專利名稱：一種霧視儀及其成像方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及霧視儀及其成像技術(shù)，特別是提出一種霧視儀及其成像方法。
背景技術(shù)：
CCD的成像質(zhì)量受環(huán)境能見度的影響很大，當(dāng)能見度不好時，對CCD的直接影響就 是圖像對比度下降、噪聲增大導(dǎo)致圖像質(zhì)量急劇下降，甚至根本無法正常成像。目前，CXD成像技術(shù)的實現(xiàn)有以下兩種方式。彩轉(zhuǎn)黑CXD攝像機工作波段為0. 4 μ m 0. 78 μ m，其工作模式分為彩色成像和黑 白成像模式，在光線較強的情況下攝像機工作于彩色模式，當(dāng)光線變暗時通過濾鏡切換轉(zhuǎn) 化為黑白模式。但是在能見度不良情況下，不管是彩色模式或者黑白模式都無法解決清晰 成像的目的。C⑶透霧成像系統(tǒng)工作波段為0.4μπι 1.0 μ m，其工作模式分為原圖成像和透 霧成像模式。原圖成像的工作波段為0. 4 μ m 0. 78 μ m，透霧成像工作波段為0. 8 μ m LOym0其透霧處理電路采用中等分辨率的圖像采集和顯示芯片，輸出的透霧圖像灰度級 為256線。CXD透霧成像系統(tǒng)主要包括透霧攝像機、透霧處理模塊、中心控制模塊。C⑶透霧成像系統(tǒng)整體構(gòu)成整體結(jié)構(gòu)分為三部分即中心控制模塊、透霧處理模 塊和濾波攝像機。濾波攝像機設(shè)置在所需觀測目標(biāo)對應(yīng)的特定位置，透霧處理模塊設(shè)置在 濾波攝像機下端的獨立安置的室外連接箱中，中心控制模塊設(shè)置在監(jiān)控中心控制室內(nèi)；中 心控制模塊與濾波攝像機通過視頻電纜或光纜實現(xiàn)連接；中心控制模塊與透霧處理模塊通 過控制電纜或光纜實現(xiàn)連接；濾波攝像機與透霧處理模塊通過網(wǎng)線或雙絞線實現(xiàn)連接，由 于網(wǎng)線或雙絞線的傳輸距離有限(一般不能超過100米)，因此設(shè)置有透霧處理模塊的室外 連接箱只能安置在濾波攝像機設(shè)置位置的旁邊。CXD透霧成像系統(tǒng)，其工作方式分為三種，在能見度良好情況下CXD工作于彩色 原圖方式，透霧處理模塊是C⑶透霧成像系統(tǒng)的核心模塊，其作用是通過內(nèi)嵌的微處理器 對圖像信號進(jìn)行算法處理，此時透霧處理模塊處于不工作狀態(tài)，不對圖像進(jìn)行處理，輸出為 彩色原圖模式；當(dāng)能見度不良時CCD工作于透霧模式，透霧處理模塊工作于普通透霧處理 狀態(tài)，此時透霧處理模塊對圖像進(jìn)行普通透霧算法處理，輸出為透霧模式；當(dāng)能見度極弱時 CCD工作于增強透霧模式，透霧處理模塊工作于增強透霧處理狀態(tài)，此時透霧處理模塊對圖 像進(jìn)行增強透霧算法處理，輸出為增強透霧模式。C⑶透霧成像系統(tǒng)，其控制實現(xiàn)方式為在能見度良好情況下，在中心控制室通過按 下中心控制模塊的原圖按鍵發(fā)出控制指令通過485控制電纜傳送到透霧處理模塊的串口 電路，由透霧處理模塊的串口電路發(fā)出控制命令通過網(wǎng)線或雙絞線發(fā)送到濾波攝像機的濾 片切換控制裝置，控制濾片支架切換，此時透霧處理模塊不工作輸出為彩色原圖，彩色原圖 通過視頻電纜傳送到中心控制模塊。在能見度不良情況下，按下中心控制模塊的透霧按鍵 發(fā)出控制指令通過485控制電纜傳送到透霧處理模塊的串口電路，由透霧處理模塊的串口電路發(fā)出控制命令通過網(wǎng)線或雙絞線發(fā)送到濾波攝像機的濾片切換控制裝置，控制濾片支 架切換，此時透霧處理模塊工作輸出為透霧圖像，透霧圖像通過視頻電纜傳送到中心控制 模塊。在能見度極弱情況下，按下中心控制模塊的增強透霧按鍵發(fā)出控制指令通過485控 制電纜傳送到透霧處理模塊的串口電路，由透霧處理模塊的串口電路發(fā)出控制命令通過網(wǎng) 線或雙絞線發(fā)送到濾波攝像機的濾片切換控制裝置，控制濾片支架切換，此時透霧處理模 塊工作輸出為增強透霧圖像，增強透霧圖像通過視頻電纜傳送到中心控制模塊。綜上所述，C⑶透霧成像系統(tǒng)使用的條件受到了一定的限制，原因是中心控制模塊 與透霧處理模塊之間必須要提供控制電纜的連接才能完成控制命令的傳送，因此該系統(tǒng)只 能使用于某些特定的工作環(huán)境如現(xiàn)場必須要提供用于控制命令傳送的控制電纜，如果在一 些日常的使用環(huán)境現(xiàn)場沒有提供控制電纜的連接，CXD透霧成像系統(tǒng)就無法正常實現(xiàn)工作 模式的切換。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種霧視儀，目的在于解決已有CXD透霧產(chǎn)品在控制實現(xiàn) 方式上的使用局限性，提高CCD成像產(chǎn)品的適應(yīng)能力和應(yīng)用范圍。一種霧視儀，包括霧視成像處理裝置、CXD光耦合成像處理裝置、濾片切換控制裝 置，所述霧視成像處理裝置根據(jù)接收到的控制命令類型，向濾片切換控制裝置輸出濾片切 換控制命令，所述濾片切換控制裝置控制濾片工作的狀態(tài)，并且，所述霧視成像處理裝置啟 動與所述控制命令類型相對應(yīng)的工作狀態(tài)，按照與所述工作狀態(tài)相對應(yīng)的圖像模式處理來 自光耦合成像處理裝置的圖像信號。所述霧視儀還包括輸入輸出接口裝置，用于向霧視成像處理裝置輸出命令，接收 來自所述霧視成像處理裝置處理的圖像信號，輸出圖像。所述霧視儀中的裝置之間采用內(nèi)部數(shù)模電路總線方式進(jìn)行連接，包括數(shù)字信號 線、模擬信號線。所述的霧視成像處理裝置啟動與所述控制命令類型相對應(yīng)的工作狀態(tài)為原圖狀 態(tài)、霧視狀態(tài)、增強霧視狀態(tài)。所述的濾片工作的狀態(tài)具體為普通濾片工作狀態(tài)或鍍膜濾片工作狀態(tài)。所述霧視成像處理裝置所收到的控制命令，可以是來自霧視儀按鈕的開關(guān)命令或 通過RS485串口的外部控制命令。霧視儀的后背板設(shè)置控制按鈕，在霧視儀的后背板上設(shè)置有RS485輸入接口，使 所述霧視成像處理裝置可通過所述RS485接口與外部控制裝置連接。所述霧視儀的工作波段0. 4 μ m 1. 1 μ m。所述霧視成像處理裝置進(jìn)一步包括微處理器、圖像采集電路、圖像顯示電路、存 儲器、內(nèi)部觸發(fā)控制裝置、8位撥碼開關(guān)、繼電器、串口電路、開關(guān)電路，其中，微處理器分別 與圖像采集電路、圖像顯示電路、存儲器、內(nèi)部觸發(fā)控制裝置、8位撥碼開關(guān)、繼電器連接，串 口電路與輸入輸出接口裝置中的串口電路連接，開關(guān)電路與輸入輸出接口裝置中的開關(guān)電 路連接。內(nèi)觸發(fā)控制裝置檢測串口電路和開關(guān)電路的命令信號，上報到微處理器，微處理 器進(jìn)行解析并作出判決，控制命令通過繼電器發(fā)送到濾片切換控制裝置；發(fā)送工作命令到圖像采集電路、圖像顯示電路、存儲器；其中8位撥碼開關(guān)預(yù)先設(shè)置為1-256編碼序號對應(yīng) 所述霧視儀的地址位。所述內(nèi)觸發(fā)控制裝置進(jìn)一步包括內(nèi)觸發(fā)處理器、串口電路、開關(guān)電路、數(shù)字編碼 單元、數(shù)字接口單元；內(nèi)觸發(fā)處理器分別與串口電路、開關(guān)電路、數(shù)字編碼單元連接。內(nèi)觸發(fā)控制電路可以接收開關(guān)電路發(fā)來的內(nèi)部控制命令，也可以接收串口電路發(fā) 來的外部控制命令；通過內(nèi)觸發(fā)處理器掃描串口電路和開關(guān)電路的信號狀態(tài)，判斷控制命 令的類別；當(dāng)檢測到有命令信號時，內(nèi)觸發(fā)處理器對信號類別進(jìn)行判別，將命令信號發(fā)送到 數(shù)字編碼單元，數(shù)字編碼單元將命令信號編碼為不同的數(shù)字代碼發(fā)送到微處理器，微處理 器進(jìn)行代碼對比，發(fā)出相應(yīng)的控制命令和工作命令；其中，微處理器發(fā)出濾片控制命令到繼 電器，繼電器閉合送出該命令到濾片切換控制裝置，啟動濾片切換；同時微處理器啟動存儲 器的算法程序，圖像輸入信號經(jīng)圖像采集電路，到微處理器進(jìn)行圖像處理，圖像信號經(jīng)過圖 像顯示電路到達(dá)繼電器，繼電器閉合將圖像輸出到輸入輸出接口裝置。所述控制命令的類別進(jìn)一步包括開關(guān)電路403接收的內(nèi)部控制命令，為模擬開 關(guān)量信號，對應(yīng)三種模擬開關(guān)量信號原圖、霧視、增強霧視；或為來自串口電路的外部控 制命令，為RS485串行命令，對應(yīng)為三種串行控制命令原圖、霧視、增強霧視。當(dāng)控制命令的類別為原圖時，內(nèi)觸發(fā)處理器發(fā)送指令到數(shù)字編碼單元進(jìn)行相應(yīng)編 碼，此編碼上傳到微處理器，微處理器發(fā)出相應(yīng)控制命令到濾片切換控制裝置，濾片切換為 普通濾片工作狀態(tài)，此時霧視成像處理裝置不工作，來自CXD光耦合成像處理裝置的圖像 信號經(jīng)過霧視成像處理裝置后輸出到輸入輸出接口裝置，輸出圖像為彩色原始圖像。當(dāng)控制命令的類別為霧視時，內(nèi)觸發(fā)處理器發(fā)指令到數(shù)字編碼單元進(jìn)行相應(yīng)編 碼，此編碼上傳到微處理器，微處理器發(fā)出相應(yīng)控制命令到濾片切換控制裝置，濾片切換為 鍍膜濾片工作狀態(tài)，霧視成像處理裝置啟動預(yù)置于存儲器中的透霧處理程序，來自C⑶光 耦合成像處理裝置的圖像信號經(jīng)過霧視成像處理裝置進(jìn)行霧視處理后，輸出到輸入輸出接 口裝置，輸出圖像為銳化圖像。當(dāng)控制命令的類別為增強霧視時，內(nèi)觸發(fā)處理器發(fā)指令到數(shù)字編碼單元進(jìn)行相應(yīng) 編碼，此編碼上傳到微處理器，微處理器發(fā)出相應(yīng)控制命令到濾片切換控制裝置，濾片切換 為鍍膜濾片工作狀態(tài)，此時霧視成像處理裝置啟動預(yù)置于存儲器中的增強霧視處理程序， 來自C⑶光耦合成像處理裝置的圖像信號經(jīng)過霧視成像處理裝置進(jìn)行增強霧視處理后，輸 出到輸入輸出接口裝置，輸出圖像為增強銳化圖像。所述霧視儀輸入輸出接口裝置進(jìn)一步包括輸入輸出接口單元、圖像輸入接口、RS 485輸入控制口、按鈕開關(guān)、圖像輸出接口、串口電路、開關(guān)電路；其中，輸入輸出接口單元 分別與圖像輸入接口、圖像輸出接口、RS 485輸入控制口、按鈕開關(guān)、串口電路及開關(guān)電路 連接，通過RS 485輸入控制口和按鈕開關(guān)接收命令。所述按鈕開關(guān)是一個自鎖式按鍵開關(guān)按鈕，即原圖處理按鈕、霧視處理按鈕、增強 霧視處理按鈕；所述的RS 485輸入控制口包括A、B 二線接線端子；圖像輸入接口單元為霧 視儀本體內(nèi)連接端子，與霧視成像處理裝置103中的繼電器通過視頻線連接；所述的圖像 輸出接口為霧視儀外接連接端子，與中心控制室視頻記錄裝置通過視頻電纜或光纜連接； 所述的串口電路與霧視成像處理裝置中串口電路連接；所述的開關(guān)電路與霧視成像處理裝 置中開關(guān)電路連接。
