CN110621009A - 基于信号触发的通讯控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于信号触发的通讯控制系统，包括：记录控制设备，设置在学校的控制室内，用于在接收到第一检测命令时，记录均衡处理图像，还用于在接收到第二检测命令时，放弃对均衡处理图像的记录；ZIGBEE通信接口，用于在接收到第一检测命令时，对均衡处理图像进行压缩编码并通过ZIGBEE通信链路无线发送编码后的图像。本发明的基于信号触发的通讯控制系统结构紧凑，运行可靠。

Description

基于信号触发的通讯控制系统
技术领域
本发明涉及无线通讯领域，尤其涉及一种基于信号触发的通讯控制系统。
背景技术
802.11标准是IEEE制定的无线局域网标准，主要是对网络的物理层(PH)和媒质访问控制层(MAC)进行了规定，其中对MAC层的规定是重点。各厂商的产品在同一物理层上可以互操作，逻辑链路控制层(LLC)是一致的，即MAC层以下对网络应用是透明的。这样就使得无线网的两种主要用途即“同网段内多点接入“和”多网段互连“，易于质优价廉地实现。对应用来说，更重要的是，某种程度上的兼容就意味着竞争开始出现；而在IT这个行业，兼容，就意味着十倍速时代降临了。
在MAC层以下，802.11规定了三种发送及接收技术：扩频(SpreadSpectrum)技术；红外(Infrared)技术；窄带(NarrowBand)技术。而扩频又分为直接序列(DirectSequence，DS)扩频技术(简称直扩)，和跳频(FrequencyHopping，FH)扩频技术。直序扩频技术，通常又会结合码分多址CDMA技术。
发明内容
本发明至少具有以下三个重要发明点：
(1)对学校出入口处成像图像中的各个人体脸部进行特征分析，以获得每一个人体脸部对应的学生编号或教职工编号，并在对某一个人体脸部进行特征分析获得编号失败时，触发相关图像数据的记录和无线发送，以减少无效数据的存储和无线发送；
(2)为了提高图像处理速度，对图像中的单通道执行畸变校正处理，以提高图像处理效率；
(3)基于对图像中各个像素点的各个灰度值进行排序所获得的排序队列的最大序号确定图像的相应冗余度。
根据本发明的一方面，提供了一种基于信号触发的通讯控制系统，所述系统包括：记录控制设备，设置在学校的控制室内，与硬盘存储设备连接，用于在接收到第一检测命令时，记录所述均衡处理图像。
更具体地，在所述基于信号触发的通讯控制系统中：所述记录控制设备还用于在接收到第二检测命令时，放弃对所述均衡处理图像的记录。
更具体地，在所述基于信号触发的通讯控制系统中，还包括：ZIGBEE通信接口，用于在接收到第一检测命令时，对所述均衡处理图像进行压缩编码并通过ZIGBEE通信链路无线发送编码后的图像，还用于在接收到第二检测命令时，放弃对所述均衡处理图像的压缩编码和无线发送；信号分析设备，分别与记录控制设备、ZIGBEE通信接口和直方图均衡设备连接，用于对接收到的均衡处理图像中的各个人体脸部进行特征分析，以获得每一个人体脸部对应的学生编号或教职工编号，并在对某一个人体脸部进行特征分析获得编号失败时，发出第一检测命令；所述信号分析设备还用于在对所述均衡处理图像中的每一个人体脸部进行特征分析获得编号成功时，发出第二检测命令。
本发明的基于信号触发的通讯控制系统结构紧凑，运行可靠。由于对学校出入口处成像图像中的各个人体脸部进行特征分析，以获得每一个人体脸部对应的学生编号或教职工编号，并在对某一个人体脸部进行特征分析获得编号失败时，触发相关图像数据的记录和无线发送，从而减少了无效数据的存储和无线发送。
具体实施方式
下面将对本发明的基于信号触发的通讯控制系统的实施方案进行详细说明。
ZIGBEE是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZIGBEE技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称(又称紫蜂协议)来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(ZIG)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。
