专利名称：环境自适应透雾成像设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及成像技术，特别是涉及一种环境自适应透雾成像设备。
背景技术：
目前，图像监视系统已经被广泛的应用在社会生活和众多行业应用的各个领域，视频图像以其直观、实时、清晰、方便存储的突出特点得到了使用者的广泛认可。普通摄像机(包括高清摄像机)在光线充足、大气能见度良好时，其图像质量很好，能够满足人们使用的要求；但如果天气出现了雾、水汽、烟尘、沙尘、阴霾等能见度不好情况，普通摄像机(包括高清摄像机)的视频图像就会变得模糊不清，被观测或监视的目标就无法清楚辨别，图像的监视效能就会降低，整个系统的图像监视功能就无法发挥其最佳效能。当前，透雾成像技术是在特殊气象条件下对图像进行探测和识别所广泛采用的手段。透雾成像系统主要由透雾镜头、滤波摄像机、中心控制模块三部分组成，如CXD透雾成像系统。其中，滤波摄像机设置在所需观测目标对应的特定位置，透雾镜头安装在滤波摄像机上，中心控制模块设置在监控中心的控制室内；中心控制模块与滤波摄像机通过射频电缆实现连接。这种透雾成像系统具有两种工作方式:在能见度良好的情况下，透雾成像系统工作于彩色原图方式，此时透雾镜头处于原始工作状态，输出为彩色原图模式；在能见度不良的情况下，透雾成像系统工作于透雾状态，此时透雾镜头处于透雾工作状态，输出为透雾图像模式。其具体工作过程描述如下:在能见度良好时，通过在监控中心的控制室按下中心控制模块上的原图按键发出控制指令，并通过485控制电缆将控制指令传送到滤波摄像机，由滤波摄像机再发送滤片切换命令到透雾镜头，此时透雾镜头工作于原始状态，滤波摄像机的输出为彩色原图，彩色原图通过视频电缆被传送到控制中心进行显示。在能见度不良时，通过按下中心控制模块上的透雾按键发出控制指令，并通过485控制电缆将控制指令传送到滤波摄像机的串口电路，由滤波摄像机再发送滤片切换命令到透雾镜头，此时透雾镜头工作于透雾状态，滤波摄像机的输出为透雾图像，透雾图像通过视频电缆传送到控制中心进行显示。然而现有的这种透雾成像系统的使用条件受到一定的限制，因为其中心控制模块与滤波摄像机之间必须要提供控制电缆的连接才能完成控制命令的传送，而且必须要保证控制电缆连接的可靠性和稳定性，以保证控制命令的可靠传送，因此这种透雾成像系统只能使用于某些特定的工作环境，如现场必须要提供用于控制命令传送的控制电缆。如果现场没有提供控制电缆的连接，这种透雾成像系统就无法正常实现工作模式的切换。由此可见，上述现有的透雾成像系统在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的环境自适应透雾成像设备，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的透雾成像系统存在的缺陷，而提供一种新型结构的环境自适应透雾成像设备，所要解决的技术问题是使其通过预先存储在设备内的算法程序自动实时分析所采集的图像，并同时与图样存储器中的样本图样进行对比判决，决定设备是工作在透雾状态还是工作在原图状态，极大的提高了设备透雾成像的自适应能力，非常适于实用。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种环境自适应透雾成像设备，其包括:一光谱处理装置，接收目标反射光线；一图像处理装置，与所述光谱处理装置连接，接收来自所述光谱处理装置波长过滤后的目标反射光线，输出经过所述图像处理装置进行光电转换和成像处理后的模拟图像信号；一图像样本对比判决处理装置，与所述图像处理装置连接，接收来自所述图像处理装置的所述模拟图像信号，输出经过所述图像样本对比判决处理装置进行采样比对并依据比对的结果作出判决来进行透雾算法程序处理或原图算法程序处理后的图像信号；以及一图像输出装置，与所述图像样本对比判决处理装置连接，接收所述图像样本对比判决处理装置输出的所述图像信号；所述图像输出装置还与一中心控制装置连接，并向所述中心控制装置输出经所述图像输出装置进行阻抗匹配后的图像信号。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的环境自适应透雾成像设备，其中所述光谱处理装置、所述图像处理装置、所述图像样本对比判决处理装置以及所述图像输出装置之间采用内部数字总线或模拟信号线进行连接。前述的环境自适应透雾成像设备，其中所述光谱处理装置设有对目标反射光线进行波长过滤的光谱镀膜片。前述的环境自适应透雾成像设备，其中所述图像处理装置包括:一光电转换耦合电路、一成像处理电路以及一模拟图像输出接口 ；其中，所述光电转换耦合电路、所述成像处理电路以及所述模拟图像输出接口依次连接，所述光电转换耦合电路与所述光谱处理装置连接，接收来自所述光谱处理装置波长过滤后的目标反射光线，将其转换为电信号并数字编码后发送至所述成像处理电路，由所述成像处理电路进行进行图像还原处理获得所述模拟图像信号发送至所述模拟图像输出接口，所述模拟图像输出接口与所述图像样本对比判决处理装置连接，将所述模拟图像信号发送至所述图像样本对比判决处理装置。前述的环境自适应透雾成像设备，其中所述图像样本对比判决处理装置包括:一图像采集编码电路、一可重构微处理器、一图像解码显示电路、一程序驻留单元以及一图样存储单元；其中，所述图像采集编码电路、所述可重构微处理器以及所述图像解码显示电路依次连接，所述程序驻留单元和所述图样存储单元分别与所述可重构微处理器连接，所述图像采集编码电路与所述图像处理装置的所述模拟图像输出接口连接，接收来自所述图像处理装置的所述模拟图像信号，所述可重构微处理器同时发出一启动信号至所述程序驻留单元，使所述程序驻留单元将驻留于其内部的一算法程序发送至所述可重构微处理器，由所述可重构微处理器对来自所述图像采集编码电路的图像信号进行定时采样，同时所述可重构微处理器发出一读取信号至所述图样存储单元，使所述图样存储单元将其内预置的一图样样本发送至所述可重构微处理器，由所述可重构微处理器依据所述定时采样获得的单帧图像信号与所述图样样本进行比对后获得的比对结果产生一判决信号发送至所述程序驻留单元，使所述程序驻留单元将驻留于其内部的一透雾算法程序或一原图算法程序发送至所述可重构微处理器，由所述可重构微处理器依据所述透雾算法程序或所述原图算法程序对来自于所述图像采集编码电路的图像信号进行透雾算法程序处理或原图算法程序处理后发送至所述图像解码显示电路，所述图像解码显示电路与所述图像输出装置连接，将经所述透雾算法程序处理或所述原图算法程序处理后的图像信号解码还原发送至所述图像输出装置。前述的环境自适应透雾成像设备，其中所述图像输出装置包括:一图像输入接口、一接口电路以及一图像输出接口；其中，所述图像输入接口、所述接口电路以及所述图像输出接口依次连接，所述图像输入接口与所述图像样本对比判决处理装置的所述图像解码显示电路连接，接收所述图像样本对比判决处理装置输出的所述图像信号发送至所述接口电路，由所述接口电路对其进行阻抗匹配后发送至所述图像输出接口，所述图像输出接口与所述中心控制装置连接，向所述中心控制装置输出经所述阻抗匹配后的图像信号。前述的环境自适应透雾成像设备，其中所述图像输入接口设有二线接线端子，所述二线接线端子通过电缆与所述图像解码显示电路连接；所述图像输出接口设有75欧数字接头，所述75欧数字接头通过数字同轴电缆与所述中心控制装置连接。本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明环境自适应透雾成像设备至少具有下列优点及有益效果:本发明的环境自适应透雾成像设备采用多种图像算法的融合技术，主要解决了在能见度不良情况下普通摄像机不能清晰成像的问题，克服了现有CCD透雾成像系统在控制实现方式上使用的局限性，本发明的环境自适应透雾成像设备在正常工作后，能够由设备根据环境能见度的变化做出判断，决定设备是工作在透雾状态还是工作在者原图状态，极大的提高了设备透雾成像的自适应能力。