專利名稱：智能防盜監(jiān)控器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于安全報(bào)警裝置技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種通過圖像處理技 術(shù)實(shí)現(xiàn)的防盜監(jiān)控系統(tǒng)。本發(fā)明涉及到通訊接口技術(shù)，具體地說是
DSPs處理設(shè)備與攝像機(jī)及電話線的接口技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前防盜監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)探測(cè)原理包括微波探測(cè)、紅外探測(cè)、聲波 探測(cè)、電磁感應(yīng)探測(cè)、視頻探測(cè)。其中比較常見的微波探測(cè)器是以多 普勒效應(yīng)為基礎(chǔ)，雖然反應(yīng)靈敏但微波探測(cè)器檢測(cè)運(yùn)動(dòng)方向?yàn)閺较蜻\(yùn) 動(dòng)方向，對(duì)橫向方向運(yùn)動(dòng)的物體檢測(cè)能力則比較差而且對(duì)金屬表面或 堅(jiān)硬的混凝土?xí)r特別容易反射。紅外探測(cè)波長范圍是8 14nm，由 于人體的紅外輻射波長正好在此探測(cè)波長范圍之內(nèi)，因此可探測(cè)到活 動(dòng)的人體。但紅外探測(cè)受環(huán)境溫度影響比較大。視頻監(jiān)控多采用實(shí)時(shí) 的人工圖像監(jiān)控。實(shí)時(shí)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)必須有專人職守，不僅浪費(fèi)了 人力，而且由于人的自身因素降低了可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明通過由圖像采集模塊 13，圖像處理及目標(biāo)檢測(cè)模塊14，電話報(bào)警模塊15三部分組成的系 統(tǒng)完成動(dòng)態(tài)目標(biāo)檢測(cè)從而實(shí)現(xiàn)入侵檢測(cè)、電話報(bào)警功能。整個(gè)系統(tǒng)說 明如下
1. '圖像采集模塊13:釆用普通攝像機(jī)對(duì)室內(nèi)環(huán)境實(shí)時(shí)攝入，將
圖像通過圖像采集芯片4送入FPGA2， FPGA2控制時(shí)序，圖像在 FPGA2中經(jīng)過預(yù)處理后以整頁突發(fā)的模式存入SDRAM3。 FPGA2 除了接受數(shù)據(jù)和控制SDRAM3之外，還為后續(xù)的處理提供接口。 DSPsl可通過所提供接口對(duì)FPGA2進(jìn)行控制，如采集圖像大小、圖 像存儲(chǔ)位置等。保存后的圖像供DSPsl分析處理檢測(cè)目標(biāo)。
2. 圖像處理及目標(biāo)檢測(cè)模塊14: DSPsl以DMA的方式從 SDRAM3中讀取實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)。DSPsl根據(jù)讀取的圖像數(shù)據(jù)求取背 景差分圖像，檢測(cè)室內(nèi)環(huán)境灰度變化。對(duì)所得差分圖像做二值化處理 去除由于光線變化及攝相機(jī)的偶爾顫動(dòng)而對(duì)采集圖像質(zhì)量造成的影 響。用所得圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷分析以確定是否有入侵者進(jìn)入室內(nèi)。當(dāng) 有入侵者時(shí)，DSPsl啟動(dòng)電話報(bào)警模塊15報(bào)警。
3. 電話報(bào)警模塊15:可根據(jù)預(yù)先設(shè)置的電話號(hào)碼進(jìn)行撥號(hào)，通 知相關(guān)人員到場(chǎng)對(duì)意外情況講行處理。,DSPsl識(shí)別出有入停者后通過
多通道緩沖串行端口訪問電話接口，撥打預(yù)設(shè)的電話號(hào)碼。并且 DSPsl通過音頻模數(shù)轉(zhuǎn)換器6收發(fā)電話線上的音頻信號(hào)。根據(jù)撥號(hào)響 應(yīng)情況，DSPsl進(jìn)行判斷并做出相應(yīng)處理。當(dāng)電話撥通后，電話報(bào)警 模塊15可以播放預(yù)先錄制的語音報(bào)警信息。 該防盜監(jiān)控器的具體工作過程如下
防盜監(jiān)控器接通電源，通過電源模塊16初始化上電。DSPsl從 Flash5中加載運(yùn)行程序，DSPsl主程序運(yùn)行后從Flash5中為FPGA2 及IIC8接口編譯程序。
系統(tǒng)初始化后，攝像機(jī)將實(shí)時(shí)采集的圖像數(shù)據(jù)通過圖像釆集芯片
