CN110996070A - 一种摄像仪采集的数字图像设备及滤波方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种摄像仪采集的数字图像设备及滤波方法，摄像仪采集的数字图像设备包括红外光照明模块、可见光滤波透镜、视频采集模块，所述视频采集模块包括摄像仪机芯、摄像仪外壳，所述摄像机机芯包括镜头。本发明提供的一种摄像仪采集的数字图像设备及滤波方法，可直接从源头抑制矿用头灯及车灯对视频图像的直接干扰，避免摄像仪应灯光导致的致盲；另外，可以过滤可见光照射物体时产生的影子干扰或跳变，降低智能图像识别的算法难度，提高算法的准确率，并且本发明提供的摄像仪采集的数字图像设备适用于对原先通用的摄像仪进行改造方案，改造成本低、施工步骤简单。

Description

一种摄像仪采集的数字图像设备及滤波方法

技术领域

本发明涉及视频监控领域，尤其涉及一种摄像仪采集的数字图像设备及滤波方法。

背景技术

随着井下视频监控的普及，智能图像识别在煤矿中的应用越来越广泛。智能图像识别技术借用矿井摄像仪采集的数字图像，通过内嵌入摄像机的智能化算法或后端服务器算法进行运算分析，实现对视频内容的感知，进而根据设定的规律，判断识别相应目标或并进行相应报警。智能视频识别由于采用了无接触式检测，检测范围广、检测成本低等优势，能较好的解决煤矿内对于人员违章、人员越界等一系列危险场所的检测要求。

然而智能图像识别在煤矿井下应用却不是很理想，其中最主要的原因是井下车灯及矿灯对视频图像的干扰。由于井下环境昏暗无光，因此下井矿工必须携带照明用矿灯、井下机车也必须安装照明车灯，这对于井下视频图像识别会造成致命问题：1、照明设备直接照射或间接反射的光会影响摄像仪采集图像的像素变化，严重时可导致摄像仪产生光晕或摄像仪致盲现象，造成图像识别率的降低或致使图像识别失效。2、移动照明设备对于其他物体的照射会产生物体影子的移动或跳变，这将影响智能图像识别的判断，大大降低图像识别的准确率。3、现有的智能图像识别中对于以上光源干扰，通常采用数字图像过滤算法进行抑制，如亮斑抑制算法、局部动态对比度调整等图像算法，这些图像预处理的滤波算法计算复杂，不仅占用较多软、硬件计算资源，且对于以上光源引起的图像污染滤波效果差，容易导致智能视频的误报或漏检。

发明内容

本发明旨在提供一种高效、低成本的摄像仪采集的数字图像设备及滤波方法，实现摄像机对移动照明设备的完全过滤，解决了上述摄像仪智能识别中的致命问题，大大提高了智能图像识别的准确率。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

本发明的一个方面提供了一种摄像仪采集的数字图像设备，包括红外光照明模块、可见光滤波透镜、视频采集模块，其中，视频采集模块包括摄像仪机芯、摄像仪外壳，所述摄像机机芯包括镜头。

在一个示例中，红外光照明模块，可发射包括波长大于等于800nm的通用红外光源。

在一个示例中，可见光滤波透镜可以抑制波长为380～780nm的可见光，所述可见光滤波透镜对于可见光的抑制率大于等于90％。

在一个示例中，可见光滤波透镜可以通过大于等于波长为800nm的不可见光，所述可见光滤波透镜对于红外光的通过率大于等于90％。

本发明的另一个方面提供了一种摄像仪采集的数字图像滤波方法，包括上述任一摄像仪采集的数字图像设备。

在一个示例中，通过所述红外照明模块对外发射红外光并通过所述可见光滤波透镜反射至所述视频采集模块；通过所述可见光滤波透镜过滤可见光并让红外光透过成像，通过所述视频采集模块采集形成红外光视频图像。

在一个示例中，红外照明模块包括内置红外照明模块，或外装红外照明模块。

在一个示例中，摄像仪外壳可以屏蔽外界可见光。

在一个示例中，红外光照明模块，可发射包括波长大于等于800nm的通用红外光源。

在一个示例中，可见光滤波透镜可以抑制波长为380～780nm的可见光，所述可见光滤波透镜对于可见光抑制率大于等于90％，所述可见光滤波透镜可以通过大于等于波长为800nm的不可见光，所述可见光滤波透镜对于红外光的通过率大于等于90％。

