一種可見光與紅外熱成像雙目智能一體機(jī)及其處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在線監(jiān)控設(shè)備，特別的涉及一種可見光與紅外熱成像雙目智能一體機(jī)及其處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]紅外熱像技術(shù)是一種通過探測目標(biāo)物體的紅外輻射，并利用光電轉(zhuǎn)換、電信號處理等手段，將目標(biāo)物體的溫度分布圖像轉(zhuǎn)換成視頻圖像的高新技術(shù)。紅外輻射是自然界中存在最為廣泛的輻射，而大氣、煙云等可吸收可見光和近紅外線，但對3?5 μπι和8?14 μπι的紅外線卻是透明的，因此，利用這兩個窗口可以在完全無光的夜晚，或是在雨、雪等煙云密布的惡劣環(huán)境，能夠清晰地觀察到所需監(jiān)控的目標(biāo)，因此紅外熱成像技術(shù)能夠真正做到二十四小時全天候監(jiān)控。紅外熱像儀具有很高的軍事應(yīng)用價值和民用價值?，F(xiàn)實(shí)中，由于被測監(jiān)測設(shè)備和區(qū)域各部分紅外輻射的熱像分布圖與可見光監(jiān)控相機(jī)的圖像相比缺少層次和立體感，沒有可見光直觀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種可見光與紅外熱成像雙目智能一體機(jī)及其處理方法，其能將紅外與可見光成像技術(shù)結(jié)合起來，可以補(bǔ)充單一成像設(shè)備的不足，進(jìn)行同時成像的紅外和可見光一體機(jī)可以被廣泛的應(yīng)用于森林防火、變電站設(shè)備監(jiān)控、建筑節(jié)能評價、公共區(qū)域監(jiān)控等諸多方面。
[0004]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種可見光與紅外熱成像雙目智能一體機(jī)，其包括紅外光學(xué)系統(tǒng)、紅外探測器、處理模塊，所述紅外探測器用于通過所述紅外光學(xué)系統(tǒng)獲取紅外視頻數(shù)據(jù)，所述處理模塊用于處理所述紅外視頻數(shù)據(jù)并輸出；其中:所述可見光與紅外熱成像雙目智能一體機(jī)還包括可見光學(xué)系統(tǒng)、可見光傳感器、數(shù)據(jù)采集器；所述處理模塊包括ARM主處理器、DSP處理器、視頻編碼器、網(wǎng)絡(luò)輸出單元；所述可見光傳感器用于通過所述可見光學(xué)系統(tǒng)獲取可見光視頻數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)采集器用于同步采集所述紅外視頻數(shù)據(jù)與所述可見光視頻數(shù)據(jù)這兩路視頻數(shù)據(jù)，并傳送入所述ARM主處理器；所述ARM主處理器用于通過內(nèi)存共享的方式把所述兩路視頻數(shù)據(jù)送給所述DSP處理器；所述DSP處理器用于對所述兩路視頻數(shù)據(jù)做智能運(yùn)算，智能運(yùn)算的結(jié)果再返回給所述ARM主處理器，所述ARM主處理器把所述兩路視頻數(shù)據(jù)和智能運(yùn)算結(jié)果發(fā)給所述視頻編碼器；所述視頻編碼器用于對所述兩路視頻數(shù)據(jù)和智能運(yùn)算結(jié)果做編碼，編碼完成后所述ARM主處理器負(fù)責(zé)通過所述網(wǎng)絡(luò)輸出單元把所述兩路視頻數(shù)據(jù)和編碼結(jié)果輸出。
[0005]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述視頻編碼器、所述ARM主處理器、所述DSP處理器、所述網(wǎng)絡(luò)輸出單元采用單一的智能分析板。
[0006]進(jìn)一步地，所述智能分析板采用型號為DM8127的達(dá)芬奇數(shù)字媒體處理器作為核心芯片。
[0007]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述可見光與紅外熱成像雙目智能一體機(jī)還包括FPGA處理器，所述可見光傳感器將所述可見光視頻數(shù)據(jù)送入所述FPGA處理器，在所述FPGA處理器里進(jìn)行自動曝光、自動白平衡、自動對焦處理，處理之后的所述可見光視頻數(shù)據(jù)才進(jìn)入所述數(shù)據(jù)采集器。
