本發(fā)明涉安防技術領域，特別是涉及一種霧霾穿透攝像頭電路及系統(tǒng)。

背景技術：

安防系統(tǒng)(security&protectionsystem，sps)是以維護社會公共安全為目的，運用安全防范產品和其它相關產品所構成的入侵報警系統(tǒng)、視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)、防爆安全檢查等的系統(tǒng)。

在安防系統(tǒng)中，安裝在戶外的監(jiān)控攝像頭已廣泛應用于城市治安、交通、礦山、船舶等行業(yè)，并且，攝像頭拍攝的圖像是否與現(xiàn)實場景一致起著關鍵的作用。然而，隨著社會工業(yè)化城市化的發(fā)展、能源的大量消耗，霧霾及pm2.5的濃度為115～150μg/m3以上的氣象條件持續(xù)增多。在此氣象條件下，普通的戶外監(jiān)控攝像頭的監(jiān)控效果會大打折扣甚至癱瘓，從而引發(fā)一系列的社會問題。因此，亟待提供一種能在霧霾環(huán)境下還原真實場景的戶外監(jiān)控方案。

技術實現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對如何提供一種能在霧霾環(huán)境下還原真實場景的戶外監(jiān)控方案的問題，提供一種霧霾穿透攝像頭電路及系統(tǒng)。

一種霧霾穿透攝像頭電路，包括多臺布設于不同地方的攝像模塊，所述霧霾穿透攝像頭電路還包括數(shù)據(jù)采集電路及數(shù)據(jù)處理電路；各臺所述攝像模塊均與所述數(shù)據(jù)采集電路連接；所述數(shù)據(jù)采集電路還與所述數(shù)據(jù)處理電路連接；所述數(shù)據(jù)處理電路用于與監(jiān)控中心進行通信；

所述數(shù)據(jù)采集電路采集各所述攝像模塊拍攝的監(jiān)控圖像，并將所述監(jiān)控圖像發(fā)送至所述數(shù)據(jù)處理電路；所述數(shù)據(jù)處理電路檢測所述監(jiān)控圖像中是否包含霧霾圖像，若是，則對所述監(jiān)控圖像進行復原處理，并將處理后的圖像發(fā)送至所述監(jiān)控中心；否則將所述監(jiān)控圖像發(fā)送至所述監(jiān)控中心。

在其中一個實施例中，所述數(shù)據(jù)處理電路檢測監(jiān)控圖像中是否包含霧霾圖像的具體方式為：所述數(shù)據(jù)處理電路判斷所述監(jiān)控圖像所有像素的rgb值中是否包含霧霾圖像對應的rbg值，若是，則判斷所述監(jiān)控圖像中包含所述霧霾圖像；否則，判斷所述監(jiān)控圖像中沒有所述霧霾圖像。所述rgb值是指r、g、b三者各占的比例。

在其中一個實施例中，所述霧霾圖像對應的rbg值為4:6:2。

在其中一個實施例中，所述數(shù)據(jù)采集電路具有并行信號處理功能。

在其中一個實施例中，所述數(shù)據(jù)采集電路包括fpga芯片及外圍電路。

在其中一個實施例中，所述數(shù)據(jù)處理電路包括處理單元和控制單元；所述處理單元分別與所述數(shù)據(jù)采集電路、所述控制單元連接；所述控制單元還用來與所述監(jiān)控中心通信；

所述處理單元利用數(shù)字信號處理技術檢測所述監(jiān)控圖像中是否包含霧霾圖像，若是，則對所述監(jiān)控圖像進行復原處理，并將處理后的圖像發(fā)送至所述控制單元，否則將所述監(jiān)控圖像發(fā)送至所述控制單元；所述控制單元將來自所述處理單元的圖像進行壓縮，并將壓縮后的圖像發(fā)送至所述監(jiān)控中心。

在其中一個實施例中，所述處理單元包括dsp芯片及外圍電路。

在其中一個實施例中，所述控制單元包括arm芯片及外圍電路。

在其中一個實施例中，所述攝像模塊為cmos攝像頭。

一種霧霾穿透攝像頭系統(tǒng)，包括霧霾穿透攝像頭電路及監(jiān)控中心；所述霧霾穿透攝像頭電路向所述監(jiān)控中心上傳圖像；并且，所述霧霾穿透攝像頭電路包括多臺布設于不同地方的攝像模塊；所述霧霾穿透攝像頭電路還包括數(shù)據(jù)采集電路及數(shù)據(jù)處理電路；各臺所述攝像模塊均與所述數(shù)據(jù)采集電路連接；所述數(shù)據(jù)采集電路還與所述數(shù)據(jù)處理電路連接；所述數(shù)據(jù)處理電路用于與監(jiān)控中心進行通信；