微處理器采用FPGA實現(xiàn)，圖像霧視處理或增強霧視處理通過微處理器中嵌入的 透霧處理軟件完成，圖像采集電路采用采集芯片，圖像顯示電路采用顯控芯片，存儲器采用 大容量，內(nèi)觸發(fā)控制電路采用CPLD，8位撥碼開關(guān)采用模擬雙列直插撥碼開關(guān)。本發(fā)明提供一種霧視儀成像的方法，霧視儀根據(jù)接收到的控制命令類型，生成濾 片切換控制命令，控制濾片工作的狀態(tài)，并且，啟動與所述控制命令類型相對應(yīng)的工作狀 態(tài)，按照與所述工作狀態(tài)相對應(yīng)的圖像模式對采集到的圖像信號進(jìn)行處理，輸出圖像。所述的工作狀態(tài)為原圖狀態(tài)、霧視狀態(tài)、增強霧視狀態(tài)。所述的輸出圖像的模式為原圖模式、霧視模式、增強霧視模式。所述的控制濾片工作的狀態(tài)具體為收到的控制命令類型后，輸出濾片切換控制 命令驅(qū)動濾片支架動作，由普通濾片工作或鍍膜濾片工作。所述收到的控制命令，可以是來自霧視儀按鈕的開關(guān)命令或通過RS485串口的外 部控制命令。所述霧視儀的工作波段0. 4 μ m 1. 1 μ m。當(dāng)控制命令的類別為原圖時，濾片切換為普通濾片工作狀態(tài)，對采集的圖像信號 不進(jìn)行處理，輸出圖像為彩色原始圖像。當(dāng)控制命令的類別為霧視時，濾片切換為鍍膜濾片工作狀態(tài)，啟動透霧處理程序 對采集的圖像信號的霧視處理后，輸出圖像為霧視銳化圖像。當(dāng)控制命令的類別為增強霧視時，內(nèi)濾片切換為鍍膜濾片工作狀態(tài)，啟動增強霧 視處理程序?qū)Σ杉膱D像信號的霧視處理后，輸出圖像為增強霧視銳化圖像。本發(fā)明中的霧視儀采用圖像處理領(lǐng)域的前沿技術(shù)，主要解決在低能見度情況下傳 統(tǒng)普通攝像機不能正常成像的問題，本霧視儀克服了現(xiàn)有CCD透霧產(chǎn)品實際使用中在控制 方式實現(xiàn)上的局限性和缺陷，能夠適應(yīng)各種應(yīng)用環(huán)境場地，在實際應(yīng)用中為用戶提供了極 大的方便性和靈活性，具有廣泛的應(yīng)用前景。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，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(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還 可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為霧視成像處理裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為輸入輸出接口裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為內(nèi)觸發(fā)電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明的控制方式流程圖。圖6為圖像處理控制流程圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例 中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù) 人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。如圖1所示寬波段霧視儀，包括了濾片切換控制裝置101、CXD光耦合成像處理裝 置102 ；霧視成像處理裝置103 ；輸入輸出接口裝置104 ；霧視成像處理裝置103的輸出包括 三種狀態(tài)原始圖像、霧視圖像、增強霧視圖像輸出。本發(fā)明所述的霧視儀連接方式控制電路之間采用數(shù)模電路內(nèi)部總線方式進(jìn)行連 接；這些總線包括數(shù)字信號線、模擬信號線，使得信號傳遞更快速、誤碼率更低。本發(fā)明所述的霧視儀，其圖像處理流程為霧視成像處理裝置103接收到來自內(nèi) 部或外部控制命令后，分析判斷控制命令的類別屬性，發(fā)出相應(yīng)的控制命令使濾片支架動 作，由普通濾片工作或多層鍍膜濾片工作，決定霧視處理電路工作于原圖處理狀態(tài)或霧視 處理狀態(tài)或者增強霧視處理狀態(tài)；霧視成像處理裝置103根據(jù)控制命令的指令碼，啟動相 應(yīng)工作狀態(tài)即原圖狀態(tài)、霧視狀態(tài)、增強霧視狀態(tài)，輸出相應(yīng)的圖像模式即原圖模式、霧視 模式、增強霧視模式。本發(fā)明所述的霧視儀濾片切換控制裝置101，CXD攝像機已有此項功能，其濾片支 架上安裝有兩種濾片即普通濾片和鍍膜濾片。其作用是通過濾片切換控制裝置101發(fā)出濾 片切換命令使得濾片實現(xiàn)切換工作于普通濾片或鍍膜濾片狀態(tài)，實現(xiàn)物體反射光強經(jīng)過濾 片后實現(xiàn)濾波。本發(fā)明所述的霧視儀CXD光耦合成像處理裝置102，CXD攝像機已有此項功能，其 作用是進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換處理，即將經(jīng)濾波后的光信號轉(zhuǎn)換為電信號，還原出模擬圖像信號。