CN101521803B - 装配有图像监控系统的安全门 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种装配有图像监控系统的安全门，包括：设于安全门的外侧面的图像摄取装置，用于摄取门外场景的图像；嵌于门内的主电路板，包括图像处理电路，所述图像处理电路用于对图像摄取装置所摄取的原始图像进行图像处理；设于安全门的内侧面的显示单元，用于将经图像处理电路处理后的包含有来访者信息的图像予以显示。本发明所提供的安全门可使得门内的观察者在确保安全的情况下对门外场景进行方便而清晰地观察，具有功能齐全且安全可靠的优点。

Description

装配有图像监控系统的安全门

技术领域

本发明涉及安全门，特别涉及装配有图像监控系统的安全门。

背景技术

为了居家门户的安全防范，一般都会在门上安装一个能向外观看的光学门镜，传统光学门镜俗称“猫眼”，是人们熟知的产品，其一般具有视觉的单向性，就是使得室内的观察者能通过所述光学门镜能从门内向外看到门外的场景，但是门外的来访者通过所述光学门镜却无法看到室内的场景。这种特性，便于观察者在开门前确认来访者身份，能对家居安全起到一定作用。

但是，光学门镜也有明显的弊端：简单的光学结构使得观察到的图像球面化失真严重，有些甚至看不清人的面貌；只能供单眼观察，在眯起一只眼向外窥视时动作会非常别扭，很难掌握要领，特别是对视力不佳的人看起来会更加困难；外面光线过暗时看不清楚来访者的面部特征。另外，从门外透过光学门镜看不清室内的细节，但是室内光线相对明亮时，如果从室内向外观察，就会挡住光线，外面的人必然会察觉，保密防范性差，这是光学门镜致命的弱点。

有鉴于此，业界设计出在现有的门上装配有影像摄取功能的电子监控设备来取代光学门镜，例如将摄像头一端通过门面上的小孔面向门外，另一端则连接于门内的显示单元，例如液晶显示器，所述显示单元可由一控制电路板来实现控制。这样，将门外的场景通过摄像头摄取并传输至液晶显示器，供室内观察者通过液晶显示器所显示的门外来访者的图像来确定来访者的身份。不过，在该技术中，摄像头所摄取的图像是直接传输至液晶显示器予以显示，很可能由于原始图像质量问题或是液晶显示器的显示性能等因素而无法显示清晰图像，使得室内观察者不能清楚地辨识门外来访者的面貌。

发明内容

本发明解决的问题是现有技术中不能清楚地观察门外场景、特别是辨识门外来访者面貌的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种装配有图像监控系统的安全门，所述图像监控系统包括：设于安全门的外侧面的图像摄取装置，用于摄取门外场景的图像；嵌于门内的主电路板，包括用于对所述图像摄取装置的原始图像进行处理的图像处理电路；设于安全门的内侧面的显示单元，用于显示经所述图像处理电路处理后的图像。

