无人值守监控摄像头的自动清洗方法
无人值守监控摄像头的自动清洗方法
【专利摘要】本发明公开了一种无人值守监控摄像头的自动清洗方法及使用该方法的无人值守监控摄像头的自动清洗及警报装置。该自动自动清洗包括6个步骤，分别是系统初始化、监控图像画面采样、采样图像锐化边缘处理、采样图像与预存图像的线条数量比较、采样图像与预存图像的形状比较、以及清洗与报警环节。本发明同时提供一种使用所述自动清洗方法的无人值守监控摄像头自动清洗及警报装置，该装置包括：监控摄像头、监控主机、基于DSP的识别模块、存储器、警报电路及摄像头自动清洗电路、警报装置、自动清洗装置。本发明所提供的清洗方法和装置可以实现无人值守的监控画面监视，并在合适的情况下自动清洗摄像头或给出警报信号。
【专利说明】无人值守监控摄像头的自动清洗方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及摄像头的自动化检测，具体是涉及一种无人值守监控摄像头的自动清洗方法。
【背景技术】
[0002]目前尚无智能的监控自动清洗装置专利，仅存在需要人来操作的自动清洗监控的装置的专利，现有技术是利用开关或按键来遥控监控设备的自动清洗装置，需要人为的来进行判断和操作。
[0003]现有技术存在以下两大缺点:
I)人对画面清晰度的误判。在这种情况下，就是明明镜头上存在已经比较脏且需要清洗的部分，但是从显示器上看到的静态图像画面整体上还算清晰，这样就很容易导致需要回看录像的时候，画面中部分图像的细节不完整，从而遗漏重要的图像信息，特别是在监控镜头的数量特别多的条件下。
[0004]2)对画面品质监控的实时性不强。在进行人为值守的条件下，难免会出现人员离开的情况，在这段时间内，如果出现监控画面出现突发性问题的时候，例如:意外的图像信号中断或突发性的镜头被污染，值班人员也无法得到相关的信息，等到人为的来干预的时候，也许已经错过了许多重要的监控信息。本发明可以大大减少需要人为的操作，减轻维护人员的工作量，能够智能的清洁被判断为不干净的镜头，使得存储的图像信息能够比较完整。同时还能够在实时监控的图像画面出现无法自动解决的问题的时候，及时向维护人员发出警报信号。
【发明内容】
[0005]本发明的主要目的是，提供一种无人值守监控设备的自动清洗方法来克服以上缺点。具体是涉及工作在户外或工作环境比较恶劣的监控摄像头的自动清洗，尤其是工作在粉尘比较严重或容易受到人为影响的环境中的监控摄像头的自动清洗。
[0006]因为经常一些需要监控的工作状态是24小时的，这样轮换人员始终不间断的值守在监控室，以观察监控设备传回的画面是否正常与清晰。本发明解决的问题是通过基于DSP的图像处理技术来实时的监控监控设备传回的画面的清晰度以及监控设备的工作状态是否正常，并在合适的条件下，及时的告诉维护人员监控设备的工作状态。从而实现对监控设备的无人值守及自动清洗。
[0007]本发明通过存储器先记录一组不同时刻时镜头干净的时候的监控图像画面，然后与实际拍摄的采样画面进行运算比较，如果发现采样的画面比存储的画面的清晰度要差到一定阈值的时候启动清洁镜头的设备(雨刷的电动机、清洁液的喷头等)，清洁后再次进行比较，如果清晰度高于一定的阈值后就停止电机的工作。但是如果多次清洁后，清晰度没有高于阈值的话，就会给出一个警报信号，给管理人员以提示。如果图像信号不完整的话或受到较大干扰的时候，也会给出警报信号。 在通常的情况下，摄像头所拍摄的画面所对应的拍摄背景是不变的。然后在DVR进行画面存储的过程中，为了节省存储空间一般用户都会采用“动态侦测”的存储方式，只存储当画面中存在动态目标的画面。而本发明中的判别装置则与之相反，即当DVR开始存储画面的时候，它不进行画面采样；当DVR没有进行存储操作的时候，它开始进行间隔性的画面采样。把采样回的画面通过锐化边缘的图像处理方法，来辨别图像中线条的数量与预存的图像中的线条数量是否减少或增大，当两者差值大于一定值后，就判断为图像模糊，则启动清洁装置，待清洁装置工作完毕后，再次采样并进行画面处理和比较，如果两者差值缩小，并且小于一定值的话，就判断本次清洁工作结束；如果差值没有缩小到期望值的话，就再次启动清洁装置，如果多次清洁工作结束后，实时画面中的线条数量依然没有达到预期的范围内的话，就启动警报电路，通知维护人员。如果镜头上存在泥点或其他遮挡物的时候，那么图像中线条分布的位置会被改变，如果线条分布与预存画面的线条分布相差太多的话，同样也会被判断为镜头需要清洁。