[0008]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述可見光與紅外熱成像雙目智能一體機(jī)還包括外殼，所述外殼開設(shè)有兩個視窗，所述外殼收容所述紅外光學(xué)系統(tǒng)、所述紅外探測器、所述處理模塊、所述可見光學(xué)系統(tǒng)、所述可見光傳感器、所述數(shù)據(jù)采集器；其中，所述紅外光學(xué)系統(tǒng)與所述可見光學(xué)系統(tǒng)分別透過所述兩個視窗實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，所述紅外光學(xué)系統(tǒng)與所述可見光學(xué)系統(tǒng)這兩個光學(xué)系統(tǒng)的光軸相互平行。
[0009]進(jìn)一步地，所述外殼內(nèi)還容置有風(fēng)扇和加熱裝置，所述ARM主處理器能在判斷所述外殼內(nèi)溫度超過預(yù)設(shè)上限值時開啟風(fēng)扇，還能在判斷所述外殼內(nèi)溫度低于預(yù)設(shè)下限值時開啟加熱裝置。
[0010]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述紅外光學(xué)系統(tǒng)的紅外光學(xué)鏡頭采用連續(xù)變焦紅外鍺鏡頭；所述紅外探測器采用非制冷焦平面陣列，成像波段為8-14微米。
[0011]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述可見光學(xué)系統(tǒng)的可見光鏡頭采用可連續(xù)變焦的長焦鏡頭；所述可見光傳感器為CCD傳感器。
[0012]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述紅外探測器與所述可見光傳感器由單一設(shè)備供電，通過單一網(wǎng)絡(luò)接口通信。
[0013]本發(fā)明還涉及上述任意一種可見光與紅外熱成像雙目智能一體機(jī)的可見光與紅外熱成像雙目智能處理方法，其包括以下步驟:
[0014]啟動所述紅外探測器、所述可見光傳感器，所述紅外探測器通過所述紅外光學(xué)系統(tǒng)獲取紅外視頻數(shù)據(jù)，所述可見光傳感器通過所述可見光學(xué)系統(tǒng)獲取可見光視頻數(shù)據(jù)；
[0015]通過所述數(shù)據(jù)采集器同步收集所述紅外視頻數(shù)據(jù)與所述可見光視頻數(shù)據(jù)這兩路視頻數(shù)據(jù)；
[0016]通過所述ARM主處理器采用內(nèi)存共享的方式把所述兩路視頻數(shù)據(jù)送給所述DSP處理器做智能運(yùn)算，智能運(yùn)算的結(jié)果再返回給所述ARM主處理器；
[0017]通過所述ARM主處理器把所述兩路視頻數(shù)據(jù)和智能運(yùn)算結(jié)果發(fā)給所述視頻編碼器做編碼；
[0018]編碼完成后所述ARM主處理器負(fù)責(zé)通過所述網(wǎng)絡(luò)輸出單元把所述兩路視頻數(shù)據(jù)和編碼結(jié)果輸出。
[0019]相比傳統(tǒng)的紅外和可見光一體機(jī)，本發(fā)明紅外熱成像/高清可見光雙模式智能一體機(jī)前端設(shè)備具備強(qiáng)大的預(yù)處理能力，且由單一設(shè)備構(gòu)成。信息的獲取、圖像的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸、智能分析等功能由單一的一體化智能處理設(shè)備完成，只需要單一供電和單一的網(wǎng)絡(luò)接口通信，具有探測能力強(qiáng)、處理能力多樣、體積小、功耗低、集成化程度高等特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明可見光與紅外熱成像雙目智能一體機(jī)的系統(tǒng)方框圖。
[0021]圖2為本發(fā)明可見光與紅外熱成像雙目智能一體機(jī)的立體圖。
