一种用于变电站视频广角镜头成像畸变的校正装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于变电站视频广角镜头成像畸变的校正装置，所述装置包括箱体，其特征在于，所述箱体内设置有视频输入单元、视频信号放大器、视频解码器、模拟数字转换器、图像数字微处理器、指示信号灯、开关电源模块以及EMC模块，其中视频输入单元、视频信号放大器、视频解码器、模拟数字转换器、图像数字微处理器、指示信号灯依次相接，开关电源模块通过EMC模块连接至视频信号放大器、视频解码器、模拟数字转换器、图像数字微处理器、指示信号灯。本装置主要由摄像机+广角镜头+微处理器模块组成，其为一种性能优越、成本低廉的装置，该装置能够实现在监视区域内利用最少的摄像机实现变电站全区域覆盖的动态目标定位。
【专利说明】一种用于变电站视频广角镜头成像畸变的校正装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及数字图像处理领域，具体涉及广角镜头成像畸变的校正技术。
【背景技术】
[0002] 为了保证变电站的作业安全，变电站会利用人员作业安全管控系统中拍摄动态目 标并根据目标的物理位置进行定位。传统的镜头拍摄画面面积小不能满足管控系统要求， 利用广角镜头可大幅增加拍摄覆盖面积。
[0003] -般来说，镜头畸变实际上是光学透镜固有的透视失真的总称，也就是因为透视 原因造成的失真，这种失真对于所拍摄物体在场景里实际位置和其在图像上的位置会造成 一定的偏移，这种偏移在普通摄影上可能影响不大，但是对于在利用图像进行动态目标定 位的系统里就显的不可忽视了。
[0004] 目前，大家所熟知的常用的摄像机镜头一般有两种，一种是普通光学镜头，还有一 种是广角光学镜头。普通光学镜头其成像角度大约为90度，所以其拍摄范围小，而广角镜 头成像角度则可达130度，其拍摄范围比普通镜头大幅增加，但同时也带来了图形在成像 时会发生严重的畸变效果。
[0005] 常见的畸变有如下几种：
[0006] 枕形畸变（Pincushion Distortion)，又称枕形失真，它是由镜头引起的画面向中 间"收缩"的现象。
[0007] 桶形畸变（Barrel Distortion)，又称桶形失真，是由镜头中透镜物理性能以及镜 片组结构引起的成像画面呈桶形膨胀状的失真现象。我们在使用广角镜头或使用变焦镜头 的广角端时，最容易察觉桶形失真现象。当画面中有直线（尤其是靠近相框边缘的直线） 的时候，桶形失真最容易被察觉。
[0008] 线性畸变（linear distortion)，又叫线性失真。当试图近距离拍摄高大的直线结 构，比如建筑物或树木的时候，就会导致另外一种失真。假设使用的是广角镜头，并且认为 只把照相机稍微向上瞄准一点，就可以离得很近也能把整个结构拍摄下来。但是由于实际 上平行的线条显得并不平行了，结果是建筑物或树木好像要倾倒下来似的，这种失真现象 被称为线性畸变。 实用新型内容
[0009] 针对上述现有技术所存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种用于变电站视 频广角镜头成像畸变的校正装置，实现低成本、大范围的拍摄并减少失真。
[0010] 为了达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：
[0011] 一种用于变电站视频广角镜头成像畸变的校正装置，所述装置包括箱体，所述箱 体内设置有视频输入单元、视频信号放大器、视频解码器、模拟数字转换器、图像数字微处 理器、指示信号灯、开关电源模块以及EMC模块，所述视频输入单元的输入与采用广角镜头 的摄像机相接，其的输出端连接至视频信号放大器的输入端，视频信号放大器的输出端连 接至视频解码器的输入端，视频解码器的输出端连接至模拟数字转换器的输入端，模拟数 字转换器的输出端连接至图像数字微处理器输入端，图像数字微处理器的输出端连接至指 示信号灯；所述开关电源模块通过EMC模块连接至视频信号放大器、视频解码器、模拟数字 转换器、图像数字微处理器、指示信号灯。
[0012] 进一步的，所述指示信号灯设置在箱体一整面板信号灯。
[0013] 进一步的，所述箱体为6U19英寸型材机箱。
[0014] 进一步的，所述机箱内通过机架式安装结构进行部件安装。
[0015] 进一步的，所述图像数字微处理器为CPU DM6437。
[0016] 本装置主要由摄像机+广角镜头+微处理器模块组成，其为一种性能优越、成本低 廉的装置，该装置能够实现在监视区域内利用最少的摄像机实现变电站全区域覆盖的动态 目标定位。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 以下结合附图和【具体实施方式】来进一步说明本实用新型。
[0018] 图1为本实用新型的结构框图。
【具体实施方式】
[0019] 为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下 面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0020] 本装置结构设计简洁明瞭，采用工业标准的6U19英寸型材机箱，机架式安装，整 面板信号灯显示、单插件背插式结构，模块化冗余设计，在绝缘、振动、潮湿等各方面进行安 全设计，全部采用工业级单颗超级图像微处理器，配备大容量RAM及FLASH，可实时存储计 算大量的图像视频数据流。
