CN105472411A - 消防图像处理系统和基于该系统的消防图像处理方法 - Google Patents

消防图像处理系统和基于该系统的消防图像处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种消防图像处理系统和基于该系统的消防图像处理方法，该系统包括消防图像处理终端，该终端包括画面采集模块、射频处理模块、基带处理模块、数据处理模块以及信号输出模块；射频处理模块包括滤波组件以及模数转换子模块；基带处理模块包括解调和均衡子模块和解码子模块；数据处理模块包括解密子模块、解复用子模块；画面采集模块依次与滤波组件、模数转换子模块、解调和均衡子模块、解码子模块、解密子模块、解复用子模块相连接，解复用子模块通过信号输出模块与外部上位机相连接。通过该系统，将火灾现场的场景实时发送至消防指挥中心，使得消防中心的工作人员能够根据现场情况准确地进行远程指挥，提升消防效率，节约消防能耗。

Description

消防图像处理系统和基于该系统的消防图像处理方法
技术领域
本发明属于消防图像处理技术领域，具体为一种消防图像处理系统，尤其是一种移动状态下的消防图像处理系统。
背景技术
目前，根据我国新消防法的要求，公安消防部队将承担灭火、救援等重要任务，对消防部门应对突发应急任务的能力提出了更高的要求，消防应急通信将不再仅满足于语音无线通信，如何在复杂环境下保证音视频通信的质量将是今后消防应急通信面对的最重要问题。一方面，灭火救援现场地理环境日趋复杂，高层建筑、地下空间建筑日益成为灭火救援的难点和重点，新时期消防工作的特点对通信保障能力提出了更高的要求；另一方面，在目前的消防指挥作战中，部队多数配备手持台、无线指挥电台等作为通信指挥联络之用。深入第一线的战士是否能够通过通信装备将灭火救援现场视频、音频等信息可靠地传递到后方，将极大地影响现场指挥决策效率。因此，研制具有视频、音频传输功能的消防通信装备，建立音视频联动的应急通信保障机制是消防应急通信的发展方向。
图像处理技术是视频音频传输功能的消防通信装备需要解决的关键技术，本发明将设计一种消防图像处理系统，用于实现消防通信装备的移动视频信息传输。
发明内容
本发明的目的在于提供一种消防图像处理终端，使得指挥中心能够实时看到现场的画面，并根据实时画面来进行更加精确的指挥。
为实现以上目的，本发明提供了一种消防图像处理终端，包括画面采集模块、射频处理模块、基带处理模块、数据处理模块以及信号输出模块；
射频处理模块包括加密子模块、调制子模块、滤波组件以及模数转换子模块；
基带处理模块包括解调和均衡子模块和解码子模块；
数据处理模块包括解密子模块、解复用子模块；
画面采集模块依次与加密子模块、调制子模块、滤波组件、模数转换子模块、解调和均衡子模块、解码子模块、解密子模块、解复用子模块相连接，解复用子模块通过信号输出模块与计算机(外部上位机)相连接。
作为优选的，还包括显示模块、音声输出模块、视频解压缩模块和数模转换模块；
解复用子模块与视频解压缩模块相连接，视频解压缩模块与数模转换模块相连接，数模转换模块分别与显示模块和音声输出模块相连接。
作为优选的，视频解压缩模块为MPEG-4解压缩模块。
作为优选的，还包括通信模块；
解码子模块还与通信模块相连接，通信模块通过IP网络与外部消防指挥中心相连接。
作为优选的，通信模块包括有线通信子模块和/或无线通信子模块。
作为优选的，编码子模块为LDPC编码子模块或Turbo编码子模块；解码子模块为LDPC解码子模块或Turbo解码子模块。
作为优选的，射频处理模块还包括低相噪本振源；低相噪本振源与滤波组件相连接。
作为优选的，加密子模块为AES加密子模块；解密子模块为AES解密子模块。
作为优选的，解复用子模块子模块为TS流解复用子模块。
作为优选的，基带处理单元还包括同步子模块和解交织子模块；
同步子模块分别与模数转换子模块、解调和均衡子模块相连接；解交织子模块分别与解调和均衡子模块、解码子模块相连接。
作为优选的，射频处理模块还包括低噪放大器；
低噪放大器分别与无线通信子模块、滤波组件相连接。
本发明还提供了一种消防图像处理系统，包括了计算机以及上述任意一项的消防图像处理终端。
本发明还提供了一种消防图像处理方法，基于上述消防图像处理系统，消防图像处理方法包括以下步骤：
S1、拍摄火灾现场画面；
S2、对火灾现场画面进行编码、加密、调制；
S3、通过低相噪本振源对编码、加密、调制后的信号变频滤波；
S4、将变频滤波后的模拟信号转化为数字信号；
S5、解调、均衡数字信号；
S6、解码数字信号；
S7、解密数字信号；
S8、解复用数字信号；
S9、计算机解压缩数字信号，并将数字信号转换为模拟信号，通过计算机显示屏显示出画面。
作为优选的，在步骤S6后，消防图像处理终端解密、解复用数字信号，并显示出画面，输出音频。
作为优选的，在步骤S6后，消防图像处理终端还将画面打包，通过IP网络发送给消防指挥中心的计算机。
