本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)采集，具體為一種基于x-collecto攝像頭的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、攝像頭數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是一種用于捕捉、處理和傳輸圖像數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。它由硬件和軟件兩部分組成，硬件主要包括攝像頭、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、存儲設(shè)備等，而軟件則負責(zé)控制硬件操作、處理圖像數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)傳輸?shù)取Ｊ紫?，攝像頭是系統(tǒng)的核心部件，它負責(zé)捕捉實時圖像。根據(jù)應(yīng)用需求，可以選擇不同類型的攝像頭，如普通網(wǎng)絡(luò)攝像頭、高清攝像頭或紅外攝像頭等。攝像頭捕捉到的圖像數(shù)據(jù)通常以數(shù)字形式表示，包括分辨率、亮度、對比度等參數(shù)。接下來，數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備負責(zé)將攝像頭捕捉到的圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)教幚硐到y(tǒng)中。傳輸方式可以是有線傳輸，如usb、以太網(wǎng)等，也可以是無線傳輸，如wi-fi、藍牙等。在選擇傳輸方式時，需要考慮數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群头€(wěn)定性，以確保圖像數(shù)據(jù)的實時性和完整性。攝像頭數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是一種多功能、高效的圖像數(shù)據(jù)捕捉和處理系統(tǒng)，它在各個領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，如視頻監(jiān)控、交通監(jiān)控、工業(yè)自動化等。隨著圖像處理技術(shù)和人工智能的發(fā)展，攝像頭數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的功能和性能將不斷提升，為人們的生活和工作帶來更多便利。

2、但是常見的攝像頭采集系統(tǒng)在使用過程中，并未對采集得到的圖像進行處理，從而使得后續(xù)的使用過程中，得到的圖像質(zhì)量不夠高，影響了整體系統(tǒng)采集的圖像質(zhì)量。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于：為了解決上述提出的問題，提供一種基于x-collecto攝像頭的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種基于x-collecto攝像頭的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括電源供電模塊、設(shè)備控制系統(tǒng)層模塊、數(shù)據(jù)采集端模塊、通信傳輸模塊、圖像處理模塊、處理器模塊、supos應(yīng)用模塊、低功耗管理模塊、圖像矯正模塊、噪聲消除模塊和對比度增強模塊，所述電源供電模塊的輸出端連接有所述設(shè)備控制系統(tǒng)層模塊的輸入端，所述設(shè)備控制系統(tǒng)層模塊的輸出端連接有所述數(shù)據(jù)采集端模塊的輸入端，所述數(shù)據(jù)采集端模塊的輸出端連接有所述通信傳輸模塊的輸入端，所述通信傳輸模塊的輸出端連接有所述圖像處理模塊的輸入端，所述圖像處理模塊的輸出端連接有所述處理器模塊的輸入端，所述處理器模塊的輸出端連接有所述supos應(yīng)用模塊的輸入端。

3、在一優(yōu)選的實施方式中，所述圖像處理模塊的內(nèi)部設(shè)置有圖像矯正模塊、噪聲消除模塊和對比度增強模塊，所述圖像矯正模塊、噪聲消除模塊和對比度增強模塊的整體輸出端連接有所述圖像處理模塊的輸入端；

4、所述設(shè)備控制系統(tǒng)層模塊的外部電源連接端設(shè)置有低功耗管理模塊。

5、在一優(yōu)選的實施方式中，所述設(shè)備控制系統(tǒng)層模塊包括plc、智能儀表，品牌覆蓋西門子、三菱，接口包含rs485、以太網(wǎng)、i/o，協(xié)議包含各品牌plc協(xié)議、modbus協(xié)議。

