[发明专利]固定区域夜雾天况全天候彩色视频成像系统及其构建方法

说明书

技术领域

本发明应用于夜雾天气各重大交通设施区域的实时监控，特别涉及一种基于多波段成像技术的固定区域夜雾天况全天候彩色视频成像系统。

背景技术

随着信息化的迅速发展，公众的安全意识日益提高，视频安全监控在机场、仓库、交通枢纽等重点防范区域和日常生活中具有广泛的应用前景和普遍意义。

目前现有的视频监控系统大都利用传统的、单一波段的成像技术，主要分为如下几种：

1、可见光成像技术；

2、红外光成像技术；

3、微光成像技术；

4、激光成像技术。

上述技术中，第一种，可见光成像技术，能在白天清晰成像，价格具有很大的优势，但是对工作环境即光照强度要求十分高，夜晚及大雾等能见度低的天况下成像效果差，目标检测困难。第二种，红外光成像技术，根据成像机理的不同，分为主动红外光成像和被动红外光成像两种。前者能够在夜雾天况下正常工作，作用距离远，但是成像为黑白灰度级图像，对比度差、信息量低、不适合于人眼观看；后者价格优势大，但是监控距离十分有限，并且在夜雾天成像效果差，多用于室内监控。第三种，微光成像技术，利用微弱的自然光即可实现彩色成像，但对强光敏感度高，一旦遇到强光，图像质量急剧下降。第四种，激光成像技术，通过激光束对成像目标进行照射，利用目标或背景的反射波进行成像，但其要求激光束的峰值功率高、脉冲宽度窄、同步控制技术精准，因此，实现困难，代价成本高。上述单一波段监控受天气、照明灯因素制约，监控效果大打折扣，在夜色、雾天等低能见度的天况下不能清晰观测到事故苗头，进而不能提供准确事故进展的信息，耽误了最佳响应时机，同时也很难满足固定区域全天候监控的需求。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种能够在夜雾天等低能见度天况时依然可以达到对固定区域的清晰彩色成像要求的固定区域夜雾天况全天候彩色视频成像系统及其构建方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：固定区域夜雾天况全天候彩色视频成像系统，包括可见光视频采集系统、可见光图像采集模块、背景图更新模块、可见光背景图库、红外光视频采集系统、红外光图像采集模块、图像预处理模块、红外光背景图库、红外光目标检测模块、图像配准模块、视频融合模块、视频信号发送模块、RTSP传输模块和显示模块；所述的可见光视频采集系统依次经可见光图像采集模块、背景更新模块、和可见光背景图库连接到图像配准模块；所述的红外光视频采集系统依次经红外光图像采集模块、图像预处理模块和红外光背景图库连接到图像配准模块；所述的图像配准模块与视频融合模块连接；所述的视频融合模块分别与可见光背景图库、红外光目标检测模块、视频信号发送模块和RTSP传输模块连接，所述的视频信号发送模块和RTSP传输模块分别与显示模块连接；

所述的背景更新模块、可见光背景图库、图像预处理模块、红外光背景图库、红外光目标检测模块、图像配准模块和视频融合模块组成数据处理中心；

所述的红外图像采集模块和红外光图像采集模块采集可见光视频数据和红外光视频数据，并输入到数据处理中心；

所述的图像预处理模块通过预处理过程消除图像中的孤立噪声点；

所述的红外光目标检测模块，通过构造背景模型，选取合适背景图，进行相关的算法分析，检测出红外光运动目标；

所述的图像配准模块，通过改进的SIFT图像配准技术进行图像配准，为图像融合做准备；

所述的视频融合模块，将红外光目标序列根据配准系数正确的融合在可见光背景图像中，实时的输出彩色视频；

所述的背景图更新模块，利用可见光视频成像系统构建可见光背景图库，并通过对背景图库的调用进行彩色背景的自动更新；

所述的视频信号发送模块，利用数据处理中心对图像数据的处理，最终得到的所需视频通过视频发送模块进行传输；

所述的RTSP传输模块，有效地通过IP网络进行多媒体数据的传送，实现多路视频监控数据的实时传输；

所述的显示模块，通过系统监控界面实时输出显示经数据处理中心处理后的彩色视频。

固定区域夜雾天况全天候彩色视频成像系统的构建方法，包括以下步骤：

A、图像采集

基于PC机的图像数据处理中心，通过利用PCI接口，接入一块或者多块视频采集卡，经过红外光图像采集模块和可见光图像采集模块实时捕获前端红外光传感器和可见光传感器阵列输出的视频帧序列，经过简单的模数转换，传输至PC机；

B、图像预处理