本發(fā)明所述的霧視儀，其控制方式為霧視儀上電后，內(nèi)觸發(fā)控制裝置206中的內(nèi) 觸發(fā)處理器401檢測接收來自串口電路402和開關(guān)電路403發(fā)來的控制命令，經(jīng)內(nèi)觸發(fā)控 制器401解析后，經(jīng)過數(shù)字編碼404傳送到內(nèi)觸發(fā)控制電路206的數(shù)字接口 405，上傳給微 處理器202 ；微處理器202分析判決發(fā)出濾片控制命令到繼電器201，繼電器201閉合送出 該命令到濾片切換控制裝置101，啟動濾片切換；同時微處理器202啟動存儲器205的算法 程序，圖像輸入信號經(jīng)圖像采集電路203，到微處理器202進(jìn)行圖像處理，輸出到圖像顯示 電路207到繼電器208，繼電器208閉合將圖像輸出到輸入輸出接口電路105，繼電器208 輸出的圖像有彩色原始圖像，霧視圖像、增強霧視圖像。本發(fā)明所述的霧視儀霧視成像處理裝置103，是霧視儀的關(guān)鍵處理電路。如圖2， 其包括微處理器202，圖像采集電路203，圖像顯示電路207，存儲器205，內(nèi)部觸發(fā)控制裝置 206，8位撥碼開關(guān)204，繼電器201、208，串口電路209，開關(guān)電路210 ；其包括微處理器202 采用ALTERA公司的EP3C40F324型號FPGA，圖像霧視處理或增強霧視處理通過微處理器 202中嵌入的透霧處理軟件完成；圖像采集電路203采用AD公司ADV7123采集芯片，圖像顯 示電路207采用TI公司TVP5147顯控芯片，存儲器205采用ISSI公司IS61LV5128大容量 RAM,內(nèi)觸發(fā)控制電路206采用ALTERA公司MAX II 570G的CPLD，8位撥碼開關(guān)204采用模 擬雙列直插撥碼開關(guān)，繼電器201、208采用NEC公司的EA2-5，串口電路209采用MAX3487， 開關(guān)電路210采用CAT1161。所述的霧視成像處理裝置103中的微處理器202與圖像采集電路203連接，微處 理器202與圖像顯示電路207連接，微處理器202與存儲器205連接，微處理器202與內(nèi)觸 發(fā)控制電路206連接，微處理器202與8位撥碼開關(guān)204連接，微處理器202與繼電器201連接，串口電路209與串口電路303連接，開關(guān)電路210與開關(guān)電路304連接。所述的霧視成像處理裝置103，其控制方式通過內(nèi)觸發(fā)控制電路206檢測串口電 路209和開關(guān)電路210的命令信號，上報到微處理器202，微處理器202進(jìn)行解析作出判決， 控制命令通過繼電器201發(fā)到濾片切換控制裝置101 ；工作命令發(fā)到圖像采集電路203、圖 像顯示電路207、存儲器205 ；8位撥碼開關(guān)204預(yù)先設(shè)置為1_256編碼序號對應(yīng)本霧視儀 的地址位。圖像輸入經(jīng)圖像采集電路203數(shù)字化編碼，到微處理器202進(jìn)行圖像算法處理， 到圖像顯示電路207進(jìn)行解碼還原為模擬圖像，經(jīng)繼電器208輸出。所述的霧視儀內(nèi)觸發(fā)控制電路206，如圖4，包括內(nèi)觸發(fā)處理器401，串口電路402， 開關(guān)電路403，數(shù)字編碼404，數(shù)字接口 405。所述的內(nèi)觸發(fā)控制電路206中的內(nèi)觸發(fā)處理器401與串口電路402連接，內(nèi)觸發(fā) 處理器401與開關(guān)電路403連接，內(nèi)觸發(fā)處理器401與數(shù)字編碼404連接。所述的內(nèi)觸發(fā)控制電路206控制方式通過內(nèi)觸發(fā)處理器401檢測串口電路402和 開關(guān)電路403的信號狀態(tài)，判斷控制命令的類別，當(dāng)檢測到有命令信號時，內(nèi)觸發(fā)控制處理 器401對信號類別判別后發(fā)出相應(yīng)的控制命令到數(shù)字編碼404，數(shù)字編碼404對控制命令編 碼后送至數(shù)字接口 405。所述的內(nèi)觸發(fā)控制電路206控制命令按命令類別分為兩大類，一類為來自開關(guān)電 路403的內(nèi)部控制命令，此命令為模擬開關(guān)量信號，對應(yīng)為三種模擬開關(guān)量信號即原圖、霧 視、增強霧視，模擬開關(guān)量信號由圖3中按鈕開關(guān)306產(chǎn)生。另一類為來自串口電路402的 外部控制命令，此命令為485串行命令，對應(yīng)為三種串行控制命令即原圖、透霧、增強透霧， 485串行命令由圖3中485輸入控制口 305接收中心控制裝置發(fā)來的命令產(chǎn)生。所述的內(nèi)觸發(fā)控制電路206，其控制命令的類別分析判斷由內(nèi)觸發(fā)處理器401接 收后送至數(shù)字編碼404，數(shù)字編碼404按預(yù)置要求編碼為不同的數(shù)字代碼發(fā)送到微處理器 202，微處理器202根據(jù)程序預(yù)置進(jìn)行代碼對比，發(fā)出相應(yīng)不同的控制命令和工作命令。所述的內(nèi)觸發(fā)控制電路206實現(xiàn)來自按鈕開關(guān)306命令的控制流程霧視儀上電 后，當(dāng)內(nèi)觸發(fā)處理器401檢測接收到開關(guān)電路403的開關(guān)量信號后，分析其開關(guān)量信號為以 下三種狀態(tài)時原圖開關(guān)量信號內(nèi)觸發(fā)處理器401發(fā)指令到數(shù)字編碼404進(jìn)行相應(yīng)編碼，此編 碼上傳到微處理器202，微處理器202發(fā)出相應(yīng)控制命令到濾片切換控制裝置101，濾片切 換為普通濾片工作狀態(tài)，此時霧視成像處理裝置103不工作，來自CXD光耦合成像處理裝置 102的圖像信號經(jīng)過霧視成像處理裝置103后輸出到輸入輸出接口裝置104，輸出圖像為彩 色原始圖像。