所述數(shù)據(jù)采集電路采集各所述攝像模塊拍攝的監(jiān)控圖像，并將所述監(jiān)控圖像發(fā)送至所述數(shù)據(jù)處理電路；所述數(shù)據(jù)處理電路檢測所述監(jiān)控圖像中是否包含霧霾圖像，若是，則對所述監(jiān)控圖像進行復原處理，并將處理后的圖像發(fā)送至所述監(jiān)控中心；否則將所述監(jiān)控圖像發(fā)送至所述監(jiān)控中心。

上述霧霾穿透攝像頭電路及系統(tǒng)具有的有益效果為：該霧霾穿透攝像頭電路及系統(tǒng)中，多臺布設于不同地方的攝像模塊均與數(shù)據(jù)采集電路連接。數(shù)據(jù)采集電路能夠采集各攝像模塊拍攝的監(jiān)控圖像，并將監(jiān)控圖像發(fā)送至數(shù)據(jù)處理電路。數(shù)據(jù)處理電路檢測監(jiān)控圖像中是否包含霧霾圖像，若是，則對監(jiān)控圖像進行復原處理，從而還原了真實場景，并將處理后的圖像發(fā)送至監(jiān)控中心；否則將監(jiān)控圖像發(fā)送至監(jiān)控中心。因此，該霧霾穿透攝像頭電路及系統(tǒng)在霧霾環(huán)境下能夠還原真實場景，從而提高監(jiān)控的可靠性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他實施例的附圖。

圖1為一實施方式提供的霧霾穿透攝像頭電路及監(jiān)控中心的組成框圖；

圖2為圖1所示實施方式的霧霾穿透攝像頭電路及監(jiān)控中心的其中一個實施例的組成框圖；

圖3為圖2所示實施例的霧霾穿透攝像頭電路中攝像模塊的輸出接口的其中一種具體電路圖；

圖4為圖2所示實施例的霧霾穿透攝像頭電路中數(shù)據(jù)采集電路的其中一種具體電路圖；

圖5為圖2所示實施例的霧霾穿透攝像頭電路中處理單元的其中一種具體電路圖；

圖6為圖2所示實施例的霧霾穿透攝像頭電路中控制單元及輸出電路的其中一種具體電路圖；

圖7為圖2所示實施例的霧霾穿透攝像頭電路中電源電路的其中一種具體電路圖。

具體實施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關附圖對本發(fā)明進行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳實施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發(fā)明的公開內容的理解更加透徹全面。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于發(fā)明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在發(fā)明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在限制本發(fā)明。本文所使用的術語“和/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。

請參考圖1，一實施方式提供了一種霧霾穿透攝像頭電路100，與監(jiān)控中心200進行通信。霧霾穿透攝像頭電路100包括：數(shù)據(jù)采集電路120、數(shù)據(jù)處理電路130及多臺布設于不同地方的攝像模塊110。各臺攝像模塊110均與數(shù)據(jù)采集電路120連接。數(shù)據(jù)采集電路120還與數(shù)據(jù)處理電路130連接。數(shù)據(jù)處理電路130用于與監(jiān)控中心200進行通信。

其中，各臺攝像模塊110例如布設于高速公路的不同路段。并且，攝像模塊110可以拍攝監(jiān)控圖像，并將監(jiān)控圖像發(fā)送至數(shù)據(jù)采集電路120?？蛇x地，攝像模塊110例如為cmos(complementarymetaloxidesemiconductor，互補金屬氧化物半導體)攝像頭。cmos攝像頭是指一種采用cmos圖像傳感器的攝像頭。

數(shù)據(jù)采集電路120采集各攝像模塊110拍攝的監(jiān)控圖像，并將監(jiān)控圖像發(fā)送至數(shù)據(jù)處理電路130。進一步地，數(shù)據(jù)采集電路120還可以將監(jiān)控圖像轉換為數(shù)據(jù)處理電路130能夠接收的格式。

數(shù)據(jù)處理電路130檢測監(jiān)控圖像中是否包含霧霾圖像，若是，則對監(jiān)控圖像進行復原處理，并將處理后的圖像發(fā)送至監(jiān)控中心200；否則將監(jiān)控圖像發(fā)送至監(jiān)控中心。

其中，數(shù)據(jù)處理電路130可以根據(jù)霧霾圖像的顏色特性(如霧霾圖像的rgb值)來檢測監(jiān)控圖像中是否包含霧霾圖像。對監(jiān)控圖像進行復原處理，是指減弱霧霾圖像特征，而增強真實圖像特征，從而還原真實圖像。在具體復原處理過程中，數(shù)據(jù)處理電路130如果確認監(jiān)控圖像中含有霧霾圖像時，可以利用相關的圖像處理算法對監(jiān)控圖像進行處理以還原真實圖像。其中，相關的圖像處理算法例如為：基于小波變換的去霧算法(即減弱圖像的低頻部分，增強圖像的高頻部分)、基于暗通道先驗理論的圖像去霧算法(先使用暗通道粗略估算出透射率，然后使用軟摳圖對透射率進行優(yōu)化，再利用暗通道先驗估計大氣光強，最后利用霧天圖像的光學模型恢復出真實圖像)等。

