CN202121711U

CN202121711U - 基于机器视觉的透雾监视系统

Info

Publication number: CN202121711U
Application number: CN 201120193280
Authority: CN
Inventors: 章世平; 王晓芳; 常诚; 武晓光
Original assignee: NANJING MIZONG ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: NANJING MIZONG ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-06-09
Filing date: 2011-06-09
Publication date: 2012-01-18
Anticipated expiration: 2021-06-09

Abstract

一种基于机器视觉的透雾监视系统，它包括摄像头、解码芯片、DSP处理器、编码芯片、FPGA和ARM控制器，所述的摄像头的输出与解码芯片的输入端相连，解码芯片的输出与DSP处理器的输入端相连，DSP处理器的协处理信号端与FPGA双向连接、DSP处理器的输出与编码芯片的输入相连，编码芯片输出处理后的视频信号。本实用新型能解决各种复杂气候环境下的监测难题。不仅能够透雾汽、透烟尘、透雨雪、透水汽灰霾，在黑暗和水下等特定应用环境也能达到传统监测所完全不具备的可视化效果。在较好地再现彩色监测图像的同时，能够比红外等方式提供更远的监测距离，更好的大范围广域监测效果。

Description

基于机器视觉的透雾监视系统

技术领域

本实用新型涉及一种透雾监视装置，尤其是在特殊气象条件下对图像进行探测和识别的透雾成像系统，具体地说是一种基于机器视觉的透雾监视系统。

背景技术

机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是指通过机器视觉产品（即图像摄取装置，分 CMOS 和CCD 两种）将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。

传统的视频监控技术经过长期发展，现在已经进入比较成熟的应用阶段。但是，在某些领域，依然不能满足特定的观测需求。比如，在烟、雾、霾、水气、雨、雪、灰尘、黑暗、水下等环境下，传统视频监测设备很难发挥作用，甚至束手无策。在视频监控市场粗放式增长的时代，这一问题可以暂时忽略。但是，随着厂商和用户对科技设备效能的认识越来越深，要求也就相应的水涨船高。

但是，在一般情况下，现有的视频监控系统经过图像的传送和转换，如成像、复制、扫描、传输和显示等，经常会造成图像质量的下降。在摄影时由于光照条件不足或过度，会使图像过暗或过亮；光学系统的失真、相对运动、大气湍流等都会使图像模糊，传输过程中也会引入各种类型的噪声。总之输入的图像在视觉效果和识别方便性等方面可能存在诸多问题。

然而，近年来，针对特定领域视频监测穿尘透雾的市场呼声越来越高。为此，有些厂商推出基于红外透射技术的视频增强设备。此类设备的透雾原理是这样的，在不可见光的范围内，某波段的红外频率的光可以穿透雾气，可以利用这部分能够透雾的光频进行成像。但是，实际使用下来，由于这个不可见光没有对应的可见光色彩图，所以在监视器上呈现的图像为黑白颜色，实际可视性较差。而且由于红外的透雾能力有限，在大范围广域监控的应用上也就达不到用户预期的效果。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提出一种基于机器视觉的透雾监视系统，

本实用新型的技术方案是：

一种基于机器视觉的透雾监视系统，它包括摄像头、解码芯片、DSP处理器、FPGA协处理模块、编码芯片和ARM控制器，所述的摄像头作为基于机器视觉的透雾监视系统的信号输入端采集视频信号，摄像头的信号输出端与解码芯片的模拟信号输入端相连，解码芯片的数字信号输出端与DSP处理器的信号输入端相连，DSP处理器的协处理信号端与FPGA协处理模块双向连接、DSP处理器的信号输出端与编码芯片的数字信号输入端相连，编码芯片的模拟信号输出端作为基于机器视觉的透雾监视系统的信号输出端，将视频图像显示于监视器上，ARM控制器的控制信号输出端与解码芯片、DSP处理器和编码芯片的对应控制信号输入端相连。

本实用新型的透雾监视系统还包括第一滤波器和第二滤波器，所述的第一滤波器串接在解码芯片和DSP处理器之间，第二滤波器串接在DSP处理器和编码芯片之间。

本实用新型的摄像头为CMOS摄像头或CCD摄像头。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的基于机器视觉的透雾监视系统能灵活地接入视频监控系统从前端到监测中心的各个层次。广泛的解决各种复杂气候环境下的监测难题。不仅能够透雾汽、透烟尘、透雨雪、透水汽灰霾，在黑暗和水下等特定应用环境也能达到传统监测所完全不具备的可视化效果。在较好地再现彩色监测图像的同时，能够比红外等方式提供更远的监测距离，更好的大范围广域监测效果。