4傳給FPGA2， FPGA2對(duì)圖像數(shù)據(jù)做相應(yīng)的預(yù)處理。之后，F(xiàn)PGA2 將圖像數(shù)據(jù)保存進(jìn)SDRAM3供DSPsl分析處理。
DSPsl在檢測(cè)無入侵者狀態(tài)下，每隔一段時(shí)間保存一幅室內(nèi)場(chǎng)景 圖像數(shù)據(jù)作為背景圖象。DSPsl從SDRAM3中讀取攝像機(jī)拍攝的當(dāng) 前室內(nèi)圖像數(shù)據(jù)與背景圖像做差分處理，求取差分圖像。如有入侵者 活動(dòng)，差分圖像會(huì)體現(xiàn)出背景圖像明顯的灰度變化。對(duì)差分圖像做二 值化處理消除短時(shí)光線變化等微弱變化對(duì)差分圖像質(zhì)量的影響。統(tǒng)計(jì) 處理后圖像的灰度變化數(shù)據(jù)，當(dāng)其象素變化數(shù)量超過預(yù)先設(shè)定范圍時(shí) 便可確知有入侵者闖入。
DSPsl檢測(cè)到有動(dòng)態(tài)目標(biāo)時(shí)，通過串行端口訪問電話接口撥打預(yù) 先設(shè)置的電話號(hào)碼通知相應(yīng)人員到場(chǎng)對(duì)情況作出處理。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明通過FPGA2與數(shù)字信號(hào)處理器 DSPsl相結(jié)合，利用了目前許多先進(jìn)的圖像處理技術(shù)及通訊技術(shù)。實(shí) 現(xiàn)了對(duì)入侵者的實(shí)時(shí)探測(cè)，電話報(bào)警功能。目標(biāo)檢測(cè)準(zhǔn)確，可靠性高， 可實(shí)施性強(qiáng)?？梢杂行У乇苊庹`報(bào)警和漏報(bào)警的發(fā)生?？膳c公共安全 防御系統(tǒng)相連及時(shí)采取處置措施。本發(fā)明還為后續(xù)的功能改進(jìn)提供了 良好的開發(fā)資源。


圖1為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)圖。圖中1為數(shù)字信號(hào)處理器DSPs, 2 為FPGA, 3為SDRAM, 4為AD， 5為Flash, 6為音頻模數(shù)轉(zhuǎn)換 器，7為電話網(wǎng)絡(luò)接口， 13為圖像采集模塊，14為圖像處理及目標(biāo) 檢測(cè)模塊，15為電話報(bào)警模塊，16為電源模塊。
圖2為圖像采集模塊13結(jié)構(gòu)框圖。圖中1為數(shù)字信號(hào)處理器 DSPs, 2為FPGA， 3為SDRAM， 4為AD， 8為IIC， 9為AD接 口， 10為SDRAM控制器，ll為主控制模塊，12為FIFO, 17為同
步邏輯。
圖3為圖像處理及目標(biāo)檢測(cè)模塊14程序流程圖。
圖4為電話報(bào)警模塊15程序流程圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1，本系統(tǒng)由圖像采集模塊13、圖像處理及目標(biāo)檢測(cè)模塊 14、電話報(bào)警模塊15三個(gè)部分組成。其中，在圖像采集模塊13中， 采用CCD攝像機(jī)進(jìn)行圖像采集。采集系統(tǒng)由AD4、F:PGA2、SDRAM3 組成(參照?qǐng)D2)。 CCD攝像機(jī)輸出模式為PAL制式，系統(tǒng)采用 ADV7185進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。FPGA2內(nèi)部由主控制模塊11、 SDRAM 控制器IO、 AD接口9、 FIF012、 IIC8等模塊組成。主控制模塊11 負(fù)責(zé)接受DSPsl的控制信號(hào)和協(xié)調(diào)各個(gè)模塊之間的工作。SDRAM 控制器10實(shí)現(xiàn)對(duì)SDRAM3的操作邏輯。AD接口 9接受AD4模塊 輸出的數(shù)據(jù)和同步信號(hào)并保證圖像數(shù)據(jù)的行場(chǎng)同步。AD接口 9通過 AD4模塊輸出的行場(chǎng)同步信號(hào)來實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的同步，以AD4模塊 輸出點(diǎn)頻率作為FIF012模塊的寫時(shí)鐘，行場(chǎng)同步信號(hào)的組合邏輯 17組成FIF012的寫使能。IIC8邏輯模塊接受DSPsl對(duì)FPGA2采 隹紊銥的夂種參救設(shè)晉知掉吿ll。經(jīng)討FPGA2預(yù)々卜理后的閣像以憨百 突發(fā)的模式存入SDRAM3。在圖像處理及目標(biāo)檢測(cè)模塊14中(參照?qǐng)D3 ), DS Ps3從SDRAM3
中讀取攝像機(jