CN104104923A - 一种适用于恶劣气候环境的夜间巡逻系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于恶劣气候环境的夜间巡逻系统，包括至少一个前端采集单元、监控中心和报警模块，每个前端采集单元包括设置于监控区内多个监测点的多个热敏传感装置、云台、视频编码器和视频服务器；本发明通过热敏传感装置对目标探测成像并对图像进行处理，将处理后的图像信息传送至视频编码模块，视频编码模块对接收到的图像信息进行视频编码后输出到视频服务器上，视频服务器将视频信号传输到监控中心，当监控区有可疑人员出现时，监控中心将报警信号传送至报警模块进行报警。本发明可以实现在恶劣气候环境下对监控区可疑情况的快速和准确的夜间巡逻。

Description

一种适用于恶劣气候环境的夜间巡逻系统及方法

技术领域

本发明涉及夜间巡逻系统，尤其涉及一种适用于恶劣气候环境的夜间巡逻系统及方法。

背景技术

随着中国经济的发展，人们对人身财产安全的保护要求也不断提高，同时监控技术也得到了迅速发展，各种安防设备及技术层出不穷，目前对监控区域人们主要采用视频监控等手段进行监控，但是在夜晚环境下、尤其是恶劣气候环境下，如雨、雪、雾等恶劣的气候条件下，则会导致观测效果较差，甚至不能工作的情况。这些情景都会使得监控工作不到位，以至于存在安全隐患，甚至带来无法防范的财力、物力、精力损失。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可适应恶劣气候环境的一种适用于恶劣气候环境的夜间巡逻系统及方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的： 

一种适用于恶劣气候环境的夜间巡逻系统，包括至少一个前端采集单元、监控中心和报警模块，每个前端采集单元包括设置于监控区内多个监测点的多个热敏传感装置、云台、视频编码器和视频服务器，热敏传感装置与云台相连，热敏传感装置通过视频编码器与视频服务器连接，视频服务器通过通讯网络与监控中心通讯连接，报警模块与监控中心相连。

所述的热敏传感装置包括探测器、读出电路、图像处理芯片和外部存储器，其中，图像处理芯片通过控制接口与读出电路连接，外部存储器通过内部数据总线与图像处理芯片连接，图像处理芯片通过电源接口与供电系统连接，图像处理芯片通过视频接口与视频服务器连接，读出电路与探测器相连。