简而言之，ZIGBEE就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。ZIGBEE是一种低速短距离传输的无线网络协议。ZIGBEE协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802.15.4标准的规定。
目前，由于学校的人口密集度的特点以及影响大的原因，对于犯罪分子来说是犯罪的首选之地，尤其对于幼儿园或小学这样的学生防范能力较差的场所，已有的学校的安保机制仅限于在学校出入口安装一个摄像头进行24小时无间断拍摄，其监控效果不佳且严重浪费各种数据资源。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种基于信号触发的通讯控制系统，能够有效解决相应的技术问题。
根据本发明实施方案示出的基于信号触发的通讯控制系统包括：
记录控制设备，设置在学校的控制室内，与硬盘存储设备连接，用于在接收到第一检测命令时，记录所述均衡处理图像。
接着，继续对本发明的基于信号触发的通讯控制系统的具体结构进行进一步的说明。
在所述基于信号触发的通讯控制系统中：
所述记录控制设备还用于在接收到第二检测命令时，放弃对所述均衡处理图像的记录。
在所述基于信号触发的通讯控制系统中，还包括：
ZIGBEE通信接口，用于在接收到第一检测命令时，对所述均衡处理图像进行压缩编码并通过ZIGBEE通信链路无线发送编码后的图像，还用于在接收到第二检测命令时，放弃对所述均衡处理图像的压缩编码和无线发送；
信号分析设备，分别与记录控制设备、ZIGBEE通信接口和直方图均衡设备连接，用于对接收到的均衡处理图像中的各个人体脸部进行特征分析，以获得每一个人体脸部对应的学生编号或教职工编号，并在对某一个人体脸部进行特征分析获得编号失败时，发出第一检测命令；
所述信号分析设备还用于在对所述均衡处理图像中的每一个人体脸部进行特征分析获得编号成功时，发出第二检测命令；
硬盘存储设备，设置在学校的控制室内，用于存储接收到的图像数据；
半球型摄像机，设置在学校的进出口的上方，用于对学校的进出口出入场景进行现场摄像动作，以获得并输出相应的出入场景图像；
通道值排序设备，与所述半球型摄像机连接，用于接收所述出入场景图像，对所述出入场景图像中各个像素点的各个灰度值进行排序，以获得排序队列的最大序号；
冗余度识别设备，与所述通道值排序设备连接，用于接收所述最大序号，确定与所述最大序号成反比的所述出入场景图像的冗余度；
单通道处理设备，与所述冗余度识别设备连接，用于在接收到的冗余度的数值低于预设冗余度阈值时，开始接收所述出入场景图像，否则，停止接收所述出入场景图像，还用于在接收所述出入场景图像之后，对所述出入场景图像的像素点的RGB颜色空间下的R颜色成分值执行畸变校正处理，以获得校正处理成分值；
通道组合设备，与所述单通道处理设备连接，用于针对所述出入场景图像中的每一个像素点，将其校正处理成分值、G颜色成分值和B颜色成分值作为所述像素点的RGB颜色空间下的更新后的各个颜色成分值，以获得对应的颜色更新图像；
中值滤波设备，与所述通道组合设备连接，用于接收所述颜色更新图像，对所述颜色更新图像执行基于其噪声幅值的中值滤波窗口的中值滤波处理，以获得更新处理图像；
直方图均衡设备，与所述中值滤波设备连接，用于对所述更新处理图像执行直方图均衡处理，以获得对应的均衡处理图像；
其中，在所述中值滤波设备中，对所述颜色更新图像执行基于其噪声幅值的中值滤波窗口的中值滤波处理，以获得更新处理图像包括：所述颜色更新图像的噪声幅值越大，采用的中值滤波窗口越大；
其中，在所述通道值排序设备中，对所述出入场景图像中各个像素点的各个灰度值进行排序包括：相同灰度值的像素点占用同一个排队序列的序号；
其中，所述通道值排序设备通过串行通信接口与所述冗余度识别设备连接；
其中，所述通道组合设备还与所述冗余度识别设备连接，用于在接收到的冗余度的数值低于预设冗余度阈值时，从休眠模式进入工作模式。
在所述基于信号触发的通讯控制系统中：
所述通道组合设备还用于在接收到的冗余度的数值大于等于所述预设冗余度阈值时，从工作模式进入休眠模式。
在所述基于信号触发的通讯控制系统中，还包括：
畸变校正设备，与所述直方图均衡设备连接，用于接收所述均衡处理图像，对所述均衡处理图像执行畸变校正操作，以获得对应的畸变校正图像。
在所述基于信号触发的通讯控制系统中，还包括：