[0008]另外由于拍摄的环境还会受到天气和光线强度的变化而影响，为了使该系统能够适应不同天气的工作环境，需要根据不同天气和光线强度存储相应的预存图像，然后在进行实时监控的时候，按照环境的改变来选取合适的预存图像进行比较。如果是因为环境的变化而导致警报电路的触发，维护人员可以通过重置预存图像的方式来提高该系统的可靠性。
具体的，本发明自动清洗的第一个步骤是系统初始化:首先预设一组不同时刻时，镜头干净的时候的监控图像画面作为预存图像，并存储于存储器中。本发明自动清洗的第二个步骤是监控图像画面采样:当监控主机没有进行存储操作的时候，图像采集系统开始进行间隔性的监控图像画面采样。本发明自动清洗的第三个步骤是采样图像锐化边缘处理:对采样图像进行图像锐化边缘处理，并进行初步判断，判断锐化处理后的线条数量是否过多或者过少，过多或者过少的话，就说明采样的图像无效，进入本发明的第六个步骤，否则进入下一步。本发明自动清洗的第四个步骤是采样图像与预存图像的线条数量比较:把经过锐化边缘处理的采样图像的线条数量与也经过锐化边缘处理的预存图像的线条数量进行对比，如果差值小于给定阈值，则进入下一步；如果差值大于或等于给定阈值，就判断为摄像头图像模糊，继续本发明的第六个步骤。本发明自动清洗的第五个步骤是采样图像与预存图像的形状比较:把经过锐化边缘处理的采样图像进行位移的方式与经过锐化边缘处理的预存图像进行重叠运算，取出其中两者重叠后线条最小的值与预设的阈值比较，小于等于阈值的图像被判断为镜头清晰，返回第二个步骤；如果大于阈值，则进入本发明的第六个步骤。本发明自动清洗的第六个步骤是清洗与报警环节:启动清洗装置，并对本步骤累计的清洗次数进行计数，当累计清洗计数小于给定次数，返回本发明第四个步骤；当累计清洗计数大于或等于给定次数，判定为需要人工干预，启动警报电路，通知维护人员，同时将清洗次数归零。
[0009]本发明同时提供一种使用所述自动清洗方法的无人值守监控摄像头自动清洗及警报装置，该装置包括:监控摄像头、监控主机、基于DSP的识别模块、存储器、警报电路及摄像头自动清洗电路、警报装置、自动清洗装置。监控主机在没有进行存储操作的时候，对监控摄像头进行间隔性的图像采样，并把得到的采样图像传送到基于DSP的识别模块，基于DSP的识别模块选取一组不同时刻镜头干净的时候的监控图像画面作为预存图像，并存储于存储器，同时，基于DSP的识别模块在判断摄像头的清晰度时能够从存储器提取预存图像。警报电路及摄像头自动清洗电路与警报装置和自动清洗装置分别连接，本发明的无人值守监控摄像头自动清洗及警报装置使用上述自动清洗方法进行清洗和报警。
[0010]有益效果
本发明可以实现监控摄像头无人值守的监控画面监视，并在合适的情况下自动清洗摄像头或给出警报信号。
[0011]本发明自动清洗方法使用了以下3个主要手段:
一.通过对监控画面中静态目标的预存与采样比较来判断监控镜头的清晰度。这样的话，就可以避免因为画面中存在动态目标，而导致没有一个很好的参照物来判断整个摄像头的镜头上是否存在污染的情况；
二.通过采用图像处理中的边缘锐化的方法来判断画面的清晰度。通过边缘锐化的方法可以使得画面中的静态目标之间的边缘变得更加清晰，颜色的突变变得更加的明显，从而便于处理器统计所包含的线条数；
