专利名称：水下高解析度数字彩色摄像探测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及水下高解析度数字彩色摄像探测系统，属于数字图像传输领域，专利分类号H04N。
背景技术：
自80年代开始，国内外研制了用于水下探测的各种水下电视，它们可分成三类。
(1).通过铜芯电缆传输模拟图像的水下电视。
这种水下电视通过铜芯电缆传输模拟图像。由于铜芯电缆带宽的限制，当传输距离远时，图像质量下降很快，最后使图像彩色信息丢失，只能传输黑白图像。
(2).通过铜芯电缆传输中低解析度数字图像的水下电视这种水下电视通过铜芯电缆传输彩色数字图像。同样由于铜芯电缆带宽的限制，且水下勘查用的电缆不能加中继，当传输距离远时，传输离下降，只能传输中低解析度(176×144-352×288)的彩色数字图像。
(3).通过光纤传输图像的水下电视这种水下电视图像质量好，传输距离在10km或更远，但是需配套水下光缆，用于深海勘查时要用万米铠装光缆，价格极其昂贵。另外，在海底地形复杂区工作安全性不好。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水下高解析度数字彩色摄像探测系统，解析度最高可达720×576的数字彩色图像，用于远距离图像实时传输，图像质量稳定，相对价格便宜，工作安全性好。
本发明的技术方案是一种水下高解析度数字彩色摄象探测系统。包括一个用于水下的耐压、密封桶体；一个外接的水下摄像头；一个水下照象机和与系统配套的水下照明灯、离底高度计、以及用于水下连接的耐压密封插座等必要器件；其特征在于，该系统还包括一个水下数字彩色视频采集处理子系统；一个船上视频显示与记录子系统；一个铜芯同轴缆宽带传输与供电子系统；其中水下数字彩色视频采集处理子系统B与宽带传输子系统C的水下部分连接，装入耐压密封桶体中；外接的水下摄像头，水下照明灯通过连接电缆连接到耐压密封桶体的耐压水密插座上，并且接到水下数字彩色视频采集处理子系统B上；铠装铜芯同轴电缆2水下接口通过耐压密封桶体上的耐压水密插座接入宽带传输子系统C的水下部分；铠装铜芯同轴电缆甲板接口接入宽带传输子系统C的甲板部分；船上视频显示与记录子系统A和宽带传输子系统C的甲板部分连接。
所述的铜芯同轴缆宽带传输与供电子系统，包括一对分频器，两者用铜芯同轴缆2相连接，传输距离可达万米，中间无中继站；一对宽带传输模块，每个模块的一端连接到分频器的数字接口，另一端连接到计算机的网络接口；一对电源模块，一端连接到分频器的电源接口，另一端分别连接到供电直流电源输出接口和水下设备电源输入接口。
所述的水下数字彩色视频采集处理子系统。利用计算机技术，采集外接的水下视频信号源的模拟(或数字)视频信号成为解析度最高可达到720×576的彩色(或黑白)数字图像。压缩成数字视频格式。
所述的船上视频显示与记录子系统，使用计算机接收水下采集压缩并使用宽带传输子系统，经铜芯同轴缆传输到甲板的彩色(或黑白)数字图像数据。解压缩后叠加相关信息显示在屏幕上，同时记录在磁盘或磁带上。
所述的分频器采用高通滤波器与低通滤波器组合，分别传输数字的交变调制弱电信号和直流电源，提供200V以上的直流电。
由于本发明采用了铠装铜芯同轴电缆，替代了昂贵的光缆，因此，相对价格较低，在海底地形复杂的情况下，其工作安全性也比光缆好。
再有其解析度最高可达720×576的彩色图像，距离可达万米，中间无中继站。因此，图像也清楚、稳定。
图1是本发明的水下高解度数字彩色摄像探测系统的系统连接框图。
图2是本发明的水下高解度数字彩色摄像探测系统的铜芯同轴缆宽传输子系统的连接框图。
图3是本发明的水下高解度数字彩色摄像探测系统整体结构示意图。
具体实施例方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
图1是本发明水下高解析度数字彩色摄像探测系统的系统连接框图。
由水下数字彩色视频采集处理子系统B采集外接的水下视频信号源E的模拟(或数字)视频信号成为解析度方720×576的彩色数字图像，压缩成数字视频格式后送到铜芯同轴缆宽带传输子系统C的水下部分C2，通过铜芯同轴电缆2传送到铜芯同轴缆宽传输子系统C的甲板部分C1，再到船上视频显示与记录子系统A，A将数据解压缩后叠加相关信息显示在屏幕上，同时记录在磁盘或磁带上。
图2是本发明水下高解析度数字彩色摄像探测系统的铜芯同轴缆宽带传输子系统C连接图，其甲板部分1的宽带传输模块F1，一端连接到分频器H1的数字接口，另一端连接到船上视频显示与记录子系统B的计算机(1)；电源模块G1提供的220V以上的直流电连接到分频器，分频器H1将两者组合起来，通过铜芯同轴缆2传送到铜芯同轴缆宽带传输子系统C的水下部分3的分频器H2，H2将其中的数字信号与电源分离，数字信号传送到宽带传输模块F2，再到船上视频显示与记录子系统A的计算机(2)，电源则供给水下单元的电源模块G2，经D-D变换成220V，24V，12V，5V等直流给水下各种设备。