霧視開關(guān)量信號內(nèi)觸發(fā)處理器401發(fā)指令到數(shù)字編碼404進(jìn)行相應(yīng)編碼，此編碼 上傳到微處理器202，微處理器202發(fā)出相應(yīng)控制命令到濾片切換控制裝置101，濾片切換 為鍍膜濾片工作狀態(tài)，此時霧視成像處理裝置103同時工作，啟動預(yù)置于存儲器205中的透 霧處理程序，來自CXD光耦合成像處理裝置102的圖像信號經(jīng)過霧視成像處理裝置103的 霧視處理后，輸出到輸入輸出接口裝置104，輸出圖像為霧視圖像。增強霧視開關(guān)量信號內(nèi)觸發(fā)處理器401發(fā)指令到數(shù)字編碼404進(jìn)行相應(yīng)編碼，此 編碼上傳到微處理器202，微處理器202發(fā)出相應(yīng)控制命令到濾片切換控制裝置101，濾片 切換為鍍膜濾片工作狀態(tài)，此時霧視成像處理裝置103同時工作，啟動預(yù)置于存儲器205中的增強霧視處理程序，來自CXD光耦合成像處理裝置102的圖像信號經(jīng)過霧視成像處理裝 置103的增強霧視處理后，輸出到輸入輸出接口裝置104，輸出圖像為增強霧視圖像。所述的內(nèi)觸發(fā)控制電路206實現(xiàn)來自485輸入控制口 305命令的控制流程霧視 儀上電后，當(dāng)內(nèi)觸發(fā)處理器401檢測接收到串口電路402的串行碼信號后，分析其串行碼信 號為以下三種狀態(tài)時原圖串行碼信號內(nèi)觸發(fā)處理器401發(fā)指令到數(shù)字編碼404進(jìn)行相應(yīng)編碼，此編 碼上傳到微處理器202，微處理器202發(fā)出相應(yīng)控制命令到濾片切換控制裝置101，濾片切 換為普通濾片工作狀態(tài)，此時霧視成像處理裝置103不工作，來自CXD光耦合成像處理裝置 102的圖像信號經(jīng)過霧視成像處理裝置103后輸出到輸入輸出接口裝置104，輸出圖像為彩 色原始圖像。霧視串行碼信號內(nèi)觸發(fā)處理器401發(fā)指令到數(shù)字編碼404進(jìn)行相應(yīng)編碼，此編碼 上傳到微處理器202，微處理器202發(fā)出相應(yīng)控制命令到濾片切換控制裝置101，濾片切換 為鍍膜濾片工作狀態(tài)，此時霧視成像處理裝置103同時工作，啟動預(yù)置于存儲器205中的透 霧處理程序，來自CXD光耦合成像處理裝置102的圖像信號經(jīng)過霧視成像處理裝置103的 霧視處理后，輸出到輸入輸出接口裝置104，輸出圖像為霧視圖像。增強霧視串行碼信號內(nèi)觸發(fā)處理器401發(fā)指令到數(shù)字編碼404進(jìn)行相應(yīng)編碼，此 編碼上傳到微處理器202，微處理器202發(fā)出相應(yīng)控制命令到濾片切換控制裝置101，濾片 切換為鍍膜濾片工作狀態(tài)，此時霧視成像處理裝置103同時工作，啟動預(yù)置于存儲器205中 的增強霧視處理程序，來自CXD光耦合成像處理裝置102的圖像信號經(jīng)過霧視成像處理裝 置103的增強霧視處理后，輸出到輸入輸出接口裝置104，輸出圖像為增強霧視圖像。所述的內(nèi)觸發(fā)控制電路206，既可以接收開關(guān)電路403發(fā)來的內(nèi)部控制命令，又可 以接收串口電路402發(fā)來的外部控制命令。本發(fā)明所述的霧視儀輸入輸出接口電路104，如圖3包括后背板接口 302，圖像輸 入接口 301，485輸入控制口 305，按鈕開關(guān)306，圖像輸出接口 307，串口電路303，開關(guān)電路 304。所述的后背板接口 302與圖像輸入接口 301連接、與圖像輸出接口 307連接、與 485輸入控制口 305連接、與按鈕開關(guān)306連接、與串口電路303及開關(guān)電路304連接。所述的輸入輸出接口裝置104，其控制方式是通過485輸入控制口 305和按鈕開關(guān) 306接收命令后實現(xiàn)對霧視儀輸出圖像進(jìn)行切換控制的。所述的按鈕開關(guān)306是一個自鎖式按鍵開關(guān)，包括三個按鍵狀態(tài)即原圖按鈕、霧 視按鈕、增強霧視按鈕。所述的485輸入控制口 305包括A、B 二線接線端子，與中心控制室控制裝置通過 控制電纜連接。所述的圖像輸入接口 301為霧視儀本體內(nèi)連接端子，設(shè)置有75歐數(shù)字接頭，與圖 2中的繼電器208通過視頻線連接。所述的圖像輸出接口 307為霧視儀外接連接端子，設(shè)置有75歐數(shù)字接頭。與中心 控制室視頻記錄裝置通過視頻電纜或光端機連接。所述的串口電路303與圖2中串口電路209連接。所述的開關(guān)電路304與圖2中開關(guān)電路210連接。