本发明提供的一种摄像仪采集的数字图像设备及滤波方法，可直接从源头抑制矿用头灯及车灯对视频图像的直接干扰，避免摄像仪应灯光导致的致盲；另外，可以过滤可见光照射物体时产生的影子干扰或跳变，降低智能图像识别的算法难度，提高算法的准确率，并且本发明提供的摄像仪采集的数字图像设备适用于对原先通用的摄像仪进行改造方案，改造成本低、施工步骤简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明提供的一种摄像仪采集的数字图像设备示意图；

图2为本发明提供的一种摄像仪采集的数字图像设备及滤波方法原理示意图；

图3为本发明提供的一种摄像仪采集的数字图像设备及滤波方法中滤波透镜的频率响应示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。因此，下列的描述应当被理解为对本领域技术人员的思路的扩展，而并不作为对本发明的限制。

为了清楚的描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对本领域技术人员来说仅仅是常规工作。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下列说明使本发明的要点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、清晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本发明提供一种摄像仪采集的数字图像设备，如图1所示，包括红外光照明模块101、可见光滤波透镜102、视频采集模块，所述视频采集模块包括摄像仪机芯105、摄像仪外壳103，所述摄像机机芯包括镜头104。具体原理如图2所示，图2为本发明提供的一种摄像仪采集的数字图像设备及滤波方法原理示意图；在光谱坐标中，波长小于380nm的为紫外光，波长在380nm到780nm之间的为可见光，波长大于780nm的为红外光，波长在380nm到780nm之间的滤波透镜特性为高抑制，增益不大于-10dBm，增益越小效果越好，波长在780nm到800nm之间的滤波透镜特性为过渡区域，波长在800nm到1000nm之间的滤波透镜特性为高通过，增益不小于-0.45dBm，增益越大效果越好；红外照明光谱位于780nm到1000nm之间，普通摄像头感光区域为波长500nm到1000nm之间，而头灯、车灯干扰区域位于普通摄像头感光区域中。其中，滤波透镜的频率响应如图3所示，图3为本发明提供的一种摄像仪采集的数字图像设备及滤波方法中滤波透镜的频率响应示意图，在波长为380nm到780nm之间，可见光部分不大于-10dB，在波长为800nm到1000nm之间，红外光部分不小于-0.45dB。

本发明提供的一种摄像仪采集的数字图像设备，可直接从源头抑制矿用头灯及车灯对视频图像的直接干扰，避免摄像仪应灯光导致的致盲；另外，可以过滤可见光照射物体时产生的影子干扰或跳变，降低智能图像识别的算法难度，提高算法的准确率，并且本发明提供的摄像仪采集的数字图像设备适用于对原先通用的摄像仪进行改造方案，改造成本低、施工步骤简单。