因此，該霧霾穿透攝像頭電路100中，當數(shù)據(jù)采集電路120接收到各攝像模塊110拍攝的監(jiān)控圖像后，能夠檢測監(jiān)控圖像中是否包括霧霾圖像，并在發(fā)現(xiàn)有霧霾圖像后還原真實圖像，從而提高了監(jiān)控的可靠性。

在其中一個實施例中，數(shù)據(jù)處理電路130檢測監(jiān)控圖像中是否包含霧霾圖像的具體方式為：數(shù)據(jù)處理電路130判斷監(jiān)控圖像所有像素的rgb值是否包含霧霾圖像對應的rbg值，若是，則判斷監(jiān)控圖像中包含霧霾圖像；否則，判斷監(jiān)控圖像中沒有霧霾圖像。其中，rgb值是指r、g、b三者各占的比例。

具體地，霧霾圖像對應的rbg值為4:6:2。另外，如果監(jiān)控圖像的數(shù)據(jù)格式直接為rgb格式，這時數(shù)據(jù)處理電路130可以直接對各個像素的rgb值進行檢測，以判斷監(jiān)控圖像中是否存在接近于霧霾對應rgb值的像素。如果監(jiān)控圖像的數(shù)據(jù)格式不是rgb格式，則數(shù)據(jù)處理電路130可以先轉換為rgb格式(例如：如果監(jiān)控圖像的數(shù)據(jù)格式為rawrgb格式，則可以利用彩色插值算法將監(jiān)控圖像轉換為rgb格式的圖像數(shù)據(jù))，之后再檢測是否監(jiān)控圖像中是否存在霧霾圖像。

可以理解的是，數(shù)據(jù)處理電路130檢測是否監(jiān)控圖像中是否有霧霾圖像的方式不限于上述情況，例如還可以將監(jiān)控圖像轉換為灰度圖像，然后直接根據(jù)各像素的灰度值來檢測是否監(jiān)控圖像中是否包含霧霾圖像。

在其中一個實施例中，上述數(shù)據(jù)采集電路120具有并行信號處理功能。其中，并行信號處理功能，是指可以同時進行數(shù)據(jù)并行和任務并行計算，從而能夠提高運行的效率。對于戶外監(jiān)控來說，通常會在不同的位置布設有多臺攝像模塊110，因此，數(shù)據(jù)采集電路120則能夠利用并行處理的優(yōu)勢同時采集多臺攝像模塊110拍攝的監(jiān)控圖像，從而提高運行效率。

具體地，數(shù)據(jù)采集電路120例如包括fpga(field－programmablegatearray，現(xiàn)場可編程門陣列)芯片及其外圍電路。fpga芯片打破了順序執(zhí)行的模式，在每個時鐘周期內能夠完成更多的處理任務，提供了更快速的響應時間，從而能夠高速采集各臺攝像模塊110拍攝的監(jiān)控圖像。可選地，fpga芯片的性能可以為：能夠處理32bit的數(shù)據(jù)。

在其中一個實施例中，請參考圖2，數(shù)據(jù)處理電路130包括處理單元131和控制單元132。處理單元131分別與數(shù)據(jù)采集電路120、控制單元132連接。控制單元132還用來與監(jiān)控中心200通信。

其中，處理單元131利用數(shù)字信號處理技術檢測監(jiān)控圖像中是否包含霧霾圖像，若是，則對監(jiān)控圖像進行復原處理，并將處理后的圖像發(fā)送至控制單元132，否則，將監(jiān)控圖像發(fā)送至控制單元132。

數(shù)字信號處理技術是指利用數(shù)學技巧轉換或提取信息(例如：對信號進行分析、變換、濾波、檢測、調制、解調等處理)，以處理現(xiàn)實信號的方法，并且這些信號由數(shù)字序列表示。具體地，處理單元131可以包括dsp(digitalsignalprocessing)芯片及外圍電路。由于dsp芯片不僅具有可編程性，而且具有較強的數(shù)字計算能力，因此能夠快速對各監(jiān)控圖像進行處理。可選地，dsp芯片的性能可以為：能夠處理32bit的數(shù)據(jù)，主頻最高可跑1.5ghz，支持512×16bit的ddr3(double-data-ratethreesynchronousdynamicrandomaccessmemory，第三代雙倍數(shù)據(jù)率同步動態(tài)隨機存取存儲器)，支持各種接口，例如：spi(serialperipheralinterface，串行外設接口)、i2c(inter－integratedcircuit)、i2s(inter—icsound，集成電路內置音頻總線)、uart(universalasynchronousreceiver/transmitter，通用異步收發(fā)傳輸器)、usb(universalserialbus，通用串行總線)等。