本霧視儀的霧視成像處理裝置103采用CYCLONE II系列的FPGA超大規(guī)?？删?程陣列，采用高分辨率的視頻采集ADV7123芯片和TVP5147視頻顯控芯片，對輸入的CXD 圖像經(jīng)數(shù)字化處理后，轉(zhuǎn)換為高灰度級的模擬視頻輸出，內(nèi)觸發(fā)控制電路采用ALTERA公司 MAXII 570G的CPLD。圖像處理采用FPGA并嵌入NIOS II設(shè)計的軟核處理器。本發(fā)明的實施例還提供一種霧視儀的成像控制流程，所述霧視儀根據(jù)接收到的控 制命令類型，生成濾片切換控制命令，控制濾片工作的狀態(tài)，并且，啟動與所述控制命令類 型相對應(yīng)的工作狀態(tài)，按照與所述工作狀態(tài)相對應(yīng)的圖像模式對采集到的圖像信號進(jìn)行處 理，輸出圖像。如圖5所示，霧視儀中的觸發(fā)控制處理器檢測來自霧視儀按鈕的開關(guān)命令或 通過RS485串口的外部控制命令，對控制命令進(jìn)行解析、編碼并通過數(shù)字接口，傳輸濾片切 換控制命令，驅(qū)動濾片支架動作，確定由普通濾片工作或鍍膜濾片工作。并且，啟動與所述 控制命令類型相對應(yīng)的工作狀態(tài)，按照與所述工作狀態(tài)相對應(yīng)的圖像模式對采集到的圖像 信號進(jìn)行處理，輸出圖像。輸出圖像的模式為原圖模式、霧視模式、增強霧視模式。具體 為，當(dāng)控制命令的類別為原圖時，濾片切換為普通濾片工作狀態(tài)，對采集的圖像信號不進(jìn)行 處理，輸出圖像為彩色原始圖像。當(dāng)控制命令的類別為霧視時，濾片切換為鍍膜濾片工作狀 態(tài)，啟動透霧處理程序?qū)Σ杉膱D像信號的霧視處理后，輸出圖像為銳化圖像。當(dāng)控制命令 的類別為增強霧視時，內(nèi)濾片切換為鍍膜濾片工作狀態(tài)，啟動增強霧視處理程序?qū)Σ杉?圖像信號的霧視處理后，輸出圖像為增強銳化圖像。如圖6所示為圖像處理控制流程圖，當(dāng)收到內(nèi)外控制信號時，內(nèi)觸發(fā)控制裝置判 別控制命令的屬性，當(dāng)控制命令的類別為原圖時，濾片切換為普通濾片工作狀態(tài)，對采集的 圖像信號不進(jìn)行處理，通過繼電器將彩色原始圖像輸出。當(dāng)控制命令的類別為銳化處理時， 濾片切換為鍍膜濾片工作狀態(tài)，執(zhí)行銳化處理程序?qū)Σ杉膱D像信號的霧視處理后，繼電 器輸出圖像為銳化圖像。當(dāng)控制命令的類別為增強霧視時，內(nèi)濾片切換為鍍膜濾片工作狀 態(tài)，執(zhí)行增強銳化處理程序?qū)Σ杉膱D像信號的霧視處理后，繼電器輸出圖像為增強銳化 圖像。以上所述僅是本發(fā)明的具體實施方式
，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
一種霧視儀，包括霧視成像處理裝置(103)、CCD光耦合成像處理裝置(102)、濾片切換控制裝置(101)，其特征在于所述霧視成像處理裝置(103)根據(jù)接收到的控制命令類型，向濾片切換控制裝置(101)輸出濾片切換控制命令，所述濾片切換控制裝置(101)控制濾片工作的狀態(tài)，并且，所述霧視成像處理裝置(103)啟動與所述控制命令類型相對應(yīng)的工作狀態(tài)，按照與所述工作狀態(tài)相對應(yīng)的圖像模式處理來自CCD光耦合成像處理裝置(102)的圖像信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的霧視儀，其特征在于，所述霧視儀還包括輸入輸出接口裝置 (104)，用于向霧視成像處理裝置(103)輸出命令，接收來自所述霧視成像處理裝置(103) 處理的圖像信號，輸出圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的霧視儀，其特征在于，所述霧視儀中的裝置之間采用內(nèi)部 數(shù)模電路總線方式進(jìn)行連接，包括數(shù)字信號線、模擬信號線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的霧視儀，其特征在于，所述的霧視成像處理裝置(103)啟 動與所述控制命令類型相對應(yīng)的工作狀態(tài)為原圖狀態(tài)、霧視狀態(tài)、增強霧視狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的霧視儀，其特征在于，所述的濾片工作的狀態(tài)具體為普 通濾片工作狀態(tài)或鍍膜濾片工作狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的霧視儀，其特征在于，所述霧視成像處理裝置(103)所收 到的控制命令，可以是來自霧視儀按鈕的開關(guān)命令或通過RS485串口的外部控制命令。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的霧視儀，其特征在于，霧視儀的后背板設(shè)置控制按鈕，在霧視 儀的后背板上設(shè)置有RS485輸入接口，使所述霧視成像處理裝置(103)可通過所述RS485 接口與外部控制裝置連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的霧視儀，其特征在于，所述霧視儀的工作波段0.4 μ m 1. 1 μ m。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的霧視儀，其特征在于，所述霧視成像處理裝置(103)進(jìn)一步包 括微處理器(202)、圖像采集電路(203)、圖像顯示電路(207)、存儲器(205)、內(nèi)部觸發(fā)控 制裝置(206)、8位撥碼開關(guān)(204)、繼電器(201，208)、串口電路(209)、開關(guān)電路(210)，其 中，微處理器(202)分別與圖像采集電路(203)、圖像顯示電路(207)、存儲器(205)、內(nèi)部觸 發(fā)控制裝置(206)、8位撥碼開關(guān)(204)、繼電器(201)連接，串口電路(209)與輸入輸出接 口裝置(104)中的串口電路(303)連接，開關(guān)電路(210)與輸入輸出接口裝置中的開關(guān)電 路(304)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的霧視儀，其特征在于，內(nèi)觸發(fā)控制裝置(206)檢測串口電路 (209)和開關(guān)電路(210)的命令信號，上報到微處理器(202)，微處理器(202)進(jìn)行解析并 作出判決，控制命令通過繼電器(201)發(fā)送到濾片切換控制裝置(101)；發(fā)送工作命令到圖 像采集電路(203)、圖像顯示電路(207)、存儲器(205)；其中8位撥碼開關(guān)(204)預(yù)先設(shè)置 為1-256編碼序號對應(yīng)所述霧視儀的地址位。