所述的探测器为红外热像探测仪。

所述图像处理芯片中包括非均匀校正模块、盲元校正模块、图像滤波去噪模块、图像细节增强模块、伪彩变换模块、模数转换模块、低噪声电源模块和接口时序控制模块；

所述非均匀校正模块，通过两点法与二元非线性校正法对红外热图像进行校正，得到校正后的图像；

所述盲元校正模块，通过采用盲元补偿算法，根据相邻像素、前后帧图像的响应相关性对盲元位置的信息进行预测和替代；

所述图像滤波去噪模块，通过快速中值滤波和带阈值的均值滤波对红外热图像进行去噪处理，得到去噪后图像；

所述图像细节增强模块，通过采用双阈值映射、双阈值自适应增强算法和边缘增强算法，对原始图像的直方图进行处理，实现对图像的增强功能；

所述模数转换模块，通过采用流水线ADC的设计架构，实现大阵列的模拟输出高速模数转换；

所述低噪声电源模块，通过采用集成Boost控制电路，为探测器提供较高偏置电压，实现红外探测器的高响应率； 

所述接口时序控制模块，通过采用计数分频的方法正确产生三路时序信号。

所述热敏传感装置通过晶圆级多组件封装技术进行封装。

一种适用于恶劣气候环境的夜间巡逻方法，包括如下步骤：

S1.将前端采集单元设置在监控区，将多个热敏传感装置分别安装在各个测量点上；

S2.热敏传感装置对视野范围内的目标探测成像并对图像进行处理，将处理后的图像信息传送至视频编码模块；

S3.视频编码模块对接收到的图像信息进行视频编码，得到高质量的视频信号，通过标准视频接口输出到视频服务器上；

S4.视频服务器通过通讯网络将视频信号传输到监控中心；

S5.当监控区有可疑人员出现时，监控中心将报警信号传送至报警模块进行报警。

所述热敏传感装置对图像进行处理的方法，包含如下步骤：

S21. 图像处理芯片为探测器提供所需要的各种控制时序信号、电源和偏压；

S22. 探测器对视野范围内的目标探测成像，并将图像数据传给图像处理芯片；

S23. 图像处理芯片对探测到的红外热图像进行包括非均匀校正、盲元校正、图像滤波去噪、图像细节增强、伪彩变换的功能处理；

S24.图像处理芯片对处理后的红热外图像数据进行模数转换；

S25.图像处理芯片将处理后的图像信息经视频接口传送至视频编码模块。

所述图像处理芯片，通过采用计数分频的方法实现正确产生三路时序信号，以及通过采用集成Boost控制电路，为探测器提供较高偏置电压，实现红外探测器的高响应率； 

所述非均匀校正，通过两点法与二元非线性校正法实现对红外热图像的校正，得到校正后的图像；

所述盲元校正，通过采用盲元补偿算法，根据相邻像素或前后帧图像的响应相关性对盲元位置的信息进行预测和替代；

所述图像滤波去噪，通过快速中值滤波和带阈值的均值滤波实现对红外热图像的去噪处理，得到去噪后图像；

所述图像细节增强，通过采用双阈值映射、双阈值自适应增强算法和边缘增强算法，对原始图像的直方图进行处理，实现对图像的增强功能；

所述图像处理芯片，采用流水线ADC的设计架构，实现大阵列的模拟输出高速模数转换。

本发明的有益效果是：通过目标自身的红外热辐射，系统可以在无论白天黑夜的情况下正常工作，同时可以避免暴露自身；并且在雨、雪、雾等恶劣的气候条件下，系统能够克服雨、雪、雾，实现在较远的距离上正常观测目标，在可疑人员出现时立即作出反映并报警，精确定位可疑人员的位置，节省时间，减少经济损失，稳定性好，简单易用。

附图说明

图1为本发明一种适用于恶劣气候环境的夜间巡逻系统的结构示意图；

图2为热敏传感装置内部结构示意图；

图3为本发明一种适用于恶劣气候环境的夜间巡逻方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种适用于恶劣气候环境的夜间巡逻系统，其特征在于：包括至少一个前端采集单元、监控中心和报警模块，每个前端采集单元包括设置于监控区内多个监测点的多个热敏传感装置、云台、视频编码器和视频服务器，热敏传感装置与云台相连，热敏传感装置通过视频编码器与视频服务器连接，视频服务器通过通讯网络与监控中心通讯连接，报警模块与监控中心相连。

如图2所示，热敏传感装置包括探测器、读出电路、图像处理芯片和外部存储器，其中，图像处理芯片通过控制接口与读出电路连接，外部存储器通过内部数据总线与图像处理芯片连接，图像处理芯片通过电源接口与供电系统连接，图像处理芯片通过视频接口与视频服务器连接，读出电路与探测器相连。

所述图像处理芯片中包括非均匀校正模块、盲元校正模块、图像滤波去噪模块、图像细节增强模块、伪彩变换模块、模数转换模块、低噪声电源模块和接口时序控制模块；所述非均匀校正模块，通过两点法与二元非线性校正法对红外热图像进行校正，得到校正后的图像；

所述盲元校正模块，通过采用盲元补偿算法，根据相邻像素、前后帧图像的响应相关性对盲元位置的信息进行预测和替代；所述图像滤波去噪模块，通过快速中值滤波和带阈值的均值滤波对红外热图像进行去噪处理，得到去噪后图像；所述图像细节增强模块，通过采用双阈值映射、双阈值自适应增强算法和边缘增强算法，对原始图像的直方图进行处理，实现对图像的增强功能；所述模数转换模块，通过采用流水线ADC的设计架构，实现大阵列的模拟输出高速模数转换；所述低噪声电源模块，通过采用集成Boost控制电路，为探测器提供较高偏置电压，实现红外探测器的高响应率； 所述接口时序控制模块，通过采用计数分频的方法正确产生三路时序信号。

如图3所示，一种适用于恶劣气候环境的夜间巡逻方法，包括如下步骤：

S1.将前端采集单元设置在监控区，将多个热敏传感装置分别安装在各个测量点上；

S2.热敏传感装置对视野范围内的目标探测成像并对图像进行处理，将处理后的图像信息传送至视频编码模块；

S3.视频编码模块对接收到的图像信息进行视频编码，得到高质量的视频信号，通过标准视频接口输出到视频服务器上；

S4.视频服务器通过通讯网络将视频信号传输到监控中心；

S5.当监控区有可疑人员出现时，监控中心将报警信号传送至报警模块进行报警。

热敏传感装置对图像进行处理的方法，包含如下步骤：

S21. 图像处理芯片为探测器提供所需要的各种控制时序信号、电源和偏压；

S22. 探测器对视野范围内的目标探测成像，并将图像数据传给图像处理芯片；

S23. 图像处理芯片对探测到的红外热图像进行包括非均匀校正、盲元校正、图像滤波去噪、图像细节增强、伪彩变换的功能处理；

S24.图像处理芯片对处理后的红热外图像数据进行模数转换；

S25.图像处理芯片将处理后的图像信息经视频接口传送至视频编码模块。

所述图像处理芯片，通过采用计数分频的方法实现正确产生三路时序信号；所述图像处理芯片，通过采用集成Boost控制电路，为探测器提供较高偏置电压，实现红外探测器的高响应率； 所述非均匀校正功能，通过两点法与二元非线性校正法实现对红外热图像的校正，得到校正后的图像；所述盲元校正功能，通过采用盲元补偿算法，根据相邻像素或前后帧图像的响应相关性对盲元位置的信息进行预测和替代；所述图像滤波去噪功能，通过快速中值滤波和带阈值的均值滤波实现对红外热图像的去噪处理，得到去噪后图像；所述图像细节增强功能，通过采用双阈值映射、双阈值自适应增强算法和边缘增强算法，对原始图像的直方图进行处理，实现对图像的增强功能；所述图像处理芯片，通过采用流水线ADC的设计架构，实现大阵列的模拟输出高速模数转换。