三.通过在一段时间内是否有进行多次清洁工作来智能判断这种类型的画面不清晰是否能被清洁。这样话可以有效的判断出所采取的清洁工作是否有效，就不会因为由于清洁操作对于图像的清晰度没有作用而导致的不停的发送清洁操作的命令。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为图像识别的过程；
图2为系统工作流程图。
[0013]【具体实施方式】:
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合【专利附图】
【附图说明】，对本发明做进一步阐述。
[0014]本发明自动清洗的第一个步骤是系统初始化:首先，系统上电复位。程序从FLASH自举，完成图像处理程序的导入，预存图像的内存导入，即预设一组不同时刻时，镜头干净的时候的监控图像画面作为预存图像，并存储于存储器中。其次进行一些初始化工作，如初始化EMIF接口的SDRAM等，然后等待信号的触发。本发明自动清洗的第二个步骤是监控图像画面采样:当监控主机没有进行存储操作的时候，图像采集系统开始进行间隔性的监控图像画面采样。具体是当监控摄像头所拍摄的图像内没有动态画面时，DVR给出的触发信号将使产生DSP中断，DSP利用I2C总线通过串行接口对图像采集芯片的寄存器写入相关参数，促使其进行图像采集。CPLD完成采集芯片的帧控制、时序逻辑和产生必要的地址信号，其次，CPLD还对图像采集模块和图像处理模块的接口 FIFO进行必要的逻辑控制。图像采集格式为512x512的16bitRGB，通过图像采集芯片外围电路以及锁存器可以生成24bit的RGB图像。图像经过FIFO通过DSP的DMA通道，一方面存入SDRAM，以便DSP进行图像处理，另一方面可以通过DMA经PCI总线传入PC机显示以供参考。本发明自动清洗的第三个步骤是采样图像锐化边缘处理:对采样图像进行图像锐化边缘处理，并进行初步判断，判断锐化处理后的线条数量是否过多或者过少，过多或者过少的话，就说明采样的图像无效，进入本发明的第六个步骤，否则进入下一步。在此步骤中，FLASH存入图像处理算法，通过DSP的EMIF导入DSP中进行图像处理操作。本发明自动清洗的第四个步骤是采样图像与预存图像的线条数量比较:把经过锐化边缘处理的采样图像的线条数量与也经过锐化边缘处理的预存图像的线条数量进行对比，如果差值小于给定阈值，则进入下一步；如果差值大于或等于给定阈值，就判断为摄像头图像模糊，继续本发明的第六个步骤。本发明自动清洗的第五个步骤是采样图像与预存图像的形状比较:把经过锐化边缘处理的采样图像进行位移的方式与经过锐化边缘处理的预存图像进行重叠运算，取出其中两者重叠后线条最小的值与预设的阈值比较，小于等于阈值的图像被判断为镜头清晰，返回第二个步骤；如果大于阈值，则进入本发明的第六个步骤。本发明自动清洗的第六个步骤是清洗与报警环节:启动清洗装置，并对本步骤累计的清洗次数进行计数，当累计清洗计数小于给定次数，返回本发明第四个步骤；当累计清洗计数大于或等于给定次数，判定为需要人工干预，启动警报电路，通知维护人员，同时将清洗次数归零。
[0015]本发明提供的无人值守监控摄像头自动清洗及警报装置包括:监控摄像头、监控主机、基于DSP的识别模块、存储器、警报电路及摄像头自动清洗电路、警报装置、自动清洗装置。监控主机在没有进行存储操作的时候，基于DSP的识别模块对监控摄像头传回的画面进行间隔性的图像采样，然后把得到的采样图像传送到基于DSP的识别模块，基于DSP的识别模块选取一组相应时刻镜头干净的时候的预存监控图像画面与采样的画面进行比较，用来作为判断摄像头是否清晰的依据；警报电路及摄像头自动清洗电路与警报装置和自动清洗装置分别连接。系统运行具体的流程如下:
1.首先，系统上电复位。程序从FLASH自举，完成图像处理程序的导入，预存图像的内存导入以及一些初始化工作，如初始化EMIF接口的SDRAM等，然后等待信号的触发。
[0016]2.当监控摄像头所拍摄的图像内没有动态画面时，DVR给出的触发信号将使产生DSP中断，DSP利用I2C总线通过串行接口对图像采集芯片的寄存器写入相关参数，促使其进行图像采集。