可选地，所述图像监控系统还包括用于在门外环境发生变动时产生触发信号的触发单元，所述触发信号用于启动图像监控系统。

可选地，所述触发单元包括红外线感应器、门铃按钮或声控感应器。

可选地，所述主电路板还包括信号检测电路，用于在检测到所述触发单元产生的触发信号后，启动图像监控系统中各组件进入工作状态。

可选地，所述主电路板还包括铃声合成电路，用于根据所述触发信号合成门铃声。

可选地，所述图像摄取装置包括设于安全门的外侧面的摄像镜头和设于摄像镜头后端的图像传感器。

可选地，所述摄像镜头包括探针式摄像头或普通摄像机镜头。

可选地，所述图像处理电路所作的处理包括图像增强、大小变换或格式转换。

可选地，所述显示单元包括触摸屏液晶显示器。

可选地，所述图像监控系统还包括设于安全门的外侧面并与主电路板连接用于改善门外光线环境的发光元件。

可选地，所述发光元件包括照明灯或LED灯。

可选地，所述图像监控系统还包括存储单元，用于储存图像摄取装置所摄取的原始图像或者经图像处理电路处理后的图像。

可选地，所述存储单元包括内置式的或外接式的。

可选地，所述存储单元包括随机存取存储器、闪存或硬盘。

可选地，所述主电路板还包括能控制图像监控系统在没有新的触发信号的情形下在一段时间内持续工作的延时控制电路。

可选地，所述图像监控系统还包括设于安全门的内侧面并与主电路板连接的操控面板。

可选地，所述图像监控系统还包括电源单元，所述电源单元包括电池或者AC-DC变压器。

本发明所提供的安全门，可在有来访者时摄取门外场景的图像，并对所摄取的图像进行处理，使得在显示单元上显示出清晰的图像，以供观察者查看来访者身份后决定是否开门。本发明通过对现有安全门的改进，使得门内的观察者在确保安全前对门外场景进行方便而清晰地观察。

附图说明

图1显示了本发明的安全门在一个实施方式中所装配的图像监控系统的结构示意图；

图2显示了本发明的安全门在另一个实施方式中所装配的图像监控系统的结构示意图；

图3显示了本发明的安全门在一个实施方式中的外侧面示意图；

图4显示了本发明的安全门中在一个实施方式中的内侧面示意图；

图5显示了本发明安全门中在一个实施方式中的侧剖示意图。

具体实施方式

本发明是提供一种带有图像监控系统的安全门，可在有来访者时摄取门外场景的图像，并对所摄取的图像进行处理后在显示单元上予以显示，使得门内的观察者在确保安全前对门外场景方便而清晰地观察并根据观察结果决定是否开门。

下面结合附图对本发明的内容进行详细说明。

图1显示了本发明安全门在一个实施方式中所装配的图像监控系统的结构示意图。如图1所示，所述图像监控系统包括：电源单元10、触发单元11、图像摄取装置12、发光元件13、主电路板14、存储单元15、显示单元16和操控面板17。

电源单元10用于提供所述图像监控系统中各组件运作所需的电源。电源单元10可以采用干电池、蓄电池或是交流电源。优选地，在本实施例中，电源单元10是AC-DC变压器，并可以设置在安全门的内部夹层中。在使用时，将所述AC-DC变压器接驳至临近于安全门处，例如墙壁上的电源插头后即可产生电源。因电源供电为本领域或相关领域技术人员所熟知，故不在此赘述。

触发单元11用于在感应门外环境发生变动时产生触发信号。在本实施例中，触发单元11可以是例如门铃按钮，所述门铃按钮可以是触点开关，在来访者按动所述门铃按钮时即会产生触发信号并将其传输至主电路板14。但在其他实施例中，触发单元11也可以采用其他具有类似功能的装置，例如在另一个实施例中，可以采用红外线感应器，在来访者出现在红外线感应器的感应范围内时即产生触发信号；在又一个实施例中，还可以采用声控感应器，在来访者在门外发出声响时即产生触发信号。根据触发单元11的不同类型，可以根据实际情况将其设在在安全门1的外侧面(例如为门铃按钮时)，也可以将其设置在安全门1附近的墙壁或者其他设施上(例如为红外感应器时，可将其设置在门外过道的天花板上)，当然，门铃按钮也可设置在安全门1之外的其他设施上。

图像摄取装置12包括设置在外侧面的摄像镜头120和设于摄像镜头120后端的图像传感器122。所述摄像镜头120例如为通过在门面上开设的小孔面向门外设置的探针式摄像头。所述小孔可以位于门面中央偏上的位置处，所述探针式摄像头通过一定的控制具有调整角度等功能。所述图像传感器122例如为电荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)图像传感器或CMOS图像传感器，其可把光信号转换为电信号并通过传输导线将所述信号输出。

为提高图像摄取装置12的工作质量，发光元件13设置在安全门的外侧面，用于改善门外光线环境。在本实施例中，发光元件13可以是例如照明灯，根据上述的触发信号开始工作，提供照明，提高门外场景的光线亮度，使得图像摄取装置12可以在更好的光线环境下摄取图像，提高图像的成像后的可辨识性。在其他实施例中，也可以采用例如LED灯来替代照明灯，应具有类似的效果。

主电路板14设置在安全门1的内部夹层中，主电路板14主要包括信号检测电路140、铃声合成电路141、图像处理电路142和延时控制电路143。在本实施例中，主电路板14是整个图像监控系统中的核心部件。

信号检测电路140与触发单元11连接，用于在检测到触发单元11产生的触发信号后，启动图像监控系统中各组件进入工作状态。在本实施例中，信号检测电路140中可以包括负载电阻和差分运放器，当检测到触发信号后，其输出端即输出一个放大的信号，所述信号可以打开电源单元10与各组件连接的开关，使得电源单元10提供电源至各组件，使得它们进入工作状态。

铃声合成电路141在触发单元11产生触发信号后开始工作，合成用以提醒室内的观察者的门铃声。所述门铃声包括有韵律的鸣叫或是悦耳的音乐。

图像处理电路142用于对图像摄取装置12所摄取的原始图像进行图像处理。所述图像处理电路142所作的处理包括图像增强、大小变换或格式转换等。在实际应用中，图像处理电路142可以集成于一个视频处理的数字信号处理晶片(DSP)中。

所述图像增强是指通过一定手段对原始图像附加一些信息或变换数据，有选择地突出图像中感兴趣的特征或者抑制(掩盖)图像中某些不需要的特征，使图像与视觉响应特性相匹配，改善图像的视觉效果，例如在灰阶度、对比度、色度或者饱和度等方面得到增强。

图像增强技术根据增强处理过程所在的空间不同，可分为基于空域的算法和基于频域的算法两大类。空域法主要是对图像中的各个像素点进行操作；而频域法是在图像的某个变换域内，对图像进行操作，修改变换后的系数，例如傅立叶变换、DCT变换等的系数，然后再进行反变换得到处理后的图像。例如对于包括有门外来访者面貌特征信息的图像而言，经过图像增强处理后，可突出来访者的面部边缘轮廓，便于目标辨识。

所述大小变换是指根据显示单元16的显示大小对原始图像的分辨率进行适当变换，使得经变换后的图像可在液晶显示器上获得较佳的显示效果。

所述格式转换是指对原始图像进行格式转换，这样可使得经格式转换的图像所占用的空间更小、更易于编辑处理或者具有更佳的显示效果。

延时控制电路143用于控制图像监控系统中各组件在没有新的触发信号的情形下在一段时间内持续工作。设立延时控制电路143的目的在于当门外来访者按动门铃按钮11进行触发后，所述安全门中各组件自动开始工作，例如控制图像摄取装置12进行图像摄取的动作，延时一段时间后各组件再自动关闭，使其处于休眠状态。这样可以使得各组件仅在有来访者时进行工作，而在其他时间处于休眠状态，减少安全门各组件运作所需的电力消耗，具有环保节能和降低成本的优点。在具体实施例中，所述延时控制电路143采用的是包括有电阻R和电容C的继电器延时电路，利用RC的充放电作用实现电源开关的延时的关断。因继电器延时电路为本领域或相关领域技术人员所熟知，故不在此赘述。

存储单元15用于存储图像摄取装置12所摄取的原始图像或者经图像处理电路142处理后的图像。在本实施例中，存储单元15是内置于安全门的内部夹层中的硬盘，例如插置在主电路板14上。但并不以此为限，实际上，在主电路板14上设有多个外置接口，例如红外接口、USB接口、1394接口、VGA接口或网络接口等，用于接置各种外接的扩展设备，因此，在其他实施例中，存储单元15可以采用外接式的硬盘，通过例如USB接口与安全门中的主电路板14实现连接，将图像摄取装置12所摄取的原始图像或者经图像处理电路142处理后的图像予以存储；更可在必要时，将所述外接式的硬盘取下再连接至其他信息处理装置，例如个人电脑，使得使用者可以在信息处理装置上对所述图像作更进一步的处理动作。另外，上述中的存储单元15也可以采用闪存或其他存储介质。