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的霧視儀，其特征在于，所述內(nèi)觸發(fā)控制裝置(206)進(jìn)一 步包括內(nèi)觸發(fā)處理器(401)、串口電路(402)、開關(guān)電路(403)、數(shù)字編碼單元(404)、數(shù)字 接口單元(405)；內(nèi)觸發(fā)處理器(401)分別與串口電路(402)、開關(guān)電路(403)、數(shù)字編碼單 元(404)連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的霧視儀，其特征在于，內(nèi)觸發(fā)控制電路(206)可以接收開關(guān)電路(403)發(fā)來的內(nèi)部控制命令，也可以接收串口電路(402)發(fā)來的外部控制命令；通過內(nèi) 觸發(fā)處理器(401)掃描串口電路(402)和開關(guān)電路(403)的信號狀態(tài)，判斷控制命令的類 別；當(dāng)檢測到有命令信號時，內(nèi)觸發(fā)處理器(401)對信號類別進(jìn)行判別，將命令信號發(fā)送到 數(shù)字編碼單元(404)，數(shù)字編碼單元(404)將命令信號編碼為不同的數(shù)字代碼發(fā)送到微處 理器(202)，微處理器(202)進(jìn)行代碼對比，發(fā)出相應(yīng)的控制命令和工作命令；其中，微處理 器(202)發(fā)出濾片控制命令到繼電器(201)，繼電器(201)閉合送出該命令到濾片切換控制 裝置(101)，啟動濾片切換；同時微處理器(202)啟動存儲器(205)的算法程序，圖像輸入 信號經(jīng)圖像采集電路(203)，到微處理器(202)進(jìn)行圖像處理，圖像信號經(jīng)過圖像顯示電路 (207)到達(dá)繼電器(208)，繼電器(208)閉合將圖像輸出到輸入輸出接口裝置(104)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的霧視儀，其特征在于，所述控制命令的類別進(jìn)一步包括開 關(guān)電路(403)接收的內(nèi)部控制命令，為模擬開關(guān)量信號，對應(yīng)三種模擬開關(guān)量信號原圖、 霧視、增強霧視；或為來自串口電路(402)的外部控制命令，為RS485串行命令，對應(yīng)為三種 串行控制命令原圖、霧視、增強霧視。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的霧視儀，其特征在于，當(dāng)控制命令的類別為原圖時，內(nèi)觸 發(fā)處理器(401)發(fā)送指令到數(shù)字編碼單元(404)進(jìn)行相應(yīng)編碼，此編碼上傳到微處理器 (202)，微處理器(202)發(fā)出相應(yīng)控制命令到濾片切換控制裝置(101)，濾片切換為普通濾 片工作狀態(tài)，此時霧視成像處理裝置(103)不工作，來自CXD光耦合成像處理裝置(102)的 圖像信號經(jīng)過霧視成像處理裝置(103)后輸出到輸入輸出接口裝置(104)，輸出圖像為彩 色原始圖像。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的霧視儀，其特征在于，當(dāng)控制命令的類別為霧視時，內(nèi)觸發(fā) 處理器(401)發(fā)指令到數(shù)字編碼單元(404)進(jìn)行相應(yīng)編碼，此編碼上傳到微處理器(202)， 微處理器(202)發(fā)出相應(yīng)控制命令到濾片切換控制裝置(101)，濾片切換為鍍膜濾片工作 狀態(tài)，霧視成像處理裝置(103)啟動預(yù)置于存儲器(205)中的透霧處理程序，來自C⑶光耦 合成像處理裝置(102)的圖像信號經(jīng)過霧視成像處理裝置(103)進(jìn)行霧視處理后，輸出到 輸入輸出接口裝置(104)，輸出圖像為銳化圖像。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的霧視儀，其特征在于，當(dāng)控制命令的類別為增強霧視時， 內(nèi)觸發(fā)處理器(401)發(fā)指令到數(shù)字編碼單元(404)進(jìn)行相應(yīng)編碼，此編碼上傳到微處理器 (202)，微處理器(202)發(fā)出相應(yīng)控制命令到濾片切換控制裝置(101)，濾片切換為鍍膜濾 片工作狀態(tài)，此時霧視成像處理裝置(103)啟動預(yù)置于存儲器(205)中的增強霧視處理程 序，來自CXD光耦合成像處理裝置(102)的圖像信號經(jīng)過霧視成像處理裝置(103)進(jìn)行增 強霧視處理后，輸出到輸入輸出接口裝置(104)，輸出圖像為增強銳化圖像。