综上所述，本发明是一种环境自适应透雾成像设备，具有光谱处理装置、图像处理装置、图像样本对比判决处理装置及图像输出装置；其中，光谱处理装置接收目标反射光线进行光学处理，图像处理装置接收来自光谱处理装置处理后的目标反射光线，进行光电转换和成像处理后输出模拟图像信号，图像样本对比判决处理装置接收来自图像处理装置的模拟图像信号，与预置的图样样本进行比对并作出判决启动透雾算法或原图算法程序进行处理后输出图像，图像输出装置与中心控制装置连接，将图像样本对比判决处理装置输出的图像上传到中心控制装置进行显示和存储。本发明解决了现有透雾成像系统在控制实现方式上使用的局限性，极大的提高了设备透雾成像的自适应能力。本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图1是本发明环境自适应透雾成像设备的结构示意图。图2是图1中图像处理装置的结构示意图。
图3是图1中图像样本对比判决装置的结构示意图。图4是图1中图像输出装置的结构示意图。101:光谱处理装置102:图像处理装置103:图像样本对比判决处理装置 104:图像输出装置201:光电转换耦合电路 202:成像处理电路203:模拟图像输出接口 301:图像采集编码电路302:可重构微处理器 303:图像解码显示电路304:程序驻留单元305:图样存储单元401:图像输入接口402:接口电路403图像输出接口
具体实施例方式为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的环境自适应透雾成像设备其具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后。有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式
的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效获得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。请参阅图1所示，是本发明环境自适应透雾成像设备的结构示意图。本发明的环境自适应透雾成像设备包括:光谱处理装置101、图像处理装置102、图像样本对比判决处理装置103和图像输出装置104。各个装置之间采用内部数字总线或模拟信号线方式进行连接。其中光谱处理装置101接收目标反射光线对其进行光学处理。图像处理装置102与光谱处理装置101连接，接收来自光谱处理装置101波长过滤后的目标反射光线，进行光电转换和成像处理后输出的模拟图像信号。图像样本对比判决处理装置103与图像处理装置102连接，接收来自图像处理装置102的模拟图像信号，进行采样比对并依据比对的结果作出判决来进行透雾算法程序处理或原图算法程序处理后输出图像信号。图像输出装置104与图像样本对比判决处理装置103连接，并与一中心控制装置连接，接收图像样本对比判决处理装置103输出的图像信号，进行阻抗匹配后向中心控制装置输出。本发明的光谱处理装置内设有光谱镀膜片，以实现对目标反射光的波长过滤。请参阅图2所示，是图1中图像处理装置的结构示意图。本发明图像处理装置102包括:光电转换耦合电路201、成像处理电路202以及模拟图像输出接203。其中，光电转换耦合电路201、成像处理电路202以及模拟图像输出接203依次连接。光电转换耦合电路201与光谱处理装置101连接，接收来自光谱处理装置101波长过滤后的目标反射光线，将其转换为电信号并数字编码后发送至成像处理电路202，由成像处理电路202进行进行图像还原处理获得模拟图像信号，成像处理电路202将此模拟图像信号发送至模拟图像输出接口 203，模拟图像输出接口 203与图像样本对比判决处理装置103连接，将模拟图像信号发送至图像样本对比判决处理装置103。请参阅图3所示，是图1中图像样本对比判决装置的结构示意图。