專利名稱:光信號(hào)的處理方法
本發(fā)明涉及一種可用于可見光或紅外光入侵報(bào)警系統(tǒng)或類似系統(tǒng)的信號(hào)處理方法。
通常紅外和可見光場(chǎng)是很混雜的，這給探測(cè)諸如闖入者或車輛等目標(biāo)造成了極大的困難。
人們已經(jīng)知道了各種各樣的與視頻圖象相關(guān)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)探測(cè)器，例如由澳大利亞聯(lián)邦提交的PCT申請(qǐng)(NO.WO82/01454)中提到了這樣一個(gè)系統(tǒng)，即對(duì)各個(gè)區(qū)域進(jìn)行掃描并記錄下在這些地區(qū)的移動(dòng)，在那種場(chǎng)合下的掃描與一些窗口相關(guān)，選擇這些窗口可以限制可能由鄰近區(qū)域來的皮波。
本發(fā)明的目的是提供一種簡(jiǎn)單、有效的方式探測(cè)變化或運(yùn)動(dòng)的方法和裝置。
本發(fā)明的一個(gè)特征就是能適應(yīng)于背景雜波中的時(shí)間和空間兩種變化。
本發(fā)明的方法包括一種監(jiān)測(cè)背景信號(hào)的以及探測(cè)這些信號(hào)的任何微小變化的簡(jiǎn)單處理技術(shù)。
本發(fā)明是光信號(hào)的處理，此光信號(hào)可以是可見光的，也可以是紅外的，并且提供有兩個(gè)通道，其中一個(gè)通道的衰減率比另一個(gè)通道的高，兩通道輸出的差即表示了變化或運(yùn)動(dòng)。
使用一臺(tái)光掃描裝置可以很容易地實(shí)施本發(fā)明，此光掃描裝置產(chǎn)生一個(gè)代表該場(chǎng)輻射的空間變化的時(shí)變信號(hào)。把此信號(hào)放大并經(jīng)過兩極輪廓積分，第一級(jí)具有短的持續(xù)時(shí)間，以增強(qiáng)信噪比，同時(shí)保持快速的時(shí)間響應(yīng)，第二級(jí)具有長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間，表明長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間中的平均掃描場(chǎng)。對(duì)兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行比較之后，其差別表示在掃描場(chǎng)任何部分的變化或運(yùn)動(dòng)。
為了全面理解本發(fā)明，將參考附圖描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，這些附圖僅作為圖示對(duì)本發(fā)明不起任何限制作用。
圖1是描述本發(fā)明的框圖。
圖2是一復(fù)合圖，它按順序給出了A，第一輪廓積分器的輸出;B，第二輪廓積分器的輸出;和C，差分放大器的輸出。
下面將會(huì)看到該輸出可以是單個(gè)探測(cè)器的信號(hào)或者，多個(gè)探測(cè)器信號(hào)可予合并和處理。
就單個(gè)探測(cè)器來說，可用光學(xué)機(jī)械的方法進(jìn)行掃描，例如，通過轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)反射多角鏡或擺動(dòng)鏡片來進(jìn)行掃描。對(duì)于探測(cè)器陣列，掃描是通過倍增陣列輸出進(jìn)行的。
把來自探測(cè)器1的信號(hào)饋入交流耦合的分立低噪聲高增益前置放大器2，而后，通過一Q值為3以掃描頻率為中心頻率的帶通濾波器3。典型的掃描頻率為100H2。
隨后，此信號(hào)通過第一輪廓積分器4的模擬積分初始級(jí)。此積分器包括放大級(jí)5，此放大級(jí)具有一個(gè)電荷耦合器件(CCD)模擬延遲線6，構(gòu)成正反饋結(jié)構(gòu)。該延遲線與掃描頻率同步。將一完整的掃描周期積分，其時(shí)間常數(shù)是4個(gè)周期的量級(jí)。這一級(jí)用于增強(qiáng)探測(cè)器產(chǎn)生的信噪比(短期貯存)。
然后，把增強(qiáng)過的信號(hào)送到第二輪廓積分器7，此積分器包括一同步積分級(jí)，此同步積分級(jí)由放大器8和相聯(lián)系的在反饋通路中的模擬延遲線9組成。這里的時(shí)間常數(shù)長(zhǎng)了很多，為1秒(100個(gè)周期)的量級(jí)。這一級(jí)起長(zhǎng)期存貯的作用。
而后，把第一和第二輪廓積分器4和7的輸出在比較器10中進(jìn)行比較。對(duì)于一穩(wěn)定狀態(tài)的掃描輪廓，比較器無輸出;當(dāng)由于在視野內(nèi)有運(yùn)動(dòng)物體，而引起場(chǎng)發(fā)生變化時(shí)，檢測(cè)到一個(gè)與長(zhǎng)期存貯器中的輪廓不同的輸入信號(hào)，比較器輸出的比較結(jié)果信號(hào)有一與掃描頻率同步的大的分量。用一個(gè)鎖相音頻檢測(cè)器11檢測(cè)在這一頻率上的輸出，當(dāng)超過值電平時(shí)，觸發(fā)報(bào)警器。
這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于靈敏度高，雜波抑制性能強(qiáng)，實(shí)時(shí)工作好，功耗低，使用的模擬硬件成本低。
如前面所定義的，圖2中A所示的第一積分器4的輸出有一個(gè)包絡(luò)，此包絡(luò)與第二級(jí)積分器7所產(chǎn)生的包絡(luò)(圖2中B所示)不同，這一差別產(chǎn)生一個(gè)(如圖2中C所示的)信號(hào)，表明探測(cè)器1接收的數(shù)據(jù)中的變化。