本实用新型对于各类监测环境有着广泛的普适性，区别于传统透雾方式，经本设备恢复出来的视频图像具有色彩恒常、动态范围大、色彩逼真的优点，在医学诊断、航空航天、军事侦察、指纹识别、无损探伤、卫星图片的处理等领域会有广泛的应用需求。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，一种基于机器视觉的透雾监视系统，它包括摄像头（分辨率为标准PAL制或NTSC制式的模拟摄像头）、解码转换器（型号为SAA7120H）、DSP处理器（型号可为TMS320DM642）、编码转换器（型号可为TVP5150PBS）、FPGA（型号可为CY37064）和ARM控制器（ARM6、ARM7），所述的摄像头作为基于机器视觉的透雾监视系统的信号输入端采集视频信号，摄像头的信号输出端与解码芯片的模拟信号输入端相连，解码芯片的数字信号输出端与DSP处理器的信号输入端相连，DSP处理器的协处理信号端与FPGA双向连接、DSP处理器的信号输出端与编码芯片的数字信号输入端相连，编码芯片的模拟信号输出端作为基于机器视觉的透雾监视系统的信号输出端，输出处理后的视频信号，ARM控制器的控制信号输出端与解码芯片、DSP处理器和编码芯片的对应控制信号输入端相连。

本实用新型的摄像头为CMOS摄像头或CCD摄像头。

本实用新型构造一种基于DSP、ARM芯片混合架构的大规模集成电路板，将设计的专有算法烧写进电路板上已集成的FLASH存储芯片里。除了算法的主体处理流程外，用设计的FPGA芯片完成算法中复杂度较高的某些部分，然后将其处理结果返回给主体处理流程，以完成实时处理。

本实用新型提供的基于机器视觉的透雾监视系统可以在多变的环境下自适应调整增强参数，已达到对不同场景下的视频进行透雾增强，结合了基于空域点运算、模糊集理论、大气散射模型等各流派图像算法的特点，形成了独有的优化方法。可以将原本模糊不清甚至根本无法分辨的原始图像处理成清晰的富含大量有用信息的可使用图像，有效地去除图像中的噪声、增强图像中的边缘或其他感兴趣的区域，从而更加容易对图像中感兴趣的目标进行检测和测量。而且，设备对于黑暗、雾霾、沙尘、雨雪都专门设置了特定处理模式，可以针对环境的变化采用模式切换。对于视频系统引入的各种噪声，本设备都针对性的采用相应恢复算法进行去噪复原。ARM芯片可对运行流程进行控制、高性能DSP芯片保证了处理过程的实时运行，FPGA芯片则完成了算法中大运算量专有流程的实时解算。

无论视频监控系统采用何种拓扑结构，树形、总线型、环形、还是网状。本设备可以根据用户需求接入现有视频系统的任何一个层次。摄像头后、分控中心、或者总控中心。各种方式各有利弊，采用前端接入能够让各级监控系统能够共享到处理的效果，但是由于视频系统内部固有的噪声传递机制，最终的图像处理效果都会产生不同程度的退化。如果接入后端，可以让后端操作使用以及观摩人员获得较好的视觉体验，但是对于前端的监测人员而言，就不能产生实际作用。

本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims

1.一种基于机器视觉的透雾监视系统，其特征是它包括摄像头、解码芯片、DSP处理器、FPGA协处理模块、编码芯片和ARM控制器，所述的摄像头作为基于机器视觉的透雾监视系统的信号输入端采集视频信号，摄像头的信号输出端与解码芯片的模拟信号输入端相连，解码芯片的数字信号输出端与DSP处理器的信号输入端相连，DSP处理器的协处理信号端与FPGA协处理模块双向连接、DSP处理器的信号输出端与编码芯片的数字信号输入端相连，编码芯片的模拟信号输出端作为基于机器视觉的透雾监视系统的信号输出端，将视频图像显示于监视器上，ARM控制器的控制信号输出端与解码芯片、DSP处理器和编码芯片的对应控制信号输入端相连。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的透雾监视系统，其特征是该透雾监视系统还包括第一滤波器和第二滤波器，所述的第一滤波器串接在解码芯片和DSP处理器之间，第二滤波器串接在DSP处理器和编码芯片之间。

3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的透雾监视系统，其特征是所述的摄像头为CMOS摄像头或CCD摄像头。