作为优选的，通过无线IP网络发送画面时，在步骤S4后，同步传输信道。
作为优选的，在步骤S2中，还交织编码火灾现场画面信号；
在步骤S5后，解交织火灾现场画面信号。
本发明还提供了一种消防指挥方法，包括以下步骤：
S0、准备上述任意一项的消防图像处理终端；
S1、利用消防图像处理终端拍摄火灾现场的视频；
S2、消防图像处理终端对视频依次进行滤波、模数转换、解调和均衡、解码；
S3、消防图像处理终端对解码后的视频依次进行解密和解复用，并将解复用后的视频发送到外部上位机，外部上位机处理并显示视频；
S4、消防图像处理终端对解码后的视频通过互联网络发送至消防指挥中心的上位机，消防指挥中心的上位机处理并显示视频；
S5、根据步骤S3或步骤S4显示出的视频对前线消防员进行指挥；
其中，步骤S3和步骤S4能够同时进行、依次进行或只进行其中一个步骤；步骤S3和步骤S4依次进行时，顺序不限。
作为优选的，在步骤S5后，
显示模块显示出指挥内容；
音声输出模块输出指挥内容音频。
本发明相比现有的消防指挥方法，具有以下优点：
1、指挥中心能够从远端实时看到消防现场的情况，能够根据现场的情况及时、准确地做出更适当的消防判断，提升消防的效率，节约能源。
2、采用MPEG-4制式的视频，使得拍摄出来的视频清晰度能得到保证。
3、可以通过无线网络或有线互联网络将视频发送到远端的消防指挥中心，使消防指挥中心的工作人员也能通过消防图像处理终端看到现场画面。
附图说明
图1为本发明一种实施方式的结构框图。
图2为本发明一种实施方式中消防图像处理终端的工作流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。
为解决上述技术问题，本发明的第一实施方式提供了一种消防图像处理终端，包括画面采集模块、射频处理模块、基带处理模块、数据处理模块以及信号输出模块；
射频处理模块包括加密子模块、调制子模块、滤波组件以及模数转换子模块；
基带处理模块包括解调和均衡子模块和解码子模块；
数据处理模块包括解密子模块、解复用子模块；
画面采集模块依次与加密子模块、调制子模块、滤波组件、模数转换子模块、解调和均衡子模块、解码子模块、解密子模块、解复用子模块相连接，解复用子模块通过信号输出模块与外部上位机相连接。
作为优选的，还包括显示模块、音声输出模块、视频解压缩模块和数模转换模块；
解复用子模块与视频解压缩模块相连接，视频解压缩模块与数模转换模块相连接，数模转换模块分别与显示模块和音声输出模块相连接。
作为优选的，视频解压缩模块为MPEG-4解压缩模块。
作为优选的，还包括通信模块；
解码子模块还与通信模块相连接，通信模块通过IP网络与外部消防指挥中心相连接。
作为优选的，通信模块包括有线通信子模块和/或无线通信子模块。
作为优选的，编码子模块为LDPC编码子模块或Turbo编码子模块；解码子模块为LDPC解码子模块或Turbo解码子模块。
作为优选的，射频处理模块还包括低相噪本振源；低相噪本振源与滤波组件相连接。
作为优选的，加密子模块为AES加密子模块；解密子模块为AES解密子模块。
作为优选的，解复用子模块子模块为TS流解复用子模块。
作为优选的，基带处理单元还包括同步子模块和解交织子模块；
同步子模块分别与模数转换子模块、解调和均衡子模块相连接；解交织子模块分别与解调和均衡子模块、解码子模块相连接。
作为优选的，射频处理模块还包括低噪放大器；
低噪放大器分别与无线通信子模块、滤波组件相连接。
本实施例提供的消防图像处理终端，如图2所示，其工作流程如下：
1、通过画面采集模块拍摄火灾现场。在本实施例中，画面采集模块采用的是摄像头组件。在采集画面的同时，编码会对加密子模块和调制子模块对该画面进行AES加密和调制。
2、低相噪本振源给滤波组件提供低相噪本振，使滤波组件实现下变频和中频滤波的功能。
3、对下变频和滤波后信号进行模数转换，将信号转变为数字信号。
4、利用正交频分复用技术(即OFDM，OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)进行解调和均衡，用于抵抗多重干扰。
5、利用LDPC或者Turbo的方式进行解码。
6、解密子模块通过对视频进行AES解密，再通过TS流解复用子模块来实现音频、视频的同步。
在进行第6步的同时，通过IP打包模块对视频进行打包，通过通信模块将打包后的视频通过互联网发送到消防指挥中心。在本实施例中，通信模块可以是有线的通信模块，通过RJ45连接头连接到互联网，也可以是无线通信模块，利用WIFI或者移动通信网络发送到互联网。
7、通过RS232接口，将同步后的音频、视频以及现场GPS数据发送到消防指挥车中的计算机，计算机解压缩数字信号，并将数字信号转换为模拟信号，通过计算机显示屏显示出画面，通过扬声器输出声音，供指挥人员查看。
