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      一種海上搜救系統(tǒng)及方法

      文檔序號(hào):7809641閱讀:597來源:國(guó)知局
      一種海上搜救系統(tǒng)及方法
      【專利摘要】本發(fā)明公開了一種海上搜救系統(tǒng),其特征在于:包括紅外圖像傳感器、視頻編碼器、視頻服務(wù)器和監(jiān)視器,其中,紅外圖像傳感器通過視頻編碼器與視頻服務(wù)器相連,視頻服務(wù)器通過顯示接口與監(jiān)視器連接;本發(fā)明中通過紅外圖像傳感器對(duì)海面探測(cè)成像并對(duì)圖像進(jìn)行處理,將處理后的圖像信息傳送至視頻編碼模塊,視頻編碼模塊對(duì)接收到的圖像信息進(jìn)行視頻編碼,得到高質(zhì)量的視頻信號(hào),通過標(biāo)準(zhǔn)視頻接口輸出到視頻服務(wù)器上,視頻服務(wù)器將視頻信號(hào)傳輸?shù)奖O(jiān)視器,完成對(duì)海域的人、物搜救工作。本發(fā)明可在海域中進(jìn)行準(zhǔn)確率高、效率高、快速、可靠的搜救。
      【專利說明】一種海上搜救系統(tǒng)及方法

      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001] 本發(fā)明涉及海上搜救系統(tǒng),尤其涉及一種基于紅外熱成像技術(shù)的一種海上搜救系 統(tǒng)及方法。

      【背景技術(shù)】
      [0002] 近年來我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,各種涉海、用?;顒?dòng)數(shù)量越來越多,規(guī)模越來越大,因而 我國(guó)海上搜救任務(wù)日益繁重,同時(shí)海上搜救相比于陸地搜救有更多的不可預(yù)測(cè)性,因此它 的難度也更大,如馬航MH370失聯(lián)事件在全世界范圍內(nèi)引起了人們對(duì)海上搜救的思考。
      [0003] 海上搜救服務(wù)是國(guó)家應(yīng)急救援體系的重要組成部分,也是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要保 障。次啊用先進(jìn)的搜救系統(tǒng)是提高搜救行動(dòng)有效性的重要手段之一。目前海上搜救所用設(shè) 備主要有雷達(dá)及搜救直升機(jī),但其較大程度上依賴良好的天氣環(huán)境及日照條件,在較差的 氣候環(huán)境下,探測(cè)結(jié)果不理想。


      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種可在海域中進(jìn)行準(zhǔn)確率高、效 率高、快速、可靠搜救的一種海上搜救系統(tǒng)及方法。
      [0005] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的: 一種海上搜救系統(tǒng),包括紅外圖像傳感器、視頻編碼器、視頻服務(wù)器和監(jiān)視器,其中, 紅外圖像傳感器通過視頻編碼器與視頻服務(wù)器相連,視頻服務(wù)器通過顯示接口與監(jiān)視器連 接。
      [0006] 所述的紅外圖像傳感器包括探測(cè)器、讀出電路、圖像處理芯片和外部存儲(chǔ)器;其 中,圖像處理芯片通過控制接口與讀出電路連接,外部存儲(chǔ)器通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線與圖像處 理芯片連接,圖像處理芯片通過電源接口與供電系統(tǒng)連接,圖像處理芯片通過視頻接口與 視頻服務(wù)器連接,讀出電路與探測(cè)器相連。