[0022]圖3為本發(fā)明可見光與紅外熱成像雙目智能一體機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不限定本發(fā)明。
[0024]如圖1所示，其為本發(fā)明的可見光與紅外熱成像雙目智能一體機(jī)的系統(tǒng)方框圖，同時也展現(xiàn)了系統(tǒng)數(shù)據(jù)流向。本發(fā)明的可見光與紅外熱成像雙目智能一體機(jī)包括紅外光學(xué)系統(tǒng)1、紅外探測器2、處理模塊3、可見光學(xué)系統(tǒng)4、可見光傳感器5、數(shù)據(jù)采集器6。處理模塊3包括ARM主處理器7、DSP處理器8、視頻編碼器9、網(wǎng)絡(luò)輸出單元10。
[0025]紅外探測器2用于通過紅外光學(xué)系統(tǒng)I獲取紅外視頻數(shù)據(jù)，可見光傳感器5用于通過可見光學(xué)系統(tǒng)4獲取可見光視頻數(shù)據(jù)。紅外光學(xué)系統(tǒng)I的紅外光學(xué)鏡頭可為連續(xù)變焦紅外鍺鏡頭，其聚焦和調(diào)焦由外部信號控制，電動連續(xù)調(diào)焦。紅外探測器2可為非制冷焦平面陣列，成像波段為8?14微米?？梢姽鈱W(xué)系統(tǒng)4的可見光鏡頭可為可連續(xù)變焦的長焦鏡頭，其聚焦和調(diào)焦由外部信號控制，電動連續(xù)調(diào)焦。可見光傳感器5器即可見光探測可為CCD傳感器。
[0026]數(shù)據(jù)采集器6用于同步采集所述紅外視頻數(shù)據(jù)與所述可見光視頻數(shù)據(jù)這兩路視頻數(shù)據(jù)，并傳送入ARM主處理器7。ARM主處理器7用于通過內(nèi)存共享的方式把所述兩路視頻數(shù)據(jù)送給DSP處理器8，DSP處理器8用于對所述兩路視頻數(shù)據(jù)做智能運(yùn)算，智能運(yùn)算的結(jié)果再返回給ARM主處理器7，ARM主處理器7把所述兩路視頻數(shù)據(jù)和智能運(yùn)算結(jié)果發(fā)給視頻編碼器9。視頻編碼器9用于對所述兩路視頻數(shù)據(jù)和智能運(yùn)算結(jié)果做編碼，編碼完成后ARM主處理器7負(fù)責(zé)通過網(wǎng)絡(luò)輸出單元10把所述兩路視頻數(shù)據(jù)和編碼結(jié)果輸出。
[0027]視頻編碼器9、ARM主處理器7、DSP處理器8、網(wǎng)絡(luò)輸出單元10可采用單一的智能分析板作為一體化智能處理模塊，如采用型號為DM8127的達(dá)芬奇數(shù)字媒體處理器作為核心芯片。同時，可見光成像模塊即可見光傳感器5與紅外成像模塊即紅外探測器2可由單一設(shè)備供電，通過單一網(wǎng)絡(luò)接口通信。雙通道視頻數(shù)據(jù)的處理、智能分析、編解碼由及網(wǎng)絡(luò)通信可由單一設(shè)備完成。
[0028]紅外光學(xué)系統(tǒng)1、紅外探測器2、可見光光學(xué)系統(tǒng)4、(XD傳感器、一體化智能處理模塊、電源在同一機(jī)體內(nèi)，且紅外光學(xué)系統(tǒng)I與可見光學(xué)系統(tǒng)4這兩個光學(xué)系統(tǒng)的光軸相互平行，如紅外光學(xué)系統(tǒng)I的紅外熱像儀與可見光光學(xué)系統(tǒng)4的光軸平行。
[0029]也就是說，本發(fā)明的可見光與紅外熱成像雙目智能一體機(jī)主要包括視頻數(shù)據(jù)采集單元、視頻編碼單元、ARM核、DSP處理器、網(wǎng)絡(luò)輸出，兩路視頻數(shù)據(jù)經(jīng)視頻數(shù)據(jù)采集器進(jìn)入ARM核，ARM核通過內(nèi)存共享的方式把數(shù)據(jù)送給DSP做智能運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果再返回給ARM，ARM把原始視頻和處理結(jié)果發(fā)給編碼單元做編碼，編碼完成后ARM負(fù)責(zé)通過網(wǎng)絡(luò)把視頻和結(jié)果輸出。
[0030]其中，頻編碼單元、ARM核、DSP處理器、網(wǎng)絡(luò)輸出等功能由單一的智能分