[0017]3.CPLD完成采集芯片的帧控制、时序逻辑和产生必要的地址信号，其次，CPLD还对图像采集模块和图像处理模块的接口 FIFO进行必要的逻辑控制。图像采集格式为512x512的16bitRGB，通过图像采集芯片外围电路以及锁存器可以生成24bit的RGB图像。
[0018]4.图像经过FIFO通过DSP的DMA通道，一方面存入SDRAM，以便DSP进行图像处理，另一方面可以通过DMA经PCI总线传入PC机显示以供参考。
[0019]5.FLASH存入图像处理算法，通过DSP的EMIF导入DSP中进行图像处理操作。
[0020]6.图像处理结果进行判断是否需要给出报警信号与启动清洁装置。
[0021]以上显示和描述的是本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明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发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明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发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
【权利要求】
1.一种无人值守监控摄像头的自动清洗方法，包括以下6个步骤: 一.系统初始化:首先预设一组不同时刻时，镜头干净的时候的监控图像画面作为预存图像，并存储于存储器中； 二.监控图像画面采样:当监控主机没有进行存储操作的时候，图像采集系统开始进行间隔性的监控图像画面采样； 三.采样图像锐化边缘处理:对采样图像进行图像锐化边缘处理，并进行初步判断，判断锐化处理后的线条数量是否过多或者过少，过多或者过少的话，就说明采样的图像无效，进入本发明的第六个步骤，否则进入下一步； 四.采样图像与预存图像的线条数量比较:把经过锐化边缘处理的采样图像的线条数量与也经过锐化边缘处理的预存图像的线条数量进行对比，如果差值小于给定阈值，则进入下一步；如果差值大于或等于给定阈值，就判断为摄像头图像模糊，继续本发明的第六个步骤； 五.采样图像与预存图像的形状比较:把经过锐化边缘处理的采样图像进行位移的方式与经过锐化边缘处理的预存图像进行重叠运算，取出其中两者重叠后线条最小的值与预设的阈值比较，小于等于阈值的图像被判断为镜头清晰，返回第二个步骤；如果大于阈值，则进入本发明的第六个步骤； 六.清洗与报警环节:启动清洗装置，并对本步骤累计的清洗次数进行计数，当累计清洗计数小于给定次数，返回本发明第四个步骤；当累计清洗计数大于或等于给定次数，判定为需要人工干预，启动警报电路，通知维护人员，同时将清洗次数归零。
2.一种使用权利要求1所述无人值守监控摄像头的自动清洗方法的无人值守监控摄像头自动清洗及警报装置，该装置包括:监控摄像头、监控主机、基于DSP的识别模块、存储器、警报电路及摄像头自动清洗电路、警报装置、自动清洗装置；监控主机在没有进行存储操作的时候，对监控摄像头进行间隔性的图像采样，并把得到的采样图像传送到基于DSP的识别模块，基于DSP的识别模块选取一组不同时刻镜头干净的时候的监控图像画面作为预存图像，并存储于存储器，同时，基于DSP的识别模块在判断摄像头的清晰度时能够从存储器提取预存图像；警报电路及摄像头自动清洗电路与警报装置和自动清洗装置分别连接。
【文档编号】H04N17/00GK103997622SQ201410118049
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年3月27日 优先权日:2014年3月27日
【发明者】兰熙, 沈爱弟, 雷凤泽, 刘彬 申请人:上海海事大学
【专利摘要】本发明公开了一种无人值守监控摄像头的自动清洗方法及使用该方法的无人值守监控摄像头的自动清洗及警报装置。该自动自动清洗包括6个步骤，分别是系统初始化、监控图像画面采样、采样图像锐化边缘处理、采样图像与预存图像的线条数量比较、采样图像与预存图像的形状比较、以及清洗与报警环节。本发明同时提供一种使用所述自动清洗方法的无人值守监控摄像头自动清洗及警报装置，该装置包括：监控摄像头、监控主机、基于DSP的识别模块、存储器、警报电路及摄像头自动清洗电路、警报装置、自动清洗装置。本发明所提供的清洗方法和装置可以实现无人值守的监控画面监视，并在合适的情况下自动清洗摄像头或给出警报信号。
【专利说明】无人值守监控摄像头的自动清洗方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及摄像头的自动化检测，具体是涉及一种无人值守监控摄像头的自动清洗方法。
【背景技术】
[0002]目前尚无智能的监控自动清洗装置专利，仅存在需要人来操作的自动清洗监控的装置的专利，现有技术是利用开关或按键来遥控监控设备的自动清洗装置，需要人为的来进行判断和操作。
[0003]现有技术存在以下两大缺点:
I)人对画面清晰度的误判。在这种情况下，就是明明镜头上存在已经比较脏且需要清洗的部分，但是从显示器上看到的静态图像画面整体上还算清晰，这样就很容易导致需要回看录像的时候，画面中部分图像的细节不完整，从而遗漏重要的图像信息，特别是在监控镜头的数量特别多的条件下。
[0004]2)对画面品质监控的实时性不强。在进行人为值守的条件下，难免会出现人员离开的情况，在这段时间内，如果出现监控画面出现突发性问题的时候，例如:意外的图像信号中断或突发性的镜头被污染，值班人员也无法得到相关的信息，等到人为的来干预的时候，也许已经错过了许多重要的监控信息。本发明可以大大减少需要人为的操作，减轻维护人员的工作量，能够智能的清洁被判断为不干净的镜头，使得存储的图像信息能够比较完整。同时还能够在实时监控的图像画面出现无法自动解决的问题的时候，及时向维护人员发出警报信号。
【发明内容】
[0005]本发明的主要目的是，提供一种无人值守监控设备的自动清洗方法来克服以上缺点。具体是涉及工作在户外或工作环境比较恶劣的监控摄像头的自动清洗，尤其是工作在粉尘比较严重或容易受到人为影响的环境中的监控摄像头的自动清洗。
[0006]因为经常一些需要监控的工作状态是24小时的，这样轮换人员始终不间断的值守在监控室，以观察监控设备传回的画面是否正常与清晰。本发明解决的问题是通过基于DSP的图像处理技术来实时的监控监控设备传回的画面的清晰度以及监控设备的工作状态是否正常，并在合适的条件下，及时的告诉维护人员监控设备的工作状态。从而实现对监控设备的无人值守及自动清洗。
[0007]本发明通过存储器先记录一组不同时刻时镜头干净的时候的监控图像画面，然后与实际拍摄的采样画面进行运算比较，如果发现采样的画面比存储的画面的清晰度要差到一定阈值的时候启动清洁镜头的设备(雨刷的电动机、清洁液的喷头等)，清洁后再次进行比较，如果清晰度高于一定的阈值后就停止电机的工作。但是如果多次清洁后，清晰度没有高于阈值的话，就会给出一个警报信号，给管理人员以提示。如果图像信号不完整的话或受到较大干扰的时候，也会给出警报信号。 在通常的情况下，摄像头所拍摄的画面所对应的拍摄背景是不变的。然后在DVR进行画面存储的过程中，为了节省存储空间一般用户都会采用“动态侦测”的存储方式，只存储当画面中存在动态目标的画面。而本发明中的判别装置则与之相反，即当DVR开始存储画面的时候，它不进行画面采样；当DVR没有进行存储操作的时候，它开始进行间隔性的画面采样。把采样回的画面通过锐化边缘的图像处理方法，来辨别图像中线条的数量与预存的图像中的线条数量是否减少或增大，当两者差值大于一定值后，就判断为图像模糊，则启动清洁装置，待清洁装置工作完毕后，再次采样并进行画面处理和比较，如果两者差值缩小，并且小于一定值的话，就判断本次清洁工作结束；如果差值没有缩小到期望值的话，就再次启动清洁装置，如果多次清洁工作结束后，实时画面中的线条数量依然没有达到预期的范围内的话，就启动警报电路，通知维护人员。如果镜头上存在泥点或其他遮挡物的时候，那么图像中线条分布的位置会被改变，如果线条分布与预存画面的线条分布相差太多的话，同样也会被判断为镜头需要清洁。