      [0007] 所述圖像處理芯片中包括非均勻校正模塊、盲元校正模塊、圖像濾波去噪模塊、圖 像細(xì)節(jié)增強(qiáng)模塊、偽彩變換模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、低噪聲電源模塊和接口時(shí)序控制模塊; 所述非均勻校正模塊,通過兩點(diǎn)法與二元非線性校正法對(duì)紅外熱圖像進(jìn)行校正,得到 校正后的圖像; 所述盲元校正模塊,通過采用盲元補(bǔ)償算法,根據(jù)相鄰像素、前后幀圖像的響應(yīng)相關(guān)性 對(duì)盲元位置的信息進(jìn)行預(yù)測(cè)和替代; 所述圖像濾波去噪模塊,通過快速中值濾波和帶閾值的均值濾波對(duì)紅外熱圖像進(jìn)行去 噪處理,得到去噪后圖像; 所述圖像細(xì)節(jié)增強(qiáng)模塊,通過采用雙閾值映射、雙閾值自適應(yīng)增強(qiáng)算法和邊緣增強(qiáng)算 法,對(duì)原始圖像的直方圖進(jìn)行處理,實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的增強(qiáng)功能; 所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊,通過采用流水線ADC的設(shè)計(jì)架構(gòu),實(shí)現(xiàn)大陣列的模擬輸出高速模 數(shù)轉(zhuǎn)換; 所述低噪聲電源模塊,通過采用集成Boost控制電路,為探測(cè)器提供較高偏置電壓,實(shí) 現(xiàn)紅外探測(cè)器的1?響應(yīng)率; 所述接口時(shí)序控制模塊,通過采用計(jì)數(shù)分頻的方法正確產(chǎn)生三路時(shí)序信號(hào)。
      [0008] 所述紅外圖像傳感器通過晶圓級(jí)多組件封裝技術(shù)進(jìn)行封裝。
      [0009] 一種海上搜救方法,包括如下步驟: 51. 紅外圖像傳感器對(duì)海面探測(cè)成像并對(duì)圖像進(jìn)行處理,將處理后的圖像信息傳送至 視頻編碼模塊; 52. 視頻編碼模塊對(duì)接收到的圖像信息進(jìn)行視頻編碼,得到高質(zhì)量的視頻信號(hào),通過標(biāo) 準(zhǔn)視頻接口輸出到視頻服務(wù)器上; 53. 視頻服務(wù)器將視頻信號(hào)傳輸?shù)奖O(jiān)視器。
      [0010] 所述紅外圖像傳感器對(duì)圖像進(jìn)行處理的方法,包含如下步驟: 511. 圖像處理芯片為探測(cè)器提供所需要的各種控制時(shí)序信號(hào)、電源和偏壓; 512. 探測(cè)器對(duì)海面探測(cè)成像,并將圖像數(shù)據(jù)傳給圖像處理芯片; 513. 圖像處理芯片對(duì)采集到的紅外熱圖像進(jìn)行包括非均勻校正、盲元校正、圖像濾波 去噪、圖像細(xì)節(jié)增強(qiáng)、偽彩變換的功能處理; 514. 圖像處理芯片對(duì)處理后的紅熱外圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換; 515. 圖像處理芯片將處理后的圖像信息經(jīng)視頻接口傳送至視頻編碼模塊。
      [0011] 所述圖像處理芯片,通過采用計(jì)數(shù)分頻的方法實(shí)現(xiàn)正確產(chǎn)生三路時(shí)序信號(hào),以及 通過采用集成Boost控制電路,為探測(cè)器提供較高偏置電壓,實(shí)現(xiàn)紅外探測(cè)器的高響應(yīng)率; 所述非均勻校正,通過兩點(diǎn)法與二元非線性校正法實(shí)現(xiàn)對(duì)紅外熱圖像的校正,得到校 正后的圖像; 所述盲元校正,通過采用盲元補(bǔ)償算法,根據(jù)相鄰像素、前后幀圖像的響應(yīng)相關(guān)性對(duì)盲 元位置的信息進(jìn)行預(yù)測(cè)和替代; 所述圖像濾波去噪,通過快速中值濾波和帶閾值的均值濾波實(shí)現(xiàn)對(duì)紅外熱圖像的去噪 處理,得到去噪后圖像; 所述圖像細(xì)節(jié)增強(qiáng),通過采用雙閾值映射、雙閾值自適應(yīng)增強(qiáng)算法和邊緣增強(qiáng)算法,對(duì) 原始圖像的直方圖進(jìn)行處理,實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的增強(qiáng)功能; 所述圖像處理芯片,采用流水線ADC的設(shè)計(jì)架構(gòu),實(shí)現(xiàn)大陣列的模擬輸出高速模數(shù)轉(zhuǎn) 換。
      [0012] 本發(fā)明的有益效果是:紅外圖像傳感器通過采集海面的紅外圖像,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)海 區(qū)內(nèi)搜尋目標(biāo)的高效識(shí)別與定位,識(shí)別準(zhǔn)確性高,搜救效率高。