同时，消防图像处理终端自身同时对视频进行MPEG-4解压缩，并且进行数模转换，将转换后的模拟音频信号、模拟视频信号通过显示模块(显示屏)和音声输出模块(扬声器)输出。
利用上述的消防图像处理终端以及包括该消防图像处理终端的系统，能够实现一种消防指挥方法，包括以下步骤：
S0、准备上述消防图像处理终端；
S1、利用消防图像处理终端拍摄火灾现场的视频；
S2、消防图像处理终端对视频依次进行滤波、模数转换、解调和均衡、解码；
S3、消防图像处理终端对解码后的视频依次进行解密和解复用，并将解复用后的视频发送到外部上位机，外部上位机处理并显示视频；
S4、消防图像处理终端对解码后的视频通过互联网络发送至消防指挥中心的上位机，消防指挥中心的上位机处理并显示视频；
S5、根据步骤S3或步骤S4显示出的视频对前线消防员进行指挥；
其中，步骤S3和步骤S4能够同时进行、依次进行或只进行其中一个步骤；步骤S3和步骤S4依次进行时，顺序不限。
在本实施例中，基于本消防图像处理终端，能够将火灾现场的情况及时传送到消防指挥现场，甚至是远处的消防指挥中心，使得消防指挥工作人员能够根据现场的实时视频资料来进行更合理的指挥，提升消防效率，节约用于消防的水等资源。
作为优选的，在指挥工作人员作出指挥时，显示模块显示出指挥内容；音声输出模块输出指挥内容音频。通过此种设计，使得现场人员可以仅通过消防图像处理终端实现与指挥中心工作人员的交流，省去了电话沟通、对讲机沟通的麻烦。
上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，本领域的普通技术人员可以理解，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (11)

1.一种消防图像处理系统，其特征在于，包括计算机和消防图像处理终端；
所述消防图像处理终端包括画面采集模块、射频处理模块、基带处理模块、数据处理模块以及信号输出模块；
所述射频处理模块包括加密子模块、调制子模块、滤波组件以及模数转换子模块；
所述基带处理模块包括解调和均衡子模块和解码子模块；
所述数据处理模块包括解密子模块、解复用子模块；
所述画面采集模块依次与所述加密子模块、调制子模块、滤波组件、模数转换子模块、解调和均衡子模块、解码子模块、解密子模块、解复用子模块相连接，所述解复用子模块通过所述信号输出模块与所述计算机相连接。
2.根据权利要求1所述的消防图像处理系统，其特征在于，所述消防图像处理终端还包括显示模块、音声输出模块、视频解压缩模块和数模转换模块；
所述解复用子模块与所述视频解压缩模块相连接，所述视频解压缩模块与所述数模转换模块相连接，所述数模转换模块分别与所述显示模块和音声输出模块相连接。
3.根据权利要求1所述的消防图像处理系统，其特征在于，还包括通信模块；
所述解码子模块还与所述通信模块相连接，所述通信模块通过IP网络与外部消防指挥中心相连接。
4.根据权利要求3所述的消防图像处理系统，其特征在于，所述通信模块包括有线通信子模块和/或无线通信子模块。
5.根据权利要求4所述的消防图像处理系统，其特征在于，所述基带处理单元还包括同步子模块和解交织子模块；
所述同步子模块分别与所述模数转换子模块、解调和均衡子模块相连接；所述解交织子模块分别与所述解调和均衡子模块、解码子模块相连接。
6.根据权利要求4所述的消防图像处理系统，其特征在于，所述射频处理模块还包括低噪放大器；
所述低噪放大器分别与所述无线通信子模块、滤波组件相连接。
7.一种消防图像处理方法，其特征在于，基于权利要求1至6中任意一项所述的消防图像处理系统，所述消防图像处理方法包括以下步骤：
S1、拍摄火灾现场画面；
S2、对火灾现场画面进行编码、加密、调制；
S3、通过低相噪本振源对编码、加密、调制后的信号变频滤波；
S4、将变频滤波后的模拟信号转化为数字信号；
S5、解调、均衡所述数字信号；
S6、解码所述数字信号；
S7、解密所述数字信号；
S8、解复用所述数字信号；
S9、计算机解压缩所述数字信号，并将所述数字信号转换为模拟信号，通过计算机显示屏显示出画面，通过扬声器输出声音。
8.根据权利要求7所述的消防图像处理方法，其特征在于，在所述步骤S6后，所述消防图像处理终端解密、解复用所述数字信号，并显示出画面，输出音频。
9.根据权利要求7所述的消防图像处理方法，其特征在于，在所述步骤S6后，所述消防图像处理终端还将画面打包，通过IP网络发送给消防指挥中心的计算机。
10.根据权利要求9所述的消防图像处理方法，其特征在于，通过无线IP网络发送画面时，在所述步骤S4后，同步传输信道。
11.根据权利要求7所述的消防图像处理方法，其特征在于，在所述步骤S2中，还交织编码所述火灾现场画面信号；
在所述步骤S5后，解交织所述火灾现场画面信号。
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