腐蚀膨胀设备，与所述畸变校正设备连接，用于对所述畸变校正图像执行腐蚀膨胀处理，以获得相应的腐蚀膨胀图像，并输出所述腐蚀膨胀图像。
在所述基于信号触发的通讯控制系统中，还包括：
分块提取设备，与所述最邻近元腐蚀膨胀设备连接，用于对背景噪声幅值小于等于预设幅值的莱娜图和所述腐蚀膨胀图像执行相同图像分块大小的图像分块处理，以获得所述莱娜图的各个图像分块以及所述腐蚀膨胀图像的各个分块，提取所述莱娜图的各个图像分块的中间位置的图像分块以作为第一图像分块，以及所述腐蚀膨胀图像的各个图像分块的中间位置的图像分块以作为第二图像分块。
在所述基于信号触发的通讯控制系统中，还包括：
信号触发设备，与所述分块提取设备连接，用于在所述第二图像分块的背景噪声幅值小于等于第一图像分块的背景噪声幅值时，发出第一触发信号，还用于在所述第二图像分块的背景噪声幅值大于第一图像分块的背景噪声幅值时，发出第二触发信号。
在所述基于信号触发的通讯控制系统中，还包括：
逐次开操作设备，分别与所述信号分析设备和所述信号触发设备连接，用于在接收到所述第二触发信号时，将所述第二图像分块的背景噪声幅值除以所述第一图像分块的背景噪声幅值以获得相应的倍数，并基于所述倍数确定对所述腐蚀膨胀图像执行后续开操作的次数，以对所述腐蚀膨胀图像执行多次开操作处理，获得相应的逐次开操作图像，并将所述逐次开操作图像替换所述均衡处理图像发送给所述信号分析设备。
在所述基于信号触发的通讯控制系统中：
所述逐次开操作设备用于在接收到所述第一触发信号时，将所述腐蚀膨胀图像作为逐次开操作图像，并将所述逐次开操作图像替换所述均衡处理图像发送给所述信号分析设备。
另外，所述中值滤波设备采用的图像滤波，在尽量保留图像细节特征的条件下对目标图像的噪声进行抑制，是图像预处理中不可缺少的操作，其处理效果的好坏将直接影响到后续图像处理和分析的有效性和可靠性。
由于成像系统、传输介质和记录设备等的不完善，数字图像在其形成、传输记录过程中往往会受到多种噪声的污染。另外，在图像处理的某些环节当输入的像对象并不如预想时也会在结果图像中引入噪声。这些噪声在图像上常表现为一引起较强视觉效果的孤立像素点或像素块。一般，噪声信号与要研究的对象不相关它以无用的信息形式出现，扰乱图像的可观测信息。对于数字图像信号，噪声表为或大或小的极值，这些极值通过加减作用于图像像素的真实灰度值上，对图像造成亮、暗点干扰，极大降低了图像质量，影响图像复原、分割、特征提取、图像识别等后继工作的进行。要构造一种有效抑制噪声的滤波器必须考虑两个基本问题：能有效地去除目标和背景中的噪声；同时，能很好地保护图像目标的形状、大小及特定的几何和拓扑结构特征。
常用的图像滤波模式中的一种是，非线性滤波器，一般说来，当信号频谱与噪声频谱混叠时或者当信号中含有非叠加性噪声时如由系统非线性引起的噪声或存在非高斯噪声等，传统的线性滤波技术，如傅立变换，在滤除噪声的同时，总会以某种方式模糊图像细节(如边缘等)进而导致像线性特征的定位精度及特征的可抽取性降低。而非线性滤波器是基于对输入信号的一种非线性映射关系，常可以把某一特定的噪声近似地映射为零而保留信号的要特征，因而其在一定程度上能克服线性滤波器的不足之处。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种基于信号触发的通讯控制系统，其特征在于，包括：
记录控制设备，设置在学校的控制室内，与硬盘存储设备连接，用于在接收到第一检测命令时，记录所述均衡处理图像。
2.如权利要求1所述的基于信号触发的通讯控制系统，其特征在于：
所述记录控制设备还用于在接收到第二检测命令时，放弃对所述均衡处理图像的记录。
3.如权利要求2所述的基于信号触发的通讯控制系统，其特征在于，所述系统还包括：
ZIGBEE通信接口，用于在接收到第一检测命令时，对所述均衡处理图像进行压缩编码并通过ZIGBEE通信链路无线发送编码后的图像，还用于在接收到第二检测命令时，放弃对所述均衡处理图像的压缩编码和无线发送；
信号分析设备，分别与记录控制设备、ZIGBEE通信接口和直方图均衡设备连接，用于对接收到的均衡处理图像中的各个人体脸部进行特征分析，以获得每一个人体脸部对应的学生编号或教职工编号，并在对某一个人体脸部进行特征分析获得编号失败时，发出第一检测命令；
所述信号分析设备还用于在对所述均衡处理图像中的每一个人体脸部进行特征分析获得编号成功时，发出第二检测命令；
硬盘存储设备，设置在学校的控制室内，用于存储接收到的图像数据；