      【專利附圖】

      【附圖說明】
      [0013] 圖1為本發(fā)明一種海上搜救系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖; 圖2為紅外圖像傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖; 圖3為本發(fā)明一種海上搜救流程圖。

      【具體實(shí)施方式】
      [0014] 下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案,但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于 以下所述。
      [0015] 如圖1所示,一種海上搜救系統(tǒng),包括紅外圖像傳感器、視頻編碼器、視頻服務(wù)器 和監(jiān)視器,其中,紅外圖像傳感器通過視頻編碼器與視頻服務(wù)器相連,視頻服務(wù)器通過顯示 接口與監(jiān)視器連接。
      [0016] 如圖2所示,所述的紅外圖像傳感器包括探測(cè)器、讀出電路、圖像處理芯片和外部 存儲(chǔ)器;其中,圖像處理芯片通過控制接口與讀出電路連接,外部存儲(chǔ)器通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線 與圖像處理芯片連接,圖像處理芯片通過電源接口與供電系統(tǒng)連接,圖像處理芯片通過視 頻接口與視頻服務(wù)器連接,讀出電路與探測(cè)器相連。
      [0017] 所述圖像處理芯片中包括非均勻校正模塊、盲元校正模塊、圖像濾波去噪模塊、圖 像細(xì)節(jié)增強(qiáng)模塊、偽彩變換模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、低噪聲電源模塊和接口時(shí)序控制模塊;所 述非均勻校正模塊,通過兩點(diǎn)法與二元非線性校正法對(duì)紅外熱圖像進(jìn)行校正,得到校正后 的圖像; 所述盲元校正模塊,通過采用盲元補(bǔ)償算法,根據(jù)相鄰像素、前后幀圖像的響應(yīng)相關(guān)性 對(duì)盲元位置的信息進(jìn)行預(yù)測(cè)和替代;所述圖像濾波去噪模塊,通過快速中值濾波和帶閾值 的均值濾波對(duì)紅外熱圖像進(jìn)行去噪處理,得到去噪后圖像;所述圖像細(xì)節(jié)增強(qiáng)模塊,通過采 用雙閾值映射、雙閾值自適應(yīng)增強(qiáng)算法和邊緣增強(qiáng)算法,對(duì)原始圖像的直方圖進(jìn)行處理,實(shí) 現(xiàn)對(duì)圖像的增強(qiáng)功能;所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊,通過采用流水線ADC的設(shè)計(jì)架構(gòu),實(shí)現(xiàn)大陣列的 模擬輸出高速模數(shù)轉(zhuǎn)換;所述低噪聲電源模塊,通過采用集成Boost控制電路,為探測(cè)器提 供較高偏置電壓,實(shí)現(xiàn)紅外探測(cè)器的高響應(yīng)率;所述接口時(shí)序控制模塊,通過采用計(jì)數(shù)分頻 的方法正確產(chǎn)生三路時(shí)序信號(hào)。
      [0018] 如圖3所示,一種海上搜救方法,包括如下步驟: 51. 紅外圖像傳感器對(duì)海面探測(cè)成像并對(duì)圖像進(jìn)行處理,將處理后的圖像信息傳送至 視頻編碼模塊; 52. 視頻編碼模塊對(duì)接收到的圖像信息進(jìn)行視頻編碼,得到高質(zhì)量的視頻信號(hào),通過標(biāo) 準(zhǔn)視頻接口輸出到視頻服務(wù)器上; 53. 視頻服務(wù)器將視頻信號(hào)傳輸?shù)奖O(jiān)視器。
      [0019] 所述紅外圖像傳感器對(duì)圖像進(jìn)行處理的方法,包含如下步驟: 511. 圖像處理芯片為探測(cè)器提供所需要的各種控制時(shí)序信號(hào)、電源和偏壓; 512. 探測(cè)器對(duì)海面探測(cè)成像,并將圖像數(shù)據(jù)傳給圖像處理芯片; 513. 圖像處理芯片對(duì)采集到的紅外熱圖像進(jìn)行包括非均勻校正、盲元校正、圖像濾波 去噪、圖像細(xì)節(jié)增強(qiáng)、偽彩變換的功能處理; 514. 圖像處理芯片對(duì)處理后的紅熱外圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換; 515. 圖像處理芯片將處理后的圖像信息經(jīng)視頻接口傳送至視頻編碼模塊。
      [0020] 所述圖像處理芯片,通過采用計(jì)數(shù)分頻的方法實(shí)現(xiàn)正確產(chǎn)生三路時(shí)序信號(hào);所述 圖像處理芯片,通過采用集成Boost控制電路,為探測(cè)器提供較高偏置電壓,實(shí)現(xiàn)紅外探測(cè) 器的高響應(yīng)率;所述非均勻校正功能,通過兩點(diǎn)法與二元非線性校正法實(shí)現(xiàn)對(duì)紅外熱圖 像的校正,得到校正后的圖像;所述盲元校正功能,通過采用盲元補(bǔ)償算法,根據(jù)相鄰像素、 前后幀圖像的響應(yīng)相關(guān)性對(duì)盲元位置的信息進(jìn)行預(yù)測(cè)和替代;所述圖像濾波去噪功能,通 過快速中值濾波和帶閾值的均值濾波實(shí)現(xiàn)對(duì)紅外熱圖像的去噪處理,得到去噪后圖像;所 述圖像細(xì)節(jié)增強(qiáng)功能,通過采用雙閾值映射、雙閾值自適應(yīng)增強(qiáng)算法和邊緣增強(qiáng)算法,對(duì)原 始圖像的直方圖進(jìn)行處理,實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的增強(qiáng)功能;所述圖像處理芯片,通過采用流水線 ADC的設(shè)計(jì)架構(gòu),實(shí)現(xiàn)大陣列的模擬輸出高速模數(shù)轉(zhuǎn)換。
      [0021] 本實(shí)施例中,所述紅外圖像傳感器通過晶圓級(jí)多組件封裝技術(shù)進(jìn)行封裝。
      【權(quán)利要求】
      1. 一種海上搜救系統(tǒng),其特征在于:包括紅外圖像傳感器、視頻編碼器、視頻服務(wù)器和 監(jiān)視器,其中,紅外圖像傳感器通過視頻編碼器與視頻服務(wù)器相連,視頻服務(wù)器通過顯示接 口與監(jiān)視器連接。
      2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海上搜救系統(tǒng),其特征在于:所述的紅外圖像傳感器包 括探測(cè)器、讀出電路、圖像處理芯片和外部存儲(chǔ)器;其中,圖像處理芯片通過控制接口與讀 出電路連接,外部存儲(chǔ)器通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線與圖像處理芯片連接,圖像處理芯片通過電源 接口與供電系統(tǒng)連接,圖像處理芯片通過視頻接口與視頻服務(wù)器連接,讀出電路與探測(cè)器 相連。
      3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種海上搜救系統(tǒng),其特征在于:所述圖像處理芯片中包括 非均勻校正模塊、盲元校正模塊、圖像濾波去噪模塊、圖像細(xì)節(jié)增強(qiáng)模塊、偽彩變換模塊、模 數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、低噪聲電源模塊和接口時(shí)序控制模塊; 所述非均勻校正模塊,通過兩點(diǎn)法與二元非線性校正法對(duì)紅外熱圖像進(jìn)行校正,得到 校正后的圖像; 所述盲元校正模塊,通過采用盲元補(bǔ)償算法,根據(jù)相鄰像素、前后幀圖像的響應(yīng)相關(guān)性 對(duì)盲元位置的信息進(jìn)行預(yù)測(cè)和替代; 所述圖像濾波去噪模塊,通過快速中值濾波和帶閾值的均值濾波對(duì)紅外熱圖像進(jìn)行去 噪處理,得到去噪后圖像; 所述圖像細(xì)節(jié)增強(qiáng)模塊,通過采用雙閾值映射、雙閾值自適應(yīng)增強(qiáng)算法和邊緣增強(qiáng)算 法,對(duì)原始圖像的直方圖進(jìn)行處理,實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的增強(qiáng)功能; 所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊,通過采用流水線ADC的設(shè)計(jì)架構(gòu),實(shí)現(xiàn)大陣列的模擬輸出高速模 數(shù)轉(zhuǎn)換; 所述低噪聲電源模塊,通過采用集成Boost控制電路,為探測(cè)器提供較高偏置電壓,實(shí) 現(xiàn)紅外探測(cè)器的1?