本实施例中，所述探测器为红外热像探测仪，所述热敏传感装置通过晶圆级多组件封装技术进行封装。 

Claims (7)

1.一种适用于恶劣气候环境的夜间巡逻系统，其特征在于：包括至少一个前端采集单元、监控中心和报警模块，每个前端采集单元包括设置于监控区内多个监测点的多个热敏传感装置、云台、视频编码器和视频服务器，热敏传感装置与云台相连，热敏传感装置通过视频编码器与视频服务器连接，视频服务器通过通讯网络与监控中心通讯连接，报警模块与监控中心相连。

2.根据权利要求1所述的一种适用于恶劣气候环境的夜间巡逻系统，其特征在于：所述的热敏传感装置包括探测器、读出电路、图像处理芯片和外部存储器，其中，图像处理芯片通过控制接口与读出电路连接，外部存储器通过内部数据总线与图像处理芯片连接，图像处理芯片通过电源接口与供电系统连接，图像处理芯片通过视频接口与视频服务器连接，读出电路与探测器相连。

3.根据权利要求2所述的一种适用于恶劣气候环境的夜间巡逻系统，其特征在于：所述的探测器为红外热像探测仪。

4.根据权利要求2所述的一种适用于恶劣气候环境的夜间巡逻系统，其特征在于：所述图像处理芯片中包括非均匀校正模块、盲元校正模块、图像滤波去噪模块、图像细节增强模块、伪彩变换模块、模数转换模块、低噪声电源模块和接口时序控制模块；

所述非均匀校正模块，通过两点法与二元非线性校正法对红外热图像进行校正，得到校正后的图像；

所述盲元校正模块，通过采用盲元补偿算法，根据相邻像素、前后帧图像的响应相关性对盲元位置的信息进行预测和替代；

所述图像滤波去噪模块，通过快速中值滤波和带阈值的均值滤波对红外热图像进行去噪处理，得到去噪后图像；

所述图像细节增强模块，通过采用双阈值映射、双阈值自适应增强算法和边缘增强算法，对原始图像的直方图进行处理，实现对图像的增强功能；

所述模数转换模块，通过采用流水线ADC的设计架构，实现大阵列的模拟输出高速模数转换；

所述低噪声电源模块，通过采用集成Boost控制电路，为探测器提供较高偏置电压，实现红外探测器的高响应率； 

所述接口时序控制模块，通过采用计数分频的方法正确产生三路时序信号。

5.根据权利要求2所述的一种适用于恶劣气候环境的夜间巡逻系统，其特征在于：所述热敏传感装置通过晶圆级多组件封装技术进行封装。

6.一种适用于恶劣气候环境的夜间巡逻方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1.将前端采集单元设置在监控区，将多个热敏传感装置分别安装在各个测量点上；

S2.热敏传感装置对视野范围内的目标探测成像并对图像进行处理，将处理后的图像信息传送至视频编码模块；

S3.视频编码模块对接收到的图像信息进行视频编码，得到高质量的视频信号，通过标准视频接口输出到视频服务器上；

S4.视频服务器通过通讯网络将视频信号传输到监控中心；

S5.当监控区有可疑人员出现时，监控中心将报警信号传送至报警模块进行报警。

7.根据权利要求6所述的一种适用于恶劣气候环境的夜间巡逻方法，其特征在于：所述热敏传感装置对图像进行处理的方法，包含如下步骤：

S21. 图像处理芯片为探测器提供所需要的各种控制时序信号、电源和偏压；

S22. 探测器对视野范围内的目标探测成像，并将图像数据传给图像处理芯片；

S23. 图像处理芯片对探测到的红外热图像进行包括非均匀校正、盲元校正、图像滤波去噪、图像细节增强、伪彩变换的功能处理；

S24.图像处理芯片对处理后的红热外图像数据进行模数转换；

S25.图像处理芯片将处理后的图像信息经视频接口传送至视频编码模块；

所述图像处理芯片，通过采用计数分频的方法实现正确产生三路时序信号，以及通过采用集成Boost控制电路，为探测器提供较高偏置电压，实现红外探测器的高响应率； 

所述非均匀校正，通过两点法与二元非线性校正法实现对红外热图像的校正，得到校正后的图像；

所述盲元校正，通过采用盲元补偿算法，根据相邻像素或前后帧图像的响应相关性对盲元位置的信息进行预测和替代；

所述图像滤波去噪，通过快速中值滤波和带阈值的均值滤波实现对红外热图像的去噪处理，得到去噪后图像；

所述图像细节增强，通过采用双阈值映射、双阈值自适应增强算法和边缘增强算法，对原始图像的直方图进行处理，实现对图像的增强功能；

所述图像处理芯片，采用流水线ADC的设计架构，实现大阵列的模拟输出高速模数转换。