[0021] 参见图1，其所示为本装置的结构框图。由图可知，整个装置100主要由视频输入 单元101、视频信号放大器102、视频解码器103、模拟数字转换器104、图像数字微处理器 105、指示信号灯106、开关电源模块107以及EMC模块108组成。
[0022] 视频输入单元101为整个装置的视频输入部分，其采集用广角镜头的摄像机的视 频输入信号，并将该视频输入信号输送至视频信号放大器102。该视频输入单元101具体为 相应的视频采集电路。
[0023] 视频信号放大器102的输入端连接视频输入单元101的输出端，其输出端连接至 视频解码器103,用于将模拟视频信号接入模拟运放进行信号放大调整，并将放大后信号传 至视频解码器103。调整的目的是为了给模数转换回路提供一个信号范围合适的信号源进 行数字转换。该视频信号放大器102具体采用为硬件结构的视频信号放大电路。
[0024] 视频解码器103其输入端与视频信号放大器102输出端相接，其输出端与模拟数 字转换器104相接，用于将将视频信号放大器102输入的视频信号源进行解码，并将解码的 视频数据传至模拟数字转换器104。该视频解码器103具体采用相应的视频解码电路来进 行视频解码。
[0025] 模拟数字转换器104的输入端与视频解码器103的输出端相接，其输出端与图像 数字微处理器105相接，其用于视频解码器103输入的经解码的视频信号进行模数转换，将 模拟信号数字转化为二进制码流的数字图像矩阵数据，便于后期的数字处理和畸变矫正。 该模拟数字转换器104具体采用为硬件结构的模拟数字转换电路来实现。
[0026] 图像数字微处理器105的输入端连接模拟数字转换器104的输出端，其指示信号 端连接至指示信号灯106。该图像数字微处理器105为整个装置的数据处理中心，其对经过 模拟数字转换器104转换的视频数据进行畸变矫正。该图像数字微处理器105具体采用专 业的图形处理CPU DM6437构建的平台，采用实时硬件高级中断处理任务进行工作。
[0027] 指示信号灯106的输入控制连接至图像数字微处理器105,用于显示整个装置的 一些工作状态。其具体为面板信号灯，主要包括：运行指示灯、处理器异常指示灯、场景状态 指示灯、电源指示灯等，这些指示灯基本能体现装置的自身运行状态。
[0028] 开关电源模块107与EMC模块108配合形成装置的电源部分，其中开关电源模块 107通过EMC模块108连接至视频信号放大器102、视频解码器103、模拟数字转换器104、 图像数字微处理器105、指示信号灯106,为其提供稳定、可靠的工作电压。
[0029] 具体的，开关电源模块107采用电力系统IV级电磁兼容标准设计的开关电源， 85?265AC/DC输入，5VDC和3. 3VDC输出，装置内嵌内核1. 8VDC变化回路，输入部分有过 压、抗雷击等保护，输出有短路、过载等保护，可持续有效的为整装置提高能源保障。EMC模 块108具体采用EMC电路。
[0030] 由此可知，本装置结构简单，易于实现，工作性能稳定、成本低廉，且其能够对摄像 机利用广角镜头成像后进行畸变矫正，实现在监视区域内利用最少的摄像机实现变电站全 区域覆盖的动态目标定位。
[0031] 以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行 业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述 的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还 会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型 要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1. 一种用于变电站视频广角镜头成像畸变的校正装置，所述装置包括箱体，其特征在 于，所述箱体内设置有视频输入单元、视频信号放大器、视频解码器、模拟数字转换器、图像 数字微处理器、指示信号灯、开关电源模块以及EMC模块，所述视频输入单元的输入与采用 广角镜头的摄像机相接，其的输出端连接至视频信号放大器的输入端，视频信号放大器的 输出端连接至视频解码器的输入端，视频解码器的输出端连接至模拟数字转换器的输入 端，模拟数字转换器的输出端连接至图像数字微处理器输入端，图像数字微处理器的输出 端连接至指示信号灯；所述开关电源模块通过EMC模块连接至视频信号放大器、视频解码 器、模拟数字转换器、图像数字微处理器、指示信号灯。
2. 根据权利要求1所述的一种用于变电站视频广角镜头成像畸变的校正装置，其特征 在于，所述指示信号灯设置在箱体一整面板信号灯。
3. 根据权利要求1所述的一种用于变电站视频广角镜头成像畸变的校正装置，其特征 在于，所述箱体为6U19英寸型材机箱。
4. 根据权利要求1所述的一种用于变电站视频广角镜头成像畸变的校正装置，其特征 在于，所述机箱内通过机架式安装结构进行部件安装。
5. 根据权利要求1所述的一种用于变电站视频广角镜头成像畸变的校正装置，其特征 在于，所述图像数字微处理器为CPU DM6437。
【文档编号】H04N7/18GK203896444SQ201420262232
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2014年5月21日
【发明者】肖宝刚, 张永祥, 李军, 徐志锋, 王东方, 任桂花, 牛福山, 肖红, 何庆, 张梁 申请人:国家电网公司, 国网青海省电力公司, 国网青海省电力公司检修公司, 上海申瑞电网控制系统有限公司