專利名稱：水下高解析度數(shù)字彩色攝像探測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水下高解析度數(shù)字彩色攝像探測系統(tǒng)，屬于數(shù)字圖像傳輸領(lǐng)域，專利分類號H04N。
背景技術(shù)：
自80年代開始，國內(nèi)外研制了用于水下探測的各種水下電視，它們可分成三類。
(1).通過銅芯電纜傳輸模擬圖像的水下電視。
這種水下電視通過銅芯電纜傳輸模擬圖像。由于銅芯電纜帶寬的限制，當傳輸距離遠時，圖像質(zhì)量下降很快，最后使圖像彩色信息丟失，只能傳輸黑白圖像。
(2).通過銅芯電纜傳輸中低解析度數(shù)字圖像的水下電視這種水下電視通過銅芯電纜傳輸彩色數(shù)字圖像。同樣由于銅芯電纜帶寬的限制，且水下勘查用的電纜不能加中繼，當傳輸距離遠時，傳輸離下降，只能傳輸中低解析度(176×144-352×288)的彩色數(shù)字圖像。
(3).通過光纖傳輸圖像的水下電視這種水下電視圖像質(zhì)量好，傳輸距離在10km或更遠，但是需配套水下光纜，用于深海勘查時要用萬米鎧裝光纜，價格極其昂貴。另外，在海底地形復雜區(qū)工作安全性不好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種水下高解析度數(shù)字彩色攝像探測系統(tǒng)，解析度最高可達720×576的數(shù)字彩色圖像，用于遠距離圖像實時傳輸，圖像質(zhì)量穩(wěn)定，相對價格便宜，工作安全性好。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種水下高解析度數(shù)字彩色攝象探測系統(tǒng)。包括一個用于水下的耐壓、密封桶體；一個外接的水下攝像頭；一個水下照象機和與系統(tǒng)配套的水下照明燈、離底高度計、以及用于水下連接的耐壓密封插座等必要器件；其特征在于，該系統(tǒng)還包括一個水下數(shù)字彩色視頻采集處理子系統(tǒng)；一個船上視頻顯示與記錄子系統(tǒng)；一個銅芯同軸纜寬帶傳輸與供電子系統(tǒng)；其中水下數(shù)字彩色視頻采集處理子系統(tǒng)B與寬帶傳輸子系統(tǒng)C的水下部分連接，裝入耐壓密封桶體中；外接的水下攝像頭，水下照明燈通過連接電纜連接到耐壓密封桶體的耐壓水密插座上，并且接到水下數(shù)字彩色視頻采集處理子系統(tǒng)B上；鎧裝銅芯同軸電纜2水下接口通過耐壓密封桶體上的耐壓水密插座接入寬帶傳輸子系統(tǒng)C的水下部分；鎧裝銅芯同軸電纜甲板接口接入寬帶傳輸子系統(tǒng)C的甲板部分；船上視頻顯示與記錄子系統(tǒng)A和寬帶傳輸子系統(tǒng)C的甲板部分連接。
所述的銅芯同軸纜寬帶傳輸與供電子系統(tǒng)，包括一對分頻器，兩者用銅芯同軸纜2相連接，傳輸距離可達萬米，中間無中繼站；一對寬帶傳輸模塊，每個模塊的一端連接到分頻器的數(shù)字接口，另一端連接到計算機的網(wǎng)絡(luò)接口；一對電源模塊，一端連接到分頻器的電源接口，另一端分別連接到供電直流電源輸出接口和水下設(shè)備電源輸入接口。
所述的水下數(shù)字彩色視頻采集處理子系統(tǒng)。利用計算機技術(shù)，采集外接的水下視頻信號源的模擬(或數(shù)字)視頻信號成為解析度最高可達到720×576的彩色(或黑白)數(shù)字圖像。壓縮成數(shù)字視頻格式。
所述的船上視頻顯示與記錄子系統(tǒng)，使用計算機接收水下采集壓縮并使用寬帶傳輸子系統(tǒng)，經(jīng)銅芯同軸纜傳輸?shù)郊装宓牟噬?或黑白)數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。解壓縮后疊加相關(guān)信息顯示在屏幕上，同時記錄在磁盤或磁帶上。
所述的分頻器采用高通濾波器與低通濾波器組合，分別傳輸數(shù)字的交變調(diào)制弱電信號和直流電源，提供200V以上的直流電。
由于本發(fā)明采用了鎧裝銅芯同軸電纜，替代了昂貴的光纜，因此，相對價格較低，在海底地形復雜的情況下，其工作安全性也比光纜好。
再有其解析度最高可達720×576的彩色圖像，距離可達萬米，中間無中繼站。因此，圖像也清楚、穩(wěn)定。


圖1是本發(fā)明的水下高解度數(shù)字彩色攝像探測系統(tǒng)的系統(tǒng)連接框圖。
圖2是本發(fā)明的水下高解度數(shù)字彩色攝像探測系統(tǒng)的銅芯同軸纜寬傳輸子系統(tǒng)的連接框圖。
圖3是本發(fā)明的水下高解度數(shù)字彩色攝像探測系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明。
圖1是本發(fā)明水下高解析度數(shù)字彩色攝像探測系統(tǒng)的系統(tǒng)連接框圖。
由水下數(shù)字彩色視頻采集處理子系統(tǒng)B采集外接的水下視頻信號源E的模擬(或數(shù)字)視頻信號成為解析度方720×576的彩色數(shù)字圖像，壓縮成數(shù)字視頻格式后送到銅芯同軸纜寬帶傳輸子系統(tǒng)C的水下部分C2，通過銅芯同軸電纜2傳送到銅芯同軸纜寬傳輸子系統(tǒng)C的甲板部分C1，再到船上視頻顯示與記錄子系統(tǒng)A，A將數(shù)據(jù)解壓縮后疊加相關(guān)信息顯示在屏幕上，同時記錄在磁盤或磁帶上。
圖2是本發(fā)明水下高解析度數(shù)字彩色攝像探測系統(tǒng)的銅芯同軸纜寬帶傳輸子系統(tǒng)C連接圖，其甲板部分1的寬帶傳輸模塊F1，一端連接到分頻器H1的數(shù)字接口，另一端連接到船上視頻顯示與記錄子系統(tǒng)B的計算機(1)；電源模塊G1提供的220V以上的直流電連接到分頻器，分頻器H1將兩者組合起來，通過銅芯同軸纜2傳送到銅芯同軸纜寬帶傳輸子系統(tǒng)C的水下部分3的分頻器H2，H2將其中的數(shù)字信號與電源分離，數(shù)字信號傳送到寬帶傳輸模塊F2，再到船上視頻顯示與記錄子系統(tǒng)A的計算機(2)，電源則供給水下單元的電源模塊G2，經(jīng)D-D變換成220V，24V，12V，5V等直流給水下各種設(shè)備。
以下介紹本發(fā)明的水下高解析度數(shù)字彩色攝像探測系統(tǒng)應(yīng)用在深海海底攝像的使用過程。
深海海底攝像(1)將水下數(shù)字彩色視頻采集處理子系統(tǒng)B和寬帶傳輸子系統(tǒng)C的水下部分C2連接，裝入耐壓水密桶4中(參見附圖3)；(2)將外接的水下攝像頭6，水下照明燈7通過連接電纜連接到桶上的耐壓水密插座，再接入水下數(shù)字彩色視頻采集處理子系統(tǒng)B；(3)將萬米鎧裝銅芯同軸電纜2的水下接口通過桶上的耐壓水密插座接入寬帶傳輸子系統(tǒng)C的水下部分3；(4)將萬米鎧裝銅芯同軸電纜2的甲板接口接入寬帶傳輸子系統(tǒng)C的甲板部分1；(5)將船上視頻顯示與記錄子系統(tǒng)A和寬帶傳輸子系統(tǒng)C的甲板部分1連接；
(6)給甲板設(shè)備加電，船上視頻顯示與記錄子系統(tǒng)A的寬帶傳輸子系統(tǒng)C的甲板部分1開始工作。調(diào)節(jié)1的直流電源電壓到250V，水下單元的電源模塊輸入電壓到達190V以上，水下數(shù)字彩色視頻采集處理子系統(tǒng)B和寬帶傳輸子系統(tǒng)C手水下部分3開始工作；(7)開動絞車，將水下設(shè)備下海到達海底，系統(tǒng)配套的離底高度計(可選)采集設(shè)備高底高度，通過本發(fā)明配套的遙測子系統(tǒng)傳送到甲板，顯示在船上視頻顯示與記錄子系統(tǒng)A的屏幕上；(8)用戶通過船上視頻顯示與記錄子系統(tǒng)A操作，即可打開/關(guān)閉水下照明燈，控制水下攝像頭，觀察傳輸回來的圖像并錄像。
(9)工作結(jié)束，先關(guān)水下設(shè)備，再關(guān)甲板設(shè)備，最后開動絞車，將水下設(shè)備上提，收回甲板。
綜上所述，本發(fā)明由于采用的上述改進，使得在遠距離探測過程中，圖像清晰、穩(wěn)定，并且與光纖傳輸圖像相比，相對價格較低，有安全性好的特點。
本發(fā)明實際上是一種水下可視化操作平臺，可以加載到各種水下可視化探查設(shè)備上。從而提高水下設(shè)備尋址和對設(shè)備工作的視頻監(jiān)控以及遙測遙控的效能。用途十分廣泛。
本發(fā)明還可以用來進行水下建筑物的可視化調(diào)查與監(jiān)測，應(yīng)用于水下工程、海洋油氣調(diào)查與開采、航運與水下考古等領(lǐng)域，有廣闊的應(yīng)用前景。