显示单元16是设置在安全门的内侧面，用于将经图像处理电路142处理后的包含有来访者信息的图像予以显示，供室内人员根据显示图像辨识门外来访者的。这样，室内观察者就可根据实际情况操控显示内容，例如将图像进行大小缩放、抓图移动等。实际上，显示单元16也可将图像摄取装置12所摄取的原始图像在不经过图像处理电路142处理的情况下直接予以显示。在本实施例中，显示单元16可以是例如触摸式液晶显示器。

操控面板17设置在安全门的内侧面并与主电路板14连接，用于控制图像摄取装置12、显示单元16或安全门的门锁执行相应操作。在本实施例中，操控面板17上可以采用键盘形式，通过按动按键来输入控制指令，所述控制指令可以传输至主电路板14，由主电路板14检测所述控制指令，并据此进行相应的控制操作。例如，对于图像摄取装置12，通过操控面板17可以调整摄像镜头120与图像传感器122的间距，或者调整摄像镜头120的拍摄角度等。对于显示单元16，通过操控面板17可以实时地或者是在休眠状态下调取存储单元15中的图像资料并在显示单元16上予以显示。对于安全门的门锁，在室内观察者确认门外来访者的身份后，通过操控面板17可打开安全门的门锁，允许来访者进入。

图2显示了本发明安全门在另一个实施方式中所装配的图像监控系统的结构示意图。如图2所示，所述图像监控系统包括：电源单元20、触发单元21、图像摄取装置22、发光元件23、主电路板24、存储单元25、显示单元26和操控面板27，其中，图像摄取装置22包括设置在外侧面的摄像镜头220和设于摄像镜头220后端的图像传感器222；主电路板24包括信号检测电路240、铃声合成电路241、图像处理电路242和延时控制电路243。

与图1所示的图像监控系统相比，图2中所示的图像监控系统中的各组件的具有不同的运作机理。例如，铃声合成电路241可以在信号检测电路240启动主电路板22后开始合成铃声；图像摄取装置22中的摄像镜头220可以在信号检测电路240启动主电路板24后根据主电路板24所输出的电流开始摄取门外的场景；发光元件23可以在信号检测电路240启动主电路板24后根据主电路板24所输出的电流开始提供照明。

图3至图5显示了本发明装配有图像监控系统的安全门中各组件的安装示意图，其中，图3是安全门的外侧面示意图；图4是安全门的内侧面示意图；图5是安全门的侧剖示意图。结合图3至图5，如图所示，所述安全门3装配有：AC-DC变压器30、门铃按钮31、扬声器32、照明灯33、图像摄取装置34、主电路板35、硬盘36、触控式液晶显示器37和操控面板38。

AC-DC变压器30设置在安全门3的内部夹层中，并具有电接头，与室内的交流电源连接后即可提供安全门3内各组件进行运作的电源。出于安全或维修便利的考量，在其他实施例中，AC-DC变压器30也可以设置在安全门3附件的墙壁或设施上，通过导线与安全门上的接口连接，进而为各组件提供工作电源。

门铃按钮31是设置在安全门3的外侧面300，可以是触点开关，在来访者按动时即会产生触发信号。

扬声器32是设置在安全门3的内侧面302。其工作原理是：当门外来访者按压门铃按钮31后产生触发信号，播放门铃声，以提醒室内的观察者。所述门铃声包括有韵律的鸣叫或是悦耳的音乐。