[0008]另外由于拍摄的环境还会受到天气和光线强度的变化而影响，为了使该系统能够适应不同天气的工作环境，需要根据不同天气和光线强度存储相应的预存图像，然后在进行实时监控的时候，按照环境的改变来选取合适的预存图像进行比较。如果是因为环境的变化而导致警报电路的触发，维护人员可以通过重置预存图像的方式来提高该系统的可靠性。
具体的，本发明自动清洗的第一个步骤是系统初始化:首先预设一组不同时刻时，镜头干净的时候的监控图像画面作为预存图像，并存储于存储器中。本发明自动清洗的第二个步骤是监控图像画面采样:当监控主机没有进行存储操作的时候，图像采集系统开始进行间隔性的监控图像画面采样。本发明自动清洗的第三个步骤是采样图像锐化边缘处理:对采样图像进行图像锐化边缘处理，并进行初步判断，判断锐化处理后的线条数量是否过多或者过少，过多或者过少的话，就说明采样的图像无效，进入本发明的第六个步骤，否则进入下一步。本发明自动清洗的第四个步骤是采样图像与预存图像的线条数量比较:把经过锐化边缘处理的采样图像的线条数量与也经过锐化边缘处理的预存图像的线条数量进行对比，如果差值小于给定阈值，则进入下一步；如果差值大于或等于给定阈值，就判断为摄像头图像模糊，继续本发明的第六个步骤。本发明自动清洗的第五个步骤是采样图像与预存图像的形状比较:把经过锐化边缘处理的采样图像进行位移的方式与经过锐化边缘处理的预存图像进行重叠运算，取出其中两者重叠后线条最小的值与预设的阈值比较，小于等于阈值的图像被判断为镜头清晰，返回第二个步骤；如果大于阈值，则进入本发明的第六个步骤。本发明自动清洗的第六个步骤是清洗与报警环节:启动清洗装置，并对本步骤累计的清洗次数进行计数，当累计清洗计数小于给定次数，返回本发明第四个步骤；当累计清洗计数大于或等于给定次数，判定为需要人工干预，启动警报电路，通知维护人员，同时将清洗次数归零。
[0009]本发明同时提供一种使用所述自动清洗方法的无人值守监控摄像头自动清洗及警报装置，该装置包括:监控摄像头、监控主机、基于DSP的识别模块、存储器、警报电路及摄像头自动清洗电路、警报装置、自动清洗装置。监控主机在没有进行存储操作的时候，对监控摄像头进行间隔性的图像采样，并把得到的采样图像传送到基于DSP的识别模块，基于DSP的识别模块选取一组不同时刻镜头干净的时候的监控图像画面作为预存图像，并存储于存储器，同时，基于DSP的识别模块在判断摄像头的清晰度时能够从存储器提取预存图像。警报电路及摄像头自动清洗电路与警报装置和自动清洗装置分别连接，本发明的无人值守监控摄像头自动清洗及警报装置使用上述自动清洗方法进行清洗和报警。
[0010]有益效果
本发明可以实现监控摄像头无人值守的监控画面监视，并在合适的情况下自动清洗摄像头或给出警报信号。
[0011]本发明自动清洗方法使用了以下3个主要手段:
一.通过对监控画面中静态目标的预存与采样比较来判断监控镜头的清晰度。这样的话，就可以避免因为画面中存在动态目标，而导致没有一个很好的参照物来判断整个摄像头的镜头上是否存在污染的情况；
二.通过采用图像处理中的边缘锐化的方法来判断画面的清晰度。通过边缘锐化的方法可以使得画面中的静态目标之间的边缘变得更加清晰，颜色的突变变得更加的明显，从而便于处理器统计所包含的线条数；
三.通过在一段时间内是否有进行多次清洁工作来智能判断这种类型的画面不清晰是否能被清洁。这样话可以有效的判断出所采取的清洁工作是否有效，就不会因为由于清洁操作对于图像的清晰度没有作用而导致的不停的发送清洁操作的命令。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为图像识别的过程；