本发明的图像样本对比判决处理装置103包括:图像采集编码电路301、可重构微处理器302、图像解码显示电路303、程序驻留单元304以及图样存储单元305。其中，图像采集编码电路301、可重构微处理器302以及图像解码显示电路303依次连接，程序驻留单元304和图样存储单元305分别与可重构微处理器302连接。图像采集编码电路301与图像处理装置102的模拟图像输出接口 203连接，接收来自图像处理装置102的模拟图像信号，可重构微处理器同时发出一启动信号至程序驻留单元304，使程序驻留单元304将驻留于其内部的一算法程序发送至可重构微处理器302，由可重构微处理器302对来自图像采集编码电路301的图像信号进行定时采样，同时可重构微处理器302发出一读取信号至图样存储单元305，使图样存储单元305将其内预置的一图样样本发送至可重构微处理器302，由可重构微处理器302依据定时采样获得的单帧图像信号与图样样本进行比对，可重构微处理器302依据所获得的比对结果产生一判决信号发送至程序驻留单元304，使程序驻留单元304将驻留于其内部的一透雾算法程序或一原图算法程序发送至可重构微处理器302，由可重构微处理器302依据透雾算法程序或所述原图算法程序对来自于图像采集编码电路301的图像信号进行透雾算法程序处理或原图算法程序处理后发送至图像解码显示电路303，图像解码显示电路303与图像输出装置104连接，将经透雾算法程序处理或原图算法程序处理后的图像信号解码还原发送至图像输出装置104。请参阅图4所示，是图1中图像输出装置的结构示意图。本发明的图像输出装置104包括:图像输入接口 401、接口电路402以及图像输出接口 403。其中，图像输入接口401、接口电路402以及图像输出接口 403依次连接。图像输入接口 401与图像样本对比判决处理装置103的图像解码显示电路303连接，接收图像样本对比判决处理装置103输出的图像信号发送至接口电路402，由接口电路402对其进行阻抗匹配后发送至图像输出接口 403，图像输出接口 403与中心控制装置连接，向所述中心控制装置输出经阻抗匹配后的图像信号。其中图像输入接口 401设有二线接线端子，此二线接线端子通过电缆与图像解码显示电路303连接。图像输出接口 403设有75欧数字接头，此75欧数字接头通过数字同轴电缆与中心控制装置连接。本发明的环境自适应透雾成像设备其可重构微处理器302采用ALTERA公司的EP3C40F324型号FPGA，并嵌入NIOS II设计的软核处理器；图像采集编码电路301采用AD公司ADV7123采集芯片；图像解码显示电路303采用TI公司TVP5147图显芯片；程序驻留单元304和图样存储单元305采用ISSI公司IS61LV5128大容量RAM。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种环境自适应透雾成像设备，其特征在于其包括: 一光谱处理装置，接收目标反射光线； 一图像处理装置，与所述光谱处理装置连接，接收来自所述光谱处理装置波长过滤后的目标反射光线，输出经过所述图像处理装置进行光电转换和成像处理后的模拟图像信号; 一图像样本对比判决处理装置，与所述图像处理装置连接，接收来自所述图像处理装置的所述模拟图像信号，输出经过所述图像样本对比判决处理装置进行采样比对并依据比对的结果作出判决来进行透雾算法程序处理或原图算法程序处理后的图像信号；以及 一图像输出装置，与所述图像样本对比判决处理装置连接，接收所述图像样本对比判决处理装置输出的所述图像信号；所述图像输出装置还与一中心控制装置连接，并向所述中心控制装置输出经所述图像输出装置进行阻抗匹配后的图像信号。
2.根据权利要求1所述的高灰度值雾视成像设备，其特征在于其中所述光谱处理装置、所述图像处理装置、所述图像样本对比判决处理装置以及所述图像输出装置之间采用内部数字总线或模拟信号线进行连接。
3.根据权利要求2所述的环境自适应透雾成像设备，其特征在于其中所述光谱处理装置设有对目标反射光线进行波长过滤的光谱镀膜片。