與本發(fā)明的構(gòu)思相同的各種方案，都在本權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.水下高解析度數(shù)字彩色攝像探測系統(tǒng)，包括一個用于水下的耐壓、密封桶體；一個外接的水下攝像頭；和與系統(tǒng)配套的水下照明燈、水下照像機、離底高度計、以及用于水下連接的耐壓密封插座等必要器件；其特征在于，該系統(tǒng)還包括一個水下數(shù)字彩色視頻采集處理子系統(tǒng)；一個船上視頻顯示與記錄子系統(tǒng)；一個銅芯同軸纜寬帶傳輸與供電子系統(tǒng)；其中水下數(shù)字彩色視頻采集處理子系統(tǒng)與寬帶傳輸子系統(tǒng)的水下部分連接，裝入耐壓密封桶體中；外接的水下攝像頭，水下照明燈通過連接電纜連接到耐壓密封桶體的耐壓水密插座上，并且接到水下數(shù)字彩色視頻采集處理子系統(tǒng)上；鎧裝銅芯同軸電纜水下接口通過耐壓密封桶體上的耐壓水密插座接入寬帶傳輸子系統(tǒng)的水下部分；鎧裝銅芯同軸電纜甲板接口接入寬帶傳輸子系統(tǒng)的甲板部分；船上視頻顯示與記錄子系統(tǒng)和寬帶傳輸子系統(tǒng)的甲板部分連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的水下高解析度數(shù)字彩色攝像探測系統(tǒng)，其特征在于，所述的銅芯同軸纜寬帶傳輸與供電子系統(tǒng)，包括一對分頻器，兩者用銅芯同軸纜相連接，傳輸距離可達萬米，中間無中繼站；一對寬帶傳輸模塊，每個模塊的一端連接到分頻器的數(shù)字接口，另一端連接到計算機的網(wǎng)絡(luò)接口；一對電源模塊，一端連接到分頻器的電源接口，另一端分別連接到供電直流電源輸出接口和水下設(shè)備電源輸入接口。
3.按照權(quán)利要求2所述的水下高解析度數(shù)字彩色攝像探測系統(tǒng)，其特征在于，所述的水下數(shù)字彩色視頻采集處理子系統(tǒng)。利用計算機技術(shù)，組成的模塊結(jié)構(gòu)，軟件、硬件結(jié)合，采集外接的水下視頻信號源的模擬(或數(shù)字)視頻信號成為解析度最高可達到720×576的彩色(或黑白)數(shù)字圖像；壓縮成數(shù)字視頻格式。
4.按照權(quán)利要求3所述的水下高解析度數(shù)字彩色攝像探測系統(tǒng)，其特征在于，所述的船上視頻顯示與記錄子系統(tǒng)，使用計算機接收水下采集壓縮并使用寬帶傳輸子系統(tǒng)，經(jīng)銅芯同軸纜傳輸?shù)郊装宓牟噬?或黑白)數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。解壓縮后疊加相關(guān)信息顯示在屏幕上，同時記錄在磁盤或磁帶上。
5.按照權(quán)利要求2所述的水下高解析度數(shù)字彩色攝像探測系統(tǒng)，其特征在于，所述的分頻器采用高通濾波器與低通濾波器組合，分別傳輸數(shù)字的交變調(diào)制弱電信號和直流電源，提供200V以上的直流電。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于水下高解析度彩色攝像探測系統(tǒng)，屬于實時傳輸數(shù)字圖像的設(shè)備，專利分類號H04N，該系統(tǒng)包括一個水下視頻采集處理子系統(tǒng)，一個船上視頻顯示與記錄子系統(tǒng)，一個銅芯同軸纜寬帶傳輸與供電子系統(tǒng)，本系統(tǒng)實際上是一種水下可視化操作平臺技術(shù)，可加載到各種水下可視化探查設(shè)備，從而提高水下設(shè)備尋址，和對設(shè)備工作的視頻監(jiān)控和遙控的效能。用途廣泛。另外，本系統(tǒng)還具有圖像穩(wěn)定。相對價格較低，以及安全性能好的特點。
文檔編號H04N7/10GK1564593SQ20041003086
公開日2005年1月12日 申請日期2004年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月9日
發(fā)明者顧玉民, 吳宣志, 李云達, 趙金花, 陶軍, 王洪法 申請人:中國地質(zhì)科學院礦產(chǎn)資源研究所, 中國大洋礦產(chǎn)資源研究開發(fā)協(xié)會