图2为系统工作流程图。
[0013]【具体实施方式】:
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合【专利附图】
【附图说明】，对本发明做进一步阐述。
[0014]本发明自动清洗的第一个步骤是系统初始化:首先，系统上电复位。程序从FLASH自举，完成图像处理程序的导入，预存图像的内存导入，即预设一组不同时刻时，镜头干净的时候的监控图像画面作为预存图像，并存储于存储器中。其次进行一些初始化工作，如初始化EMIF接口的SDRAM等，然后等待信号的触发。本发明自动清洗的第二个步骤是监控图像画面采样:当监控主机没有进行存储操作的时候，图像采集系统开始进行间隔性的监控图像画面采样。具体是当监控摄像头所拍摄的图像内没有动态画面时，DVR给出的触发信号将使产生DSP中断，DSP利用I2C总线通过串行接口对图像采集芯片的寄存器写入相关参数，促使其进行图像采集。CPLD完成采集芯片的帧控制、时序逻辑和产生必要的地址信号，其次，CPLD还对图像采集模块和图像处理模块的接口 FIFO进行必要的逻辑控制。图像采集格式为512x512的16bitRGB，通过图像采集芯片外围电路以及锁存器可以生成24bit的RGB图像。图像经过FIFO通过DSP的DMA通道，一方面存入SDRAM，以便DSP进行图像处理，另一方面可以通过DMA经PCI总线传入PC机显示以供参考。本发明自动清洗的第三个步骤是采样图像锐化边缘处理:对采样图像进行图像锐化边缘处理，并进行初步判断，判断锐化处理后的线条数量是否过多或者过少，过多或者过少的话，就说明采样的图像无效，进入本发明的第六个步骤，否则进入下一步。在此步骤中，FLASH存入图像处理算法，通过DSP的EMIF导入DSP中进行图像处理操作。本发明自动清洗的第四个步骤是采样图像与预存图像的线条数量比较:把经过锐化边缘处理的采样图像的线条数量与也经过锐化边缘处理的预存图像的线条数量进行对比，如果差值小于给定阈值，则进入下一步；如果差值大于或等于给定阈值，就判断为摄像头图像模糊，继续本发明的第六个步骤。本发明自动清洗的第五个步骤是采样图像与预存图像的形状比较:把经过锐化边缘处理的采样图像进行位移的方式与经过锐化边缘处理的预存图像进行重叠运算，取出其中两者重叠后线条最小的值与预设的阈值比较，小于等于阈值的图像被判断为镜头清晰，返回第二个步骤；如果大于阈值，则进入本发明的第六个步骤。本发明自动清洗的第六个步骤是清洗与报警环节:启动清洗装置，并对本步骤累计的清洗次数进行计数，当累计清洗计数小于给定次数，返回本发明第四个步骤；当累计清洗计数大于或等于给定次数，判定为需要人工干预，启动警报电路，通知维护人员，同时将清洗次数归零。
[0015]本发明提供的无人值守监控摄像头自动清洗及警报装置包括:监控摄像头、监控主机、基于DSP的识别模块、存储器、警报电路及摄像头自动清洗电路、警报装置、自动清洗装置。监控主机在没有进行存储操作的时候，基于DSP的识别模块对监控摄像头传回的画面进行间隔性的图像采样，然后把得到的采样图像传送到基于DSP的识别模块，基于DSP的识别模块选取一组相应时刻镜头干净的时候的预存监控图像画面与采样的画面进行比较，用来作为判断摄像头是否清晰的依据；警报电路及摄像头自动清洗电路与警报装置和自动清洗装置分别连接。系统运行具体的流程如下:
1.首先，系统上电复位。程序从FLASH自举，完成图像处理程序的导入，预存图像的内存导入以及一些初始化工作，如初始化EMIF接口的SDRAM等，然后等待信号的触发。
[0016]2.当监控摄像头所拍摄的图像内没有动态画面时，DVR给出的触发信号将使产生DSP中断，DSP利用I2C总线通过串行接口对图像采集芯片的寄存器写入相关参数，促使其进行图像采集。