響應(yīng)率; 所述接口時(shí)序控制模塊,通過采用計(jì)數(shù)分頻的方法正確產(chǎn)生三路時(shí)序信號(hào)。
      4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種海上搜救系統(tǒng),其特征在于:所述紅外圖像傳感器通過 晶圓級(jí)多組件封裝技術(shù)進(jìn)行封裝。
      5. -種海上搜救方法,其特征在于:包括如下步驟:
      51. 紅外圖像傳感器對(duì)海面探測(cè)成像并對(duì)圖像進(jìn)行處理,將處理后的圖像信息傳送至 視頻編碼模塊;
      52. 視頻編碼模塊對(duì)接收到的圖像信息進(jìn)行視頻編碼,得到高質(zhì)量的視頻信號(hào),通過標(biāo) 準(zhǔn)視頻接口輸出到視頻服務(wù)器上;
      53. 視頻服務(wù)器將視頻信號(hào)傳輸?shù)奖O(jiān)視器。
      6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種海上搜救方法,其特征在于:所述紅外圖像傳感器對(duì)圖 像進(jìn)行處理的方法,包含如下步驟:
      511. 圖像處理芯片為探測(cè)器提供所需要的各種控制時(shí)序信號(hào)、電源和偏壓;
      512. 探測(cè)器對(duì)海面探測(cè)成像,并將圖像數(shù)據(jù)傳給圖像處理芯片;
      513. 圖像處理芯片對(duì)采集到的紅外熱圖像進(jìn)行包括非均勻校正、盲元校正、圖像濾波 去噪、圖像細(xì)節(jié)增強(qiáng)、偽彩變換的功能處理;
      514. 圖像處理芯片對(duì)處理后的紅熱外圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換; S15.圖像處理芯片將處理后的圖像信息經(jīng)視頻接口傳送至視頻編碼模塊; 所述圖像處理芯片,通過采用計(jì)數(shù)分頻的方法實(shí)現(xiàn)正確產(chǎn)生三路時(shí)序信號(hào),以及通過 采用集成Boost控制電路,為探測(cè)器提供較高偏置電壓,實(shí)現(xiàn)紅外探測(cè)器的高響應(yīng)率; 所述非均勻校正,通過兩點(diǎn)法與二元非線性校正法實(shí)現(xiàn)對(duì)紅外熱圖像的校正,得到校 正后的圖像; 所述盲元校正,通過采用盲元補(bǔ)償算法,根據(jù)相鄰像素、前后幀圖像的響應(yīng)相關(guān)性對(duì)盲 元位置的信息進(jìn)行預(yù)測(cè)和替代; 所述圖像濾波去噪,通過快速中值濾波和帶閾值的均值濾波實(shí)現(xiàn)對(duì)紅外熱圖像的去噪 處理,得到去噪后圖像; 所述圖像細(xì)節(jié)增強(qiáng),通過采用雙閾值映射、雙閾值自適應(yīng)增強(qiáng)算法和邊緣增強(qiáng)算法,對(duì) 原始圖像的直方圖進(jìn)行處理,實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的增強(qiáng)功能; 所述圖像處理芯片,采用流水線ADC的設(shè)計(jì)架構(gòu),實(shí)現(xiàn)大陣列的模擬輸出高速模數(shù)轉(zhuǎn) 換。
      【文檔編號(hào)】H04N5/33GK104092961SQ201410355012
      【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
      【發(fā)明者】曾衡東, 吳海寧, 殷剛 申請(qǐng)人:成都市晶林科技有限公司
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