控制單元132將來自處理單元131的圖像進行壓縮，并將壓縮后的圖像發(fā)送至監(jiān)控中心200。其中，控制單元132可以利用霍夫曼(huffman)算法、lzw(lenpel-ziv&welch)壓縮算法等算法對來自處理單元131的圖像進行壓縮。

可選地，控制單元132可以利用rj45接口經由市政線纜將處理后的圖像發(fā)送至監(jiān)控中心200，以供監(jiān)控中心200查看?？蛇x地，控制單元132例如包括arm(advancedriscmachines)芯片及外圍電路。由于arm具有較強的事務管理能力，能夠運行界面和應用程序，從而能夠使得控制端(例如手機)通過控制單元132對攝像模塊110進行遠程控制?？蛇x地，arm芯片的性能可以為：主頻可跑1.2g，支持ddr3。

接下來將介紹上述霧霾穿透攝像頭電路100的其中一種具體電路，并且以攝像模塊110為cmos攝像頭、數(shù)據(jù)采集電路120包括fpga芯片及外圍電路、處理單元131包括dsp芯片及外圍電路、控制單元132包括arm芯片及外圍電路為例進行說明。

圖3示出了攝像模塊110輸出接口的其中一種具體電路圖。其中，“cn18”為攝像模塊110的輸出接口。攝像模塊110內的coms感光片，獲取到16bit的rgb圖像數(shù)據(jù)(coms_data0--coms_data15)。攝像模塊110通過輸出接口將這些圖像數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)采集電路120以進行處理。同時，數(shù)據(jù)采集電路120向攝像模塊110提供“coms-clk”、“coms-fv”、“coms-hv”等信號，以滿足攝像模塊110的工作條件。

圖4示出了數(shù)據(jù)采集電路120的其中一種具體電路圖。其中，u38a是fpga芯片，其他的電路是該fpga芯片的外圍電路。該電路用來保證整個霧霾穿透攝像頭電路100可以正常運行，并霧霾穿透攝像頭電路100的各個部分提供工作所需要的條件，例如：提供攝像模塊110的工作條件、控制霧霾穿透攝像頭電路100整個電路的復位、工作指示等。

圖5示出了處理單元131的其中一種具體電路圖。其中，u1b是dsp芯片，其他電路是dsp芯片的外圍電路。該電路將上述數(shù)據(jù)采集電路120發(fā)送的監(jiān)控圖像進行數(shù)字運算處理，從而得到真實圖像，并發(fā)送至控制單元132。

圖6示出了控制單元132及輸出電路的其中一種具體電路圖。其中，u16是arm芯片。u15是以太網收發(fā)器，以保證能夠通過網絡與監(jiān)控中心200相互傳輸數(shù)據(jù)。arm芯片將來自上述dsp芯片處理后的圖像數(shù)據(jù)進行壓縮處理，并將壓縮后的圖像數(shù)據(jù)通過u15發(fā)送至監(jiān)控中心200。

圖7示出了霧霾穿透攝像頭電路100中電源電路的其中一種具體電路圖，用來為上述霧霾穿透攝像頭電路100中的各個部分提供電源。

另一實施方式提供了一種霧霾穿透攝像頭系統(tǒng)，包括霧霾穿透攝像頭電路及監(jiān)控中心。所述霧霾穿透攝像頭電路向所述監(jiān)控中心上傳圖像。并且，所述霧霾穿透攝像頭電路包括多臺布設于不同地方的攝像模塊。所述霧霾穿透攝像頭電路還包括數(shù)據(jù)采集電路及數(shù)據(jù)處理電路。各臺所述攝像模塊均與所述數(shù)據(jù)采集電路連接。所述數(shù)據(jù)采集電路還與所述數(shù)據(jù)處理電路連接；所述數(shù)據(jù)處理電路用于與監(jiān)控中心進行通信。

所述數(shù)據(jù)采集電路采集各所述攝像模塊拍攝的監(jiān)控圖像，并將所述監(jiān)控圖像發(fā)送至所述數(shù)據(jù)處理電路。所述數(shù)據(jù)處理電路檢測所述監(jiān)控圖像中是否包含霧霾圖像，若是，則對所述監(jiān)控圖像進行復原處理，并將處理后的圖像發(fā)送至所述監(jiān)控中心；否則將所述監(jiān)控圖像發(fā)送至所述監(jiān)控中心。

需要說明的是，本實施方式提供的霧霾穿透攝像頭系統(tǒng)中的霧霾穿透攝像頭電路及監(jiān)控中心，與上一實施方式的霧霾穿透攝像頭電路100及監(jiān)控中心200的工作原理相同，這里就不再贅述。

以上所述實施例的各技術特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。