以下介绍本发明的水下高解析度数字彩色摄像探测系统应用在深海海底摄像的使用过程。
深海海底摄像(1)将水下数字彩色视频采集处理子系统B和宽带传输子系统C的水下部分C2连接，装入耐压水密桶4中(参见附图3)；(2)将外接的水下摄像头6，水下照明灯7通过连接电缆连接到桶上的耐压水密插座，再接入水下数字彩色视频采集处理子系统B；(3)将万米铠装铜芯同轴电缆2的水下接口通过桶上的耐压水密插座接入宽带传输子系统C的水下部分3；(4)将万米铠装铜芯同轴电缆2的甲板接口接入宽带传输子系统C的甲板部分1；(5)将船上视频显示与记录子系统A和宽带传输子系统C的甲板部分1连接；
(6)给甲板设备加电，船上视频显示与记录子系统A的宽带传输子系统C的甲板部分1开始工作。调节1的直流电源电压到250V，水下单元的电源模块输入电压到达190V以上，水下数字彩色视频采集处理子系统B和宽带传输子系统C手水下部分3开始工作；(7)开动绞车，将水下设备下海到达海底，系统配套的离底高度计(可选)采集设备高底高度，通过本发明配套的遥测子系统传送到甲板，显示在船上视频显示与记录子系统A的屏幕上；(8)用户通过船上视频显示与记录子系统A操作，即可打开/关闭水下照明灯，控制水下摄像头，观察传输回来的图像并录像。
(9)工作结束，先关水下设备，再关甲板设备，最后开动绞车，将水下设备上提，收回甲板。
综上所述，本发明由于采用的上述改进，使得在远距离探测过程中，图像清晰、稳定，并且与光纤传输图像相比，相对价格较低，有安全性好的特点。
本发明实际上是一种水下可视化操作平台，可以加载到各种水下可视化探查设备上。从而提高水下设备寻址和对设备工作的视频监控以及遥测遥控的效能。用途十分广泛。
本发明还可以用来进行水下建筑物的可视化调查与监测，应用于水下工程、海洋油气调查与开采、航运与水下考古等领域，有广阔的应用前景。
与本发明的构思相同的各种方案，都在本权利要求的保护范围之内。
权利要求
1.水下高解析度数字彩色摄像探测系统，包括一个用于水下的耐压、密封桶体；一个外接的水下摄像头；和与系统配套的水下照明灯、水下照像机、离底高度计、以及用于水下连接的耐压密封插座等必要器件；其特征在于，该系统还包括一个水下数字彩色视频采集处理子系统；一个船上视频显示与记录子系统；一个铜芯同轴缆宽带传输与供电子系统；其中水下数字彩色视频采集处理子系统与宽带传输子系统的水下部分连接，装入耐压密封桶体中；外接的水下摄像头，水下照明灯通过连接电缆连接到耐压密封桶体的耐压水密插座上，并且接到水下数字彩色视频采集处理子系统上；铠装铜芯同轴电缆水下接口通过耐压密封桶体上的耐压水密插座接入宽带传输子系统的水下部分；铠装铜芯同轴电缆甲板接口接入宽带传输子系统的甲板部分；船上视频显示与记录子系统和宽带传输子系统的甲板部分连接。
2.按照权利要求1所述的水下高解析度数字彩色摄像探测系统，其特征在于，所述的铜芯同轴缆宽带传输与供电子系统，包括一对分频器，两者用铜芯同轴缆相连接，传输距离可达万米，中间无中继站；一对宽带传输模块，每个模块的一端连接到分频器的数字接口，另一端连接到计算机的网络接口；一对电源模块，一端连接到分频器的电源接口，另一端分别连接到供电直流电源输出接口和水下设备电源输入接口。
3.按照权利要求2所述的水下高解析度数字彩色摄像探测系统，其特征在于，所述的水下数字彩色视频采集处理子系统。利用计算机技术，组成的模块结构，软件、硬件结合，采集外接的水下视频信号源的模拟(或数字)视频信号成为解析度最高可达到720×576的彩色(或黑白)数字图像；压缩成数字视频格式。
4.按照权利要求3所述的水下高解析度数字彩色摄像探测系统，其特征在于，所述的船上视频显示与记录子系统，使用计算机接收水下采集压缩并使用宽带传输子系统，经铜芯同轴缆传输到甲板的彩色(或黑白)数字图像数据。解压缩后叠加相关信息显示在屏幕上，同时记录在磁盘或磁带上。
5.按照权利要求2所述的水下高解析度数字彩色摄像探测系统，其特征在于，所述的分频器采用高通滤波器与低通滤波器组合，分别传输数字的交变调制弱电信号和直流电源，提供200V以上的直流电。
全文摘要
本发明涉及一种用于水下高解析度彩色摄像探测系统，属于实时传输数字图像的设备，专利分类号H04N，该系统包括一个水下视频采集处理子系统，一个船上视频显示与记录子系统，一个铜芯同轴缆宽带传输与供电子系统，本系统实际上是一种水下可视化操作平台技术，可加载到各种水下可视化探查设备，从而提高水下设备寻址，和对设备工作的视频监控和遥控的效能。用途广泛。另外，本系统还具有图像稳定。相对价格较低，以及安全性能好的特点。
文档编号H04N7/10GK1564593SQ20041003086
公开日2005年1月12日 申请日期2004年4月9日 优先权日2004年4月9日
发明者顾玉民, 吴宣志, 李云达, 赵金花, 陶军, 王洪法 申请人:中国地质科学院矿产资源研究所, 中国大洋矿产资源研究开发协会