4.根据权利要求3所述的环境自适应透雾成像设备，其特征在于其中所述图像处理装置包括:一光电转换耦合电路、一成像处理电路以及一模拟图像输出接口 ；其中，所述光电转换耦合电路、所 述成像处理电路以及所述模拟图像输出接口依次连接，所述光电转换耦合电路与所述光谱处理装置连接，接收来自所述光谱处理装置波长过滤后的目标反射光线，将其转换为电信号并数字编码后发送至所述成像处理电路，由所述成像处理电路进行进行图像还原处理获得所述模拟图像信号发送至所述模拟图像输出接口，所述模拟图像输出接口与所述图像样本对比判决处理装置连接，将所述模拟图像信号发送至所述图像样本对比判决处理装置。
5.根据权利要求4所述的环境自适应透雾成像设备，其特征在于其中所述图像样本对比判决处理装置包括:一图像采集编码电路、一可重构微处理器、一图像解码显示电路、一程序驻留单元以及一图样存储单元；其中，所述图像采集编码电路、所述可重构微处理器以及所述图像解码显示电路依次连接，所述程序驻留单元和所述图样存储单元分别与所述可重构微处理器连接，所述图像采集编码电路与所述图像处理装置的所述模拟图像输出接口连接，接收来自所述图像处理装置的所述模拟图像信号，所述可重构微处理器同时发出一启动信号至所述程序驻留单元，使所述程序驻留单元将驻留于其内部的一算法程序发送至所述可重构微处理器，由所述可重构微处理器对来自所述图像采集编码电路的图像信号进行定时采样，同时所述可重构微处理器发出一读取信号至所述图样存储单元，使所述图样存储单元将其内预置的一图样样本发送至所述可重构微处理器，由所述可重构微处理器依据所述定时采样获得的单帧图像信号与所述图样样本进行比对后获得的比对结果产生一判决信号发送至所述程序驻留单元，使所述程序驻留单元将驻留于其内部的一透雾算法程序或一原图算法程序发送至所述可重构微处理器，由所述可重构微处理器依据所述透雾算法程序或所述原图算法程序对来自于所述图像采集编码电路的图像信号进行透雾算法程序处理或原图算法程序处理后发送至所述图像解码显示电路，所述图像解码显示电路与所述图像输出装置连接，将经所述透雾算法程序处理或所述原图算法程序处理后的图像信号解码还原发送至所述图像输出装置。
6.根据权利要求5所述的环境自适应透雾成像设备，其特征在于其中所述图像输出装置包括:一图像输入接口、一接口电路以及一图像输出接口 ；其中，所述图像输入接口、所述接口电路以及所述图像输出接口依次连接，所述图像输入接口与所述图像样本对比判决处理装置的所述图像解码显示电路连接，接收所述图像样本对比判决处理装置输出的所述图像信号发送至所述接口电路，由所述接口电路对其进行阻抗匹配后发送至所述图像输出接口，所述图像输出接口与所述中心控制装置连接，向所述中心控制装置输出经所述阻抗匹配后的图像信 号。
7.根据权利要求6所述的高灰度值雾视成像设备，其特征在于其中所述图像输入接口设有二线接线端子，所述二线接线端子通过电缆与所述图像解码显示电路连接；所述图像输出接口设有75欧数字接头，所述75欧数字接头通过数字同轴电缆与所述中心控制装置连接。
全文摘要
本发明是一种环境自适应透雾成像设备，具有光谱处理装置、图像处理装置、图像样本对比判决处理装置及图像输出装置；其中，光谱处理装置接收目标反射光线进行光学处理，图像处理装置接收来自光谱处理装置处理后的目标反射光线，进行光电转换和成像处理后输出模拟图像信号，图像样本对比判决处理装置接收来自图像处理装置的模拟图像信号，与预置的图样样本进行比对并作出判决启动透雾算法或原图算法程序进行处理后输出图像，图像输出装置与中心控制装置连接，将图像样本对比判决处理装置输出的图像上传到中心控制装置进行显示和存储。本发明解决了现有透雾成像系统在控制实现方式上使用的局限性，极大的提高了设备透雾成像的自适应能力。
文档编号H04N5/14GK103152548SQ201110400469
公开日2013年6月12日 申请日期2011年12月6日 优先权日2011年12月6日
发明者崔洛鸿, 王新赛 申请人:洛阳汇丰金鑫信息技术有限公司