6、在一優(yōu)選的實施方式中，所述數(shù)據(jù)采集端模塊采用ov2640圖像傳感器，其待機工作時，功率能達到0.6ma，能實現(xiàn)最快15f/suxga(1600×1200)或者60f/scif(352×288)分辨率的圖像采集，具有靈敏度高、串擾低、噪音低、圖像清晰度高、視頻捕捉功能強等優(yōu)點，具有多種輸出格式，如rgb565、rgb555、yuv(422/420)、ycbcr422以及jpeg。鑒于以太網(wǎng)單幀數(shù)據(jù)大小的限制，ov2640傳感器內(nèi)置的jpeg壓縮算法有利于降低本系統(tǒng)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓摹?/p>

7、在一優(yōu)選的實施方式中，所述通信傳輸模塊采用以太網(wǎng)協(xié)議棧，具體移植過程如下：①添加ch569net_lib.a文件，ch569net_lib.a提供了tcp/ip子程序庫，集成了udp以太網(wǎng)協(xié)議棧，很大程度上降低了開發(fā)難度；②添加ethernet_config.h文件，該文件包含了ch565千兆以太網(wǎng)描述符以及各寄存器定義；③添加ch565千兆以太網(wǎng)鏈路層收發(fā)接口函數(shù)、接口定義，其中包括rgmii接口的使能與初始化、phy芯片初始化、mac初始化等，以及發(fā)送緩沖區(qū)、接收緩沖區(qū)i大p小地的址定、端口等等；④，以聲及明目協(xié)標議ip棧、本地參數(shù)：本地mac地址、端口。

8、在一優(yōu)選的實施方式中，所述圖像矯正模塊采用了輻射校正技術(shù)，輻射校正技術(shù)為多級非線性加權(quán)平均中值濾波算法濾波后，可以看到sar圖像的斑點噪聲明顯減少，較好地保留了圖像的紋理特征以及細節(jié)信息。

9、在一優(yōu)選的實施方式中，所述噪聲消除模塊包括：

10、根據(jù)圖像退化的先驗知識建立一個退化模型，以此模型為基礎(chǔ)，采用濾波手段進行處理，使得復(fù)原后的圖像符合準則，改善樣本圖像的質(zhì)量；

11、由計算機對積分球定標數(shù)據(jù)按波段讀入像元的dn值和積分球輻射亮度值，積分球定標數(shù)據(jù)的每個像元dn值記為dn0(i,j)，積分球輻射亮度值記為l0(j)，其中i為像元號，j為波段號，dn0表示探測器像元數(shù)字化輸出數(shù)值，l0為積分球輻亮度值，由于紅外成像系統(tǒng)是線性的，所以采用實驗室線性絕對輻射定標公式求出探測器的像元的數(shù)字化輸出數(shù)值：

12、dn0(i,j)＝k0(i,j)*l0(j)，

13、其中k0(i,j)記為在波段為j、像元為i的輻射校正系數(shù)；

14、(2)由計算機讀取原始圖像數(shù)據(jù)和輻射校正系數(shù)數(shù)據(jù)，獲取原始圖像數(shù)據(jù)的每個波段的像元dn值dn1(i,j)，將dn1(i,j)代入輻射校正公式，求得原始圖像經(jīng)輻射校正后的每個像元的輻射亮度值，記為l1(i,j)，輻射校正公式為：

15、

16、8.如權(quán)利要求1所述的一種基于x-collecto攝像頭的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于：所述對比度增強模塊改善圖像的視覺效果，使其更易于人眼觀察或機器分析；所述對比度增強模塊以直方圖均衡化為增強方法，像素值s通過累積分布函數(shù)(cdf)映射得到，公式為：

17、其中r是原始像素值，ni是像素值為i的像素數(shù)量，n是總像素數(shù)量。

18、在一優(yōu)選的實施方式中，所述處理器模塊使用ch565w模塊，ch565w模塊內(nèi)置有10/100/1000mb/s的mac，具有rgmii接口，結(jié)合系統(tǒng)實時性的考慮，采用瑞昱公司生產(chǎn)的rtl8211作為mcu外接的phy芯片。該芯片支持10m/100m/1000m以太網(wǎng)通信，同時支持3.3v或2.5v電壓標準的regmii接口和gmii接口。監(jiān)控終端將采集后的圖像數(shù)據(jù)采用udp協(xié)議通過rtl8211芯片上傳到上位機；

19、所述supos應(yīng)用模塊用supos工業(yè)操作系統(tǒng)的supide進行相應(yīng)的功能開發(fā)，將海量生產(chǎn)大數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析，按照用戶需求的各類報表應(yīng)用顯示統(tǒng)計數(shù)據(jù)。用戶通過訪問supos工業(yè)操作系統(tǒng)上的報表應(yīng)用，調(diào)用系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，查看所需的數(shù)據(jù)分析內(nèi)容，實現(xiàn)對企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的戰(zhàn)略決策。

20、在一優(yōu)選的實施方式中，所述低功耗管理模塊在使用過程中當系統(tǒng)接收到以太網(wǎng)的低功耗喚醒信號后，系統(tǒng)才會退出低功耗模式，即刻開始執(zhí)行圖像采集以及傳輸任務(wù)，直到收到進入低功耗模式的指令或者檢測到上位機端無法收到數(shù)據(jù)后才再次進入低功耗模式等待喚醒。

21、綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

22、1、本發(fā)明中，圖像矯正模塊通過采用輻射校正技術(shù)，可以減少sar圖像的斑點噪聲，這有助于改善圖像質(zhì)量，特別是在細節(jié)和紋理特征的保留方面。這種校正對于提高圖像的清晰度和可讀性至關(guān)重要，特別是在需要從圖像中提取精確信息的應(yīng)用中。

23、噪聲消除模塊通過建立圖像退化的先驗知識模型并采用濾波手段進行處理，可以有效地去除圖像中的噪聲，提高圖像的清晰度和質(zhì)量。這對于后續(xù)的圖像分析和處理至關(guān)重要，因為噪聲會干擾圖像的特征提取和識別。

24、對比度增強模塊使用直方圖均衡化方法可以改善圖像的視覺效果，使圖像更易于人眼觀察或機器分析。通過調(diào)整圖像的對比度，可以增強圖像的細節(jié)和特征，這在圖像識別和監(jiān)控應(yīng)用中尤為重要。整個圖像處理模塊的設(shè)置確保了從攝像頭采集到的原始圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過一系列優(yōu)化處理，轉(zhuǎn)換為高質(zhì)量、清晰的圖像，適合于各種應(yīng)用場景。這些預(yù)處理步驟對于提高系統(tǒng)的整體性能和可靠性至關(guān)重要，特別是在需要精確圖像分析和識別的應(yīng)用中。通過這些模塊的處理，系統(tǒng)能夠提供更準確、更可靠的圖像數(shù)據(jù)，從而提高用戶對系統(tǒng)的滿意度。

25、2、本發(fā)明中，低功耗管理模塊在整個基于x-collecto攝像頭的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中通過在不需要實時傳輸圖像數(shù)據(jù)時將系統(tǒng)進入低功耗模式，可以顯著降低系統(tǒng)的整體功耗。這對于延長設(shè)備的使用壽命、減少能源消耗以及降低運行成本都非常重要。減少不必要的功耗不僅節(jié)約能源，還能減少設(shè)備發(fā)熱，從而延長設(shè)備的使用壽命。這對于需要長期穩(wěn)定運行的監(jiān)控系統(tǒng)來說尤為重要。低功耗模式有助于保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性，特別是在高溫或散熱條件不佳的環(huán)境中。通過降低功耗，系統(tǒng)在高溫環(huán)境下的運行風(fēng)險降低，減少了因過熱導(dǎo)致的故障。在低功耗模式下，系統(tǒng)減少或不進行數(shù)據(jù)傳輸，這有助于優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)帶寬的使用，減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)膲毫?，提高?shù)據(jù)處理和存儲的效率。