CN103067654B - 一种具有无线电侦测及频谱显示功能的摄像机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有无线电侦测及频谱显示功能的摄像机，包括光学镜头、图像传感器模块、ISP处理模块，其特征在于，还包括无线电侦测模块、频谱图像叠加控制模块，图像传感器模块对通过光学镜头的外界光线，进行光电转换，输出原始图像数据；ISP处理模块对所述图像传感器模块输出的原始图像数据进行图像处理；无线电侦测模块采集外接的无线电信号，并对其进行频谱分析；频谱图像叠加控制模块将所述ISP处理模块输出的数据和所述无线电侦测模块输出的数据进行叠加，并进行视频压缩编码，本发明创造性地把无线电信号分析处理技术与摄像机技术进行了结合，使得在建立视频监控网络的同时也建立起了大规模的、可以全覆盖的无线电侦测网络。

Description

一种具有无线电侦测及频谱显示功能的摄像机

技术领域

本发明涉及视频监控领域的摄像机技术和无线电技术领域的无线电侦测技术，尤其涉及具有无线电侦测及频谱显示功能的摄像机。

背景技术

无线电侦测是采用技术手段和一定的设备对无线电发射的基本参数和频谱特性参数(频率、频率误差、射频电平、发射带宽、调制度)进行测量；对模拟信号进行解调监听；对数字信号进行频谱特性分析；对频段利用率和频带占有度统计测试分析；测试统计指配频率使用情况，以便进行合理、有效地频率指配；并对非法电台和干扰源测向定位进行查处。

通过无线电侦测技术和设备，可实现对各类无线电信号的监控，保障重大活动场馆的无线电通信安全和畅通，杜绝各种考场上的无线电技术作弊，取缔边境不明电台等等。目前主要使用固定的无线电监测站和机动的侦察车来实现无线电侦测，但这些侦测仪器很多依赖进口，设施投入大，成本高，建设周期长，数量有限，当多种需求并发时往往难以应付，运用起来也不够灵活。依靠目前使用的固定无线电监测站和机动的侦察车基本不能实现大范围、全覆盖的无线电侦测网络的建设。同时随着无线电通信业务的高速发展，无线电带宽日渐拥堵，如何加强无线电频谱管理，提高频谱利用率，已日益成为人们关心的问题。如何经济有效地对进行无线电监测？如何经济有效地对整个城市的无线电频谱使用情况进行监测？如何经济有效地对国防战略要地、国防边境地区进行严密地无线电监测？这些问题已日益摆在无线电管理部门的面前，寻找经济、合理、有效的大范围无线电监测方法已是当务之急。与无线电监测不同，近几年，随着安防监控行业的快速发展，视频监控得到了快速发展，尤其是平安城市建设的深入开展，几乎所有的大中城市都已建成视频图像监控网络，另外，各类学校、考场以及某些边境线也建设有大量的视频监控系统。因此如何通过目前已普遍建设的视频监控网络来实现对无线电活动的监测是需要解决的问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出具有无线电侦测及频谱显示功能的摄像机。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种具有无线电侦测及频谱显示功能的摄像机，包括光学镜头、图像传感器模块、ISP处理模块，其特征在于，还包括无线电侦测模块、频谱图像叠加控制模块，所述图像传感器模块对通过光学镜头的外界光线，进行光电转换，输出原始图像数据；

所述ISP处理模块对所述图像传感器模块输出的原始图像数据进行图像处理；

所述无线电侦测模块采集外接的无线电信号，并对其进行频谱分析；

所述频谱图像叠加控制模块将所述ISP处理模块输出的数据和所述无线电侦测模块输出的数据进行叠加，并进行视频压缩编码。

进一步的，还包括视频输出模块，所述视频输出模块对所述频谱图像叠加控制模块输出的视频信号进行格式转换，输出所需要的视频信号。

进一步的，所述频谱图像叠加控制模块包括视频压缩编码模块，所述视频压缩编码模块接收所述无线电侦测模块输出的数据和所述ISP处理模块输出的数据，在ISP处理模块输出的数据形成的视频图像中绘制频谱坐标图像，并将所述无线电侦测模块输出的数据转换到对应的坐标上。

进一步的，所述ISP处理模块包括对所述图像传感器模块输出的原始图像数据进行自动曝光、自动白平衡、自动聚集、色彩矫正、3D降噪图像处理。

进一步的，所述频谱图像叠加控制模块可自由选择所述无线电侦测模块输出的数据或所述ISP处理模块输出的数据，或所述无线电侦测模块输出的数据和所述ISP处理模块输出的数据的叠加。

进一步的，所述视频输出模块可以输出模拟视频信号、数字视频信号或IP视频信号，所述模拟视频信号包括复合视频信号、RGB信号、Y/U/V信号、Y-Pb-Pr信号模拟信号，所述数字视频信号包括HD-SDI信号、DVI信号、HDMI信号，所述IP视频信号包括H.264或MJPEG压缩格式。

进一步的，所述无线电侦测模块采用ASIC芯片，并内置DSP处理器。

本发明的有益效果在于：无线电侦测技术是一种无线电信号分析处理技术，主要用于实现无线电管理。本发明创造性地把无线电信号分析处理技术与摄像机技术进行了结合，发明出一种全新的“具有无线电侦测及频谱显示功能的摄像机”产品，这种产品以前在市场上是完全没有的。“具有无线电侦测及频谱显示功能的摄像机”的发明极大地提升了“摄像机”这种产品的功能，“具有无线电侦测及频谱显示功能的摄像机”此时已不仅仅具有“摄像”的功能，更具备了无线电侦测和频谱显示的功能。通过使用“具有无线电侦测及频谱显示功能的摄像机”，使得在建立视频监控网络的同时也建立起了大规模的、可以全覆盖的无线电侦测网络。具体包括如下创新：

1)创新性地把无线电侦测技术应用于摄像机领域。

2)创新性地把频谱数据叠加到视频图像中，实现了频谱图像的可视化、直观化管理。

3)一套设备同时实现视频监控和无线频谱资源的监控的功能。

4)在建设视频监控网络的同时，可以完成无线电频率资源监控网络的建设，而且这种无线电监测网络的建设可以是大规模和全覆盖的(比如一个城市等)。采用传统的无线电监测站和机动的侦察车是完全无法建立如此规模和完善的监测体系的。

5)具有无线电侦测及频谱显示功能的摄像机可以自由选择输出普通视频信号、无线电侦测频谱数据信号或者叠加无线电侦测频谱图像的视频信号。

6)无线电侦测的传统解决方案，主要靠无线电监测站和机动的侦察车来实现，不但无法实现大规模的覆盖，而且成本也非常高昂。将无线电侦测技术集成到摄像机后，用本发明的摄像机建设的视频监控网络就同时具备了无线电侦测网络的功能，即在建设视频监控网络的同时，自然建成了无线电侦测网络。这不但使得建设大规模的无线电侦测网络成为了可能，而且也大大降低了无线电侦测网络的成本，使得无线电管理部门真正实现对无线电频率资源的精细化管理。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的实际应用效果图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。

如图1所示，图中包括镜头1、图像传感器模块2、ISP处理模块3、频谱图像叠加控制模块4、视频输出模块5、无线电侦测模块6、无线电信号接收天线7；其中：

镜头1采用原有技术的光学镜头，光学镜头完成光学图像采集。镜头即可以采用手动控制镜头，也可以采用自动控制镜头，即可以是普通清晰度镜头，也可以是高清镜头。

图像传感器模块2对通过光学镜头的外界光线，完成图像信号的光电信息转换和A/D转换，最后输出数字图像信号。图像传感器模块即可以采用CCD图像传感器，也可以采用CMOS图像传感器。本是实例中采用MT9T031CMOS数字图像传感器，该传感器具有300万像素，最大分辨率达2048X1536。图像传感器模块2得到的原始图像输入到ISP处理模块3进行图像处理。

ISP处理模块3对主要完成对原始图像数据的各种图像处理算法，具体对图像传感器2输出的原始图像数据进行自动曝光、自动白平衡、自动聚集、色彩矫正、3D降噪等一系列处理。该模块采用FPGA进行常规算法实现。

频谱图像叠加控制模块4主要完成频谱图像叠加到视频图像中，并对视频进行H.264、MJPEG等压缩编码。无线电侦测模块6采用ASIC芯片实现，该ASIC内置DSP处理器，主要完成无线电信号的频谱、电平、带宽、C/No等技术参数的侦测功能。该模块对无线电信号接收天线7接收到的无线电信号进行频谱分析。该ASIC芯片内置了DSP功能，通过傅里叶变换、短时傅里叶变换等方法进行无线电信号的频谱分析。在这里，无线电侦测模块6通过DSP的计算，输出无线电信号的频谱、电平、带宽等数据，这些数据送入频谱图像叠加控制模块4中的视频压缩编码模块；压缩编码模块首先在ISP处理模块3输出的视频图像的下半部画出频谱坐标图像(X轴代表频率，Y轴代表幅度)，然后再把由无线电侦测模块侦测到的频谱数据(频率、幅度等数据)转换到对应的坐标上，并画出对应的曲线。可以自由选择只输出视频信号(不叠加频谱图像)、无线电侦测频谱图像信号(只输出叠加上去的频谱图像，视频图像设置成全黑)或者叠加无线电侦测频谱图像的视频信号。同时，在需要的时候(如需要输出IP压缩视频)可以对视频图像进行H.264、MJPEG等压缩编码。