半球型摄像机，设置在学校的进出口的上方，用于对学校的进出口出入场景进行现场摄像动作，以获得并输出相应的出入场景图像；
通道值排序设备，与所述半球型摄像机连接，用于接收所述出入场景图像，对所述出入场景图像中各个像素点的各个灰度值进行排序，以获得排序队列的最大序号；
冗余度识别设备，与所述通道值排序设备连接，用于接收所述最大序号，确定与所述最大序号成反比的所述出入场景图像的冗余度；
单通道处理设备，与所述冗余度识别设备连接，用于在接收到的冗余度的数值低于预设冗余度阈值时，开始接收所述出入场景图像，否则，停止接收所述出入场景图像，还用于在接收所述出入场景图像之后，对所述出入场景图像的像素点的RGB颜色空间下的R颜色成分值执行畸变校正处理，以获得校正处理成分值；
通道组合设备，与所述单通道处理设备连接，用于针对所述出入场景图像中的每一个像素点，将其校正处理成分值、G颜色成分值和B颜色成分值作为所述像素点的RGB颜色空间下的更新后的各个颜色成分值，以获得对应的颜色更新图像；
中值滤波设备，与所述通道组合设备连接，用于接收所述颜色更新图像，对所述颜色更新图像执行基于其噪声幅值的中值滤波窗口的中值滤波处理，以获得更新处理图像；
直方图均衡设备，与所述中值滤波设备连接，用于对所述更新处理图像执行直方图均衡处理，以获得对应的均衡处理图像；
其中，在所述中值滤波设备中，对所述颜色更新图像执行基于其噪声幅值的中值滤波窗口的中值滤波处理，以获得更新处理图像包括：所述颜色更新图像的噪声幅值越大，采用的中值滤波窗口越大；
其中，在所述通道值排序设备中，对所述出入场景图像中各个像素点的各个灰度值进行排序包括：相同灰度值的像素点占用同一个排队序列的序号；
其中，所述通道值排序设备通过串行通信接口与所述冗余度识别设备连接；
其中，所述通道组合设备还与所述冗余度识别设备连接，用于在接收到的冗余度的数值低于预设冗余度阈值时，从休眠模式进入工作模式。
4.如权利要求3所述的基于信号触发的通讯控制系统，其特征在于：
所述通道组合设备还用于在接收到的冗余度的数值大于等于所述预设冗余度阈值时，从工作模式进入休眠模式。
5.如权利要求4所述的基于信号触发的通讯控制系统，其特征在于，所述系统还包括：
畸变校正设备，与所述直方图均衡设备连接，用于接收所述均衡处理图像，对所述均衡处理图像执行畸变校正操作，以获得对应的畸变校正图像。
6.如权利要求5所述的基于信号触发的通讯控制系统，其特征在于，所述系统还包括：
腐蚀膨胀设备，与所述畸变校正设备连接，用于对所述畸变校正图像执行腐蚀膨胀处理，以获得相应的腐蚀膨胀图像，并输出所述腐蚀膨胀图像。
7.如权利要求6所述的基于信号触发的通讯控制系统，其特征在于，所述系统还包括：
分块提取设备，与所述最邻近元腐蚀膨胀设备连接，用于对背景噪声幅值小于等于预设幅值的莱娜图和所述腐蚀膨胀图像执行相同图像分块大小的图像分块处理，以获得所述莱娜图的各个图像分块以及所述腐蚀膨胀图像的各个分块，提取所述莱娜图的各个图像分块的中间位置的图像分块以作为第一图像分块，以及所述腐蚀膨胀图像的各个图像分块的中间位置的图像分块以作为第二图像分块。
8.如权利要求7所述的基于信号触发的通讯控制系统，其特征在于，所述系统还包括：
信号触发设备，与所述分块提取设备连接，用于在所述第二图像分块的背景噪声幅值小于等于第一图像分块的背景噪声幅值时，发出第一触发信号，还用于在所述第二图像分块的背景噪声幅值大于第一图像分块的背景噪声幅值时，发出第二触发信号。
9.如权利要求8所述的基于信号触发的通讯控制系统，其特征在于，所述系统还包括：
逐次开操作设备，分别与所述信号分析设备和所述信号触发设备连接，用于在接收到所述第二触发信号时，将所述第二图像分块的背景噪声幅值除以所述第一图像分块的背景噪声幅值以获得相应的倍数，并基于所述倍数确定对所述腐蚀膨胀图像执行后续开操作的次数，以对所述腐蚀膨胀图像执行多次开操作处理，获得相应的逐次开操作图像，并将所述逐次开操作图像替换所述均衡处理图像发送给所述信号分析设备。
10.如权利要求9所述的基于信号触发的通讯控制系统，其特征在于：
所述逐次开操作设备用于在接收到所述第一触发信号时，将所述腐蚀膨胀图像作为逐次开操作图像，并将所述逐次开操作图像替换所述均衡处理图像发送给所述信号分析设备。
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