[0017]3.CPLD完成采集芯片的帧控制、时序逻辑和产生必要的地址信号，其次，CPLD还对图像采集模块和图像处理模块的接口 FIFO进行必要的逻辑控制。图像采集格式为512x512的16bitRGB，通过图像采集芯片外围电路以及锁存器可以生成24bit的RGB图像。
[0018]4.图像经过FIFO通过DSP的DMA通道，一方面存入SDRAM，以便DSP进行图像处理，另一方面可以通过DMA经PCI总线传入PC机显示以供参考。
[0019]5.FLASH存入图像处理算法，通过DSP的EMIF导入DSP中进行图像处理操作。
[0020]6.图像处理结果进行判断是否需要给出报警信号与启动清洁装置。
[0021]以上显示和描述的是本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明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发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明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发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
【权利要求】
1.一种无人值守监控摄像头的自动清洗方法，包括以下6个步骤: 一.系统初始化:首先预设一组不同时刻时，镜头干净的时候的监控图像画面作为预存图像，并存储于存储器中； 二.监控图像画面采样:当监控主机没有进行存储操作的时候，图像采集系统开始进行间隔性的监控图像画面采样； 三.采样图像锐化边缘处理:对采样图像进行图像锐化边缘处理，并进行初步判断，判断锐化处理后的线条数量是否过多或者过少，过多或者过少的话，就说明采样的图像无效，进入本发明的第六个步骤，否则进入下一步； 四.采样图像与预存图像的线条数量比较:把经过锐化边缘处理的采样图像的线条数量与也经过锐化边缘处理的预存图像的线条数量进行对比，如果差值小于给定阈值，则进入下一步；如果差值大于或等于给定阈值，就判断为摄像头图像模糊，继续本发明的第六个步骤； 五.采样图像与预存图像的形状比较:把经过锐化边缘处理的采样图像进行位移的方式与经过锐化边缘处理的预存图像进行重叠运算，取出其中两者重叠后线条最小的值与预设的阈值比较，小于等于阈值的图像被判断为镜头清晰，返回第二个步骤；如果大于阈值，则进入本发明的第六个步骤； 六.清洗与报警环节:启动清洗装置，并对本步骤累计的清洗次数进行计数，当累计清洗计数小于给定次数，返回本发明第四个步骤；当累计清洗计数大于或等于给定次数，判定为需要人工干预，启动警报电路，通知维护人员，同时将清洗次数归零。
2.一种使用权利要求1所述无人值守监控摄像头的自动清洗方法的无人值守监控摄像头自动清洗及警报装置，该装置包括:监控摄像头、监控主机、基于DSP的识别模块、存储器、警报电路及摄像头自动清洗电路、警报装置、自动清洗装置；监控主机在没有进行存储操作的时候，对监控摄像头进行间隔性的图像采样，并把得到的采样图像传送到基于DSP的识别模块，基于DSP的识别模块选取一组不同时刻镜头干净的时候的监控图像画面作为预存图像，并存储于存储器，同时，基于DSP的识别模块在判断摄像头的清晰度时能够从存储器提取预存图像；警报电路及摄像头自动清洗电路与警报装置和自动清洗装置分别连接。
【文档编号】H04N17/00GK103997622SQ201410118049
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年3月27日 优先权日:2014年3月27日
【发明者】兰熙, 沈爱弟, 雷凤泽, 刘彬 申请人:上海海事大学
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