可选的，红外光照明模块，可发射包括波长大于等于800nm的通用红外光源。

可选的，可见光滤波透镜可以抑制波长为380～780nm的可见光，所述可见光滤波透镜对于可见光的抑制率大于等于90％。

可选的，可见光滤波透镜可以通过大于等于波长为800nm的不可见光，所述可见光滤波透镜对于红外光的通过率大于等于90％。

本发明还提供一种摄像仪采集的数字图像滤波方法，包括上述任一摄像仪采集的数字图像设备。

可选的，本发明提供的摄像仪采集的数字图像滤波方法，通过所述红外照明模块对外发射红外光并通过所述可见光滤波透镜反射至所述视频采集模块；通过所述可见光滤波透镜过滤可见光并让红外光透过成像，通过所述视频采集模块采集形成红外光视频图像。具体原理如图2所示，图2为本发明提供的一种摄像仪采集的数字图像设备及滤波方法原理示意图；在光谱坐标中，波长小于380nm的为紫外光，波长在380nm到780nm之间的为可见光，波长大于780nm的为红外光，波长在380nm到780nm之间的滤波透镜特性为高抑制，增益不大于-10dBm，增益越小效果越好，波长在780nm到800nm之间的滤波透镜特性为过渡区域，波长在800nm到1000nm之间的滤波透镜特性为高通过，增益不小于-0.45dBm，增益越大效果越好；红外照明光谱位于780nm到1000nm之间，普通摄像头感光区域为波长500nm到1000nm之间，而头灯、车灯干扰区域位于普通摄像头感光区域中。其中，滤波透镜的频率响应如图3所示，图3为本发明提供的一种摄像仪采集的数字图像设备及滤波方法中滤波透镜的频率响应示意图，在波长为380nm到780nm之间，可见光部分不大于-10dB，在波长为800nm到1000nm之间，红外光部分不小于-0.45dB。

可选的，本发明提供的摄像仪采集的数字图像滤波方法，红外照明模块包括内置红外照明模块，或外装红外照明模块。

可选的，本发明提供的摄像仪采集的数字图像滤波方法，摄像仪外壳可以屏蔽外界可见光。

可选的，本发明提供的摄像仪采集的数字图像滤波方法，红外光照明模块，可发射包括波长大于等于800nm的通用红外光源。

可选的，本发明提供的摄像仪采集的数字图像滤波方法，可见光滤波透镜可以抑制波长为380～780nm的可见光，所述可见光滤波透镜对于可见光的抑制率大于等于90％，所述可见光滤波透镜可以通过大于等于波长为800nm的不可见光，所述可见光滤波透镜对于红外光的通过率大于等于90％。

本发明提供的一种摄像仪采集的数字图像设备及滤波方法，可直接从源头抑制矿用头灯及车灯对视频图像的直接干扰，避免摄像仪应灯光导致的致盲；另外，可以过滤可见光照射物体时产生的影子干扰或跳变，降低智能图像识别的算法难度，提高算法的准确率，并且本发明提供的摄像仪采集的数字图像设备适用于对原先通用的摄像仪进行改造方案，改造成本低、施工步骤简单。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种摄像仪采集的数字图像设备，其特征在于，包括红外光照明模块、可见光滤波透镜、视频采集模块，所述视频采集模块包括摄像仪机芯、摄像仪外壳，所述摄像机机芯包括镜头。

2.如权利要求1所述的摄像仪采集的数字图像设备，其特征在于，所述红外光照明模块，可发射包括波长大于等于800nm的通用红外光源。

3.如权利要求1所述的摄像仪采集的数字图像设备，其特征在于，所述可见光滤波透镜可以抑制波长为380～780nm的可见光，所述可见光滤波透镜对于可见光的抑制率大于等于90％。

4.如权利要求1所述的摄像仪采集的数字图像设备，其特征在于，所述可见光滤波透镜可以通过大于等于波长为800nm的红外光，所述可见光滤波透镜对于红外光的通过率大于等于90％。

5.一种摄像仪采集的数字图像滤波方法，其特征在于，包括如权利要求1-4任一所述摄像仪采集的数字图像设备。

6.如权利要求5所述的摄像仪采集的数字图像滤波方法，其特征在于，通过所述红外照明模块对外发射红外光并通过所述可见光滤波透镜反射至所述视频采集模块；通过所述可见光滤波透镜过滤可见光并让红外光透过成像，通过所述视频采集模块采集形成红外光视频图像。

7.如权利要求6所述的摄像仪采集的数字图像滤波方法，其特征在于，所述红外照明模块包括内置红外照明模块，或外装红外照明模块。

8.如权利要求5所述的摄像仪采集的数字图像滤波方法，其特征在于，所述摄像仪外壳可以屏蔽外界可见光。

9.如权利要求5所述的摄像仪采集的数字图像滤波方法，其特征在于，所述红外光照明模块，可发射包括波长大于等于800nm的通用红外光源。

10.如权利要求5所述的摄像仪采集的数字图像滤波方法，其特征在于，所述可见光滤波透镜可以抑制波长为380～780nm的可见光，所述可见光滤波透镜对于可见光的抑制率大于等于90％，所述可见光滤波透镜可以透过大于等于波长为800nm的红外光，所述可见光滤波透镜对于红外光的通过率大于等于90％。

Images