视频输出模块5完成各种视频格式的转换和输出。视频输出模块可以根据实际需要输出各种格式的视频信号，这些格式可以是复合视频信号(普通清晰度)、RGB信号(普通或高清图像)、Y/U/V信号(普通或高清图像)、Y-Pb-Pr信号(普通或高清图像)等模拟信号，也可以是HD-SDI/DVI/HDMI等高清数字视频信号，还可以是H.264/MJPEG等压缩格式的IP视频信号。

图2是本发明具有无线电侦测及频谱显示功能的摄像机在实际工程应用的示意图。系统由“具有无线电侦测及频谱显示功能的摄像机”、“传输系统”、和“终端显示设备”组成。各个“具有无线电侦测及频谱显示功能的摄像机”通过“传输系统”与“终端显示设备”连接。“终端显示设备”上可同时显示摄像机采集的图像和无线电侦测的频谱图像。

通过本示意图可以清楚地看到本发明在工程实际应用中使用的优点，这些优点包括：在建设视频监控网的同时可以完成无线电侦测网络的建设；使得大规模的无线电监测成为了可能；无线电侦测结果的可视化使得原来看不见、摸不到的无线电监测变得非常直观；可以替代传统昂贵的无线电侦测设备，如无线电侦测站和机动的监测车等，大大降低了无线电侦测系统的成本。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护范围内。

Claims (6)

1.一种具有无线电侦测及频谱显示功能的摄像机，包括光学镜头、图像传感器模块、ISP处理模块，其特征在于，还包括无线电侦测模块、频谱图像叠加控制模块，所述图像传感器模块对通过光学镜头的外界光线，进行光电转换，输出原始图像数据；所述ISP处理模块对所述图像传感器模块输出的原始图像数据进行图像处理；所述无线电侦测模块采集外接的无线电信号，并对其进行频谱分析；所述频谱图像叠加控制模块将所述ISP处理模块输出的数据和所述无线电侦测模块输出的数据进行叠加，并进行视频压缩编码；所述频谱图像叠加控制模块包括视频压缩编码模块，所述视频压缩编码模块接收所述无线电侦测模块输出的数据和所述ISP处理模块输出的数据，在ISP处理模块输出的数据形成的视频图像中绘制频谱坐标图像，并将所述无线电侦测模块输出的数据转换到对应的坐标上。

2.根据权利要求1所述的一种具有无线电侦测及频谱显示功能的摄像机，其特征在于，还包括视频输出模块，所述视频输出模块对所述频谱图像叠加控制模块输出的视频信号进行格式转换，输出所需要的视频信号。

3.根据权利要求1所述的一种具有无线电侦测及频谱显示功能的摄像机，其特征在于，所述ISP处理模块包括对所述图像传感器模块输出的原始图像数据进行自动曝光、自动白平衡、自动聚集、色彩矫正、3D降噪图像处理。

4.根据权利要求1所述的一种具有无线电侦测及频谱显示功能的摄像机，其特征在于，所述频谱图像叠加控制模块可自由选择所述无线电侦测模块输出的数据或所述ISP处理模块输出的数据，或所述无线电侦测模块输出的数据和所述ISP处理模块输出的数据的叠加。

5.根据权利要求2所述的一种具有无线电侦测及频谱显示功能的摄像机，其特征在于，所述视频输出模块可以输出模拟视频信号、数字视频信号或IP视频信号，所述模拟视频信号包括复合视频信号、RGB信号、Y/U/V信号、Y-Pb-Pr信号模拟信号，所述数字视频信号包括HD-SDI信号、DVI信号、HDMI信号，所述IP视频信号包括H.264或MJPEG压缩格式。

6.根据权利要求1所述的一种具有无线电侦测及频谱显示功能的摄像机，其特征在于，所述无线电侦测模块采用ASIC芯片，并内置DSP处理器。