照明灯33是设置在安全门3的外侧面300，优选地，所述照明灯33设置的位置是位于摄像镜头340的上方，提供更佳的照明效果。

图像摄取装置34包括设置在外侧面300的摄像镜头340和设于摄像镜头340后端的图像传感器342。

主电路板35是设置在安全门3的内部夹层中，包括信号检测电路、铃声合成电路、图像处理电路和延时控制电路(未予以图示)。

硬盘36是内置于安全门3的内部夹层中，例如插置在主电路板35上。

触控式液晶显示器37是设置在安全门3的内侧面302。

操控面板38是设置在安全门3的内侧面302。

当应用本发明的安全门时，在来访者按动门铃按钮31时，即产生触发信号，使得主电路板的信号检测电路根据所述触发信号，由AC-DC变压器20提供电源，启动各组件进入工作状态；铃声合成电路根据所述触发信号合成门铃声，并驱动扬声器32将所述门铃声予以播放；同时，门外的照明灯33根据所述触发信号开始提供照明；图像摄取装置34则开始摄取门外来访者的图像。图像摄取装置34将摄取的原始图像传输至主电路板35中的图像处理电路进行图像处理，使得图像中来访者的面貌轮廓得到强化，更易于辨识；经图像处理电路处理后的图像是存储至硬盘36或是传输至触控式液晶显示器37上予以显示；门内观察者即可通过触控式液晶显示器37显示的包括有来访者面貌特征的图像辨识其身份；当确定来访者的身份为合法或有效时，则通过操控面板38可打开安全门的门锁，允许来访者进入。其中，在使用过程中，主电路板35中的延时控制电路可确保各组件能在一段时间内持续工作，并延时一段时间后再自动关闭与AC-DC变压器30的连接，回到休眠状态。

综上所述，本发明所提供的安全门，装配有图像监控系统，在有来访者时摄取门外场景的图像，并对所摄取的图像进行处理后在显示单元上予以显示，使得门内的观察者在确保安全前对来访者的身份进行确认并根据确认结果决定是否开门，具有安全可靠、观察方便、辨识性高等优点。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (14)

1.一种装配有图像监控系统的安全门，其特征在于，所述图像监控系统包括：

设于安全门的外侧面的图像摄取装置，用于摄取门外场景的图像；

触发单元，用于在门外环境发生变动时产生触发信号；

电源单元，用于提供所述图像监控系统中各组件运作所需的电源；

嵌于门内的主电路板，包括用于对所述图像摄取装置的原始图像进行处理的图像处理电路；

设于安全门的内侧面的显示单元，用于显示经所述图像处理电路处理后的图像；

所述主电路板还包括能控制所述图像摄取装置、图像处理电路和显示单元在没有新的触发信号的情形下在一段时间内持续工作的延时控制电路，所述延迟控制电路包括有电阻和电容，利用电阻和电容的充放电实现所述电源单元在没有新的触发信息的情形下延时关断，所述电源单元的延时关断控制图像摄取装置、图像处理电路和显示单元的延迟关闭；

所述主电路板还包括信号检测电路，

所述信号检测电路包括负载电阻和差分运放器，用于在检测到所述触发单元产生的触发信号后，所述信号检测电路的输出端输出放大的信号，利用所述放大的信号启动图像监控系统中各组件进入工作状态。

2.根据权利要求1所述的安全门，其特征在于，所述触发单元包括红外线感应器、门铃按钮或声控感应器。

3.根据权利要求1所述的安全门，其特征在于，所述主电路板还包括铃声合成电路，用于根据所述触发信号合成门铃声。

4.根据权利要求1所述的安全门，其特征在于，所述图像摄取装置包括设于安全门的外侧面的摄像镜头和设于摄像镜头后端的图像传感器。

5.根据权利要求4所述的安全门，其特征在于，所述摄像镜头包括探针式摄像头或普通摄像机镜头。 

6.根据权利要求1所述的安全门，其特征在于，所述图像处理电路所作的处理包括图像增强、大小变换或格式转换。

7.根据权利要求1所述的安全门，其特征在于，所述显示单元包括触摸屏液晶显示器。

8.根据权利要求1所述的安全门，其特征在于，所述图像监控系统还包括设于安全门的外侧面并与主电路板连接用于改善门外光线环境的发光元件。

9.根据权利要求8所述的安全门，其特征在于，所述发光元件包括照明灯或LED灯。

10.根据权利要求1所述的安全门，其特征在于，所述图像监控系统还包括存储单元，用于储存图像摄取装置所摄取的原始图像或者经图像处理电路处理后的图像。

11.根据权利要求10所述的安全门，其特征在于，所述存储单元包括内置式的或外接式的。

12.根据权利要求11所述的安全门，其特征在于，所述存储单元包括随机存取存储器、闪存或硬盘。

13.根据权利要求1所述的安全门，其特征在于，所述图像监控系统还包括设于安全门的内侧面并与主电路板连接的操控面板。

14.根据权利要求1所述的安全门，其特征在于，所述电源单元包括电池或者AC-DC变压器。 

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