第一輪廓積分器4和第二輪廓積分器7與一鎖相環(huán)時(shí)鐘發(fā)生器12相連。
當(dāng)目標(biāo)進(jìn)入視野而工作時(shí)，第一輪廓積分器快速反應(yīng)(如圖2中A所示)。中間的軌跡B表示第二輪廓積分器較慢反應(yīng)。把這兩個(gè)信號(hào)在差分放大器中比較。最初，信號(hào)隨著第一積分回路的快速響應(yīng)上升，然后，當(dāng)具有長(zhǎng)的延續(xù)時(shí)間的第二輪廓積分器響應(yīng)了這種變化時(shí)，信號(hào)再次下降。
當(dāng)目標(biāo)離開視野后，也會(huì)出現(xiàn)同樣的攏動(dòng)。當(dāng)差分放大器的輸出超過一預(yù)定閾值電平時(shí)，觸發(fā)報(bào)警器。
權(quán)利要求
1.一種光信號(hào)的處理方法，其中用可見或紅外光來掃描一個(gè)區(qū)域來探測(cè)變化，對(duì)所述掃描光束進(jìn)行處理來探測(cè)形像的變化，其特征在于將信號(hào)分入兩個(gè)通道，使其中之一具有較另一個(gè)高的衰減率，過一段時(shí)間后比較兩通道的信號(hào)來指示變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的對(duì)光信號(hào)進(jìn)行處理來檢測(cè)信號(hào)變化(亮度或運(yùn)動(dòng))方法，其中，把一個(gè)來自掃描系統(tǒng)的光信號(hào)加給一探測(cè)器，對(duì)探測(cè)器的輸出進(jìn)行處理來檢測(cè)變化，其特征在于下列步驟將探測(cè)器(1)的輸出送入第一輪廓積分器(4);對(duì)掃描周期積分以增強(qiáng)信號(hào);將增強(qiáng)的信號(hào)饋入時(shí)間常數(shù)比所述第一積分器(4)長(zhǎng)的第二輪廓積分器(7);將第一輪廓積分器(4)的輸出和第二積分存貯器(7)的輸出送入比較器(10);利用送入比較器(10)的兩信號(hào)的差產(chǎn)生一輸出信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2的方法，其中來自光探測(cè)器(1)的信號(hào)通過一低噪聲前置放大器(2)和一帶通濾波器(3)，把來自比較器(10)的信號(hào)送入音頻檢測(cè)器以產(chǎn)生上述輸出信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2或3的方法，其中，所述第一輪廓積分器(4)和第二信號(hào)積分器(7)與一時(shí)鐘發(fā)生器(12)相連，而時(shí)鐘發(fā)生器接收來自所述掃描光學(xué)系統(tǒng)的掃描信號(hào)。
5.處理光信號(hào)來檢測(cè)其中的變化(亮度或運(yùn)動(dòng))的信號(hào)處理裝置，其中，一掃描器將上述信號(hào)引入光探測(cè)器(1)，其特征在于為了接收來自上述探測(cè)器(1)的信號(hào)而設(shè)置的第一輪廓積分器(4)和第二輪廓積分器(7);在第一和第二積分器(4-7)中具有不同時(shí)間常數(shù)的裝置;接收來自第一和第二積分器(4、7)的信號(hào)以檢測(cè)這些信號(hào)中變化的比較器;以及指示這種變化的裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5的信號(hào)處理裝置，其特征在于包括在上述第一積分器(4)中增強(qiáng)所述信號(hào)的裝置;把增強(qiáng)的信號(hào)傳遞到上述第二積分器(7)的裝置;以及上述第一和第二積分器(4-7)相連的、以便控制所述積分器(4-7)的不同的時(shí)間常數(shù)的時(shí)鐘發(fā)生器。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6的信號(hào)處理裝置，其中，所述時(shí)鐘發(fā)生器(12)被連接成與所述掃描器同步。
8.根據(jù)權(quán)利要求
5或6的信號(hào)處理裝置，其特征在于接收來自所述檢測(cè)器的信號(hào)的一低噪聲前置放大器(2)，接收來自光探測(cè)器(1)的信號(hào)并將此信號(hào)傳給第一輪廓積分器的一帶通濾波器(3)。
9.根據(jù)權(quán)利要求
5或6的信號(hào)處理裝置，其特征在于接收來自第一積分器(4)和第二積分器(7)的信號(hào)，并將它們傳到音頻檢測(cè)器(11)的比較器(10)。
10.一種信號(hào)處理裝置，其結(jié)構(gòu)基本上與附圖所描述和給出的裝置相同。
專利摘要
接收來自光探測(cè)器(1)的信號(hào)的信號(hào)處理裝置包括第一輪廓積分器(4)和第二輪廓積分器(7)。它們各自具有不同的時(shí)間常數(shù)，一比較器接收來自積分器(4-7)的信號(hào)以檢測(cè)和指示在一選定時(shí)間這兩個(gè)信號(hào)中的變化。
文檔編號(hào)G08B13/22GK85106291SQ85106291
公開日1987年2月18日 申請(qǐng)日期1985年8月21日
發(fā)明者戴維·約翰·加姆布林格, 羅德尼·詹姆斯·瓦特森 申請(qǐng)人:澳大利亞聯(lián)邦導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan