分别采集红外线频率的红外线图像和紫外线频率的紫外线图像；
利用频谱转换原理和设备将红外线图像和紫外线图像转换为视频可视图像；
对所述可见光图像和所述视频可视图像进行图像分割、特征提取、模式识别，以及对所述视频可视图像的视场细分，精确定位；
利用图像记录叠加技术和设备将可见光图像与所述视频可视图像重合叠加，形成广谱视频图像；
识别结果确认输出。
2.一种广谱视频图像的采集识别设备，其特征在于：它包括：
可见光采集设备，用于采集可见光图像；
红外线采集设备，用于采集红外线图像；所述红外线采集设备包括红外线敏感应装置；
紫外线采集设备，用于采集紫外线图像；紫外线采集设备包括紫外线敏感应装置；
光谱转换设备，用于将所述红外线图像和紫外线图像转换为视频可视图像；
图像识别设备，用于对所述可见光图像和视频可视图像进行图像分割、特征提取、模式识别，以及对所述视频可视图像进行视场细分，精确定位；
影像叠加设备，用于将所述可见光图像与所述视频可视图像重合叠加，形成广谱视频图像；
红外线采集设备、紫外线采集设备、光谱转换设备、影像叠加设备、图像识别设备设有电路接口相连接。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于：所述的光谱转换设备为红外线-可见光光谱转换设备和紫外线-可见光光谱转换设备。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于：所述的可见光采集设备包括：摄像机和/或照像机。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于：所述红外线敏感应装置和紫外线敏感应装置设置在所述的摄像机的镜头上。
6.根据权利要求4所述的设备，其特征在于：所述红外线敏感应装置和紫外线敏感应装置设置在所述摄像机的外圈上。
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