17.根據(jù)權(quán)利要求2所述的霧視儀，其特征在于，所述霧視儀輸入輸出接口裝置(104) 進(jìn)一步包括輸入輸出接口單元(302)、圖像輸入接口(301)、RS485輸入控制口(305)、按鈕 開關(guān)(306)、圖像輸出接口(307)、串口電路(303)、開關(guān)電路(304)；其中，輸入輸出接口單 元(302)分別與圖像輸入接口(301)、圖像輸出接口(307)、RS 485輸入控制口(305)、按鈕 開關(guān)(306)、串口電路(303)及開關(guān)電路(304)連接，通過RS485輸入控制口(305)和按鈕 開關(guān)(306)接收命令。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的霧視儀，其特征在于，所述按鈕開關(guān)(306)是一個自鎖式按 鍵開關(guān)按鈕，即原圖處理按鈕、霧視處理按鈕、增強霧視處理按鈕；所述的RS 485輸入控制口(305)包括A、B 二線接線端子；圖像輸入接口單元(301)為霧視儀本體內(nèi)連接端子，與霧 視成像處理裝置(103)中的繼電器(208)通過視頻線連接；所述的圖像輸出接口(307)為 霧視儀外接連接端子，與中心控制室視頻記錄裝置通過視頻電纜或光纜連接；所述的串口 電路(303)與霧視成像處理裝置(103)中串口電路(209)連接；所述的開關(guān)電路(304)與 霧視成像處理裝置(103)中開關(guān)電路(210)連接。
19.根據(jù)權(quán)利要求9所述的霧視儀，其特征在于，微處理器(202)采用FPGA實現(xiàn)，圖像 霧視處理或增強霧視處理通過微處理器(202)中嵌入的透霧處理軟件完成，圖像采集電路 (203)采用采集芯片，圖像顯示電路(207)采用顯控芯片，存儲器(205)采用大容量RAM，內(nèi) 觸發(fā)控制電路(206)采用CPLD，8位撥碼開關(guān)(204)采用模擬雙列直插撥碼開關(guān)。
20.一種霧視儀成像的方法，其特征在于所述霧視儀根據(jù)接收到的控制命令類型，生 成濾片切換控制命令，控制濾片工作的狀態(tài)，并且，啟動與所述控制命令類型相對應(yīng)的工作 狀態(tài)，按照與所述工作狀態(tài)相對應(yīng)的圖像模式對采集到的圖像信號進(jìn)行處理，輸出圖像。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述的工作狀態(tài)為原圖狀態(tài)、霧視狀 態(tài)、增強霧視狀態(tài)。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述的輸出圖像的模式為原圖模式、 霧視模式、增強霧視模式。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述的控制濾片工作的狀態(tài)具體為收 到的控制命令類型后，輸出濾片切換控制命令驅(qū)動濾片支架動作，由普通濾片工作或鍍膜 濾片工作。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述收到的控制命令，可以是來自霧視 儀按鈕的開關(guān)命令或通過RS485串口的外部控制命令。
25.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述霧視儀的工作波段0.4μ m 1. 1 μ m。
26.根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的方法，其特征在于，當(dāng)控制命令的類別為原圖時，濾片 切換為普通濾片工作狀態(tài)，對采集的圖像信號不進(jìn)行處理，輸出圖像為彩色原始圖像。
27.根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的方法，其特征在于，當(dāng)控制命令的類別為霧視時，濾片 切換為鍍膜濾片工作狀態(tài)，啟動透霧處理程序?qū)Σ杉膱D像信號的霧視處理后，輸出圖像 為霧視銳化圖像。
28.根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的方法，其特征在于，當(dāng)控制命令的類別為增強霧視 時，內(nèi)濾片切換為鍍膜濾片工作狀態(tài)，啟動增強霧視處理程序?qū)Σ杉膱D像信號的霧視處 理后，輸出圖像為增強霧視銳化圖像。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種霧視儀及其成像方法，霧視成像處理裝置(103)可由霧視儀本體和外部兩種控制方式，接收來自霧視儀的按鈕開關(guān)命令或RS485外部控制命令，向濾片切換控制裝置(101)輸出濾片切換控制命令，啟動工作狀態(tài)即原圖、霧視、增強霧視狀態(tài)，處理來自CCD光耦合成像處理裝置(102)的圖像；本發(fā)明還公開了一種霧視儀成像的方法，霧視儀根據(jù)接收到的控制命令類型，生成濾片切換控制命令，控制濾片工作的狀態(tài)，并且，啟動工作狀態(tài)即原圖狀態(tài)、霧視狀態(tài)、增強霧視狀態(tài)，對采集到的圖像信號進(jìn)行處理，輸出圖像。本發(fā)明克服了現(xiàn)有CCD透霧產(chǎn)品在實際應(yīng)用中控制方式實現(xiàn)上的局限性和缺陷。
文檔編號H04N7/18GK101982975SQ20101028070
公開日2011年3月2日 申請日期2010年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月13日
發(fā)明者沈邱建, 王新賽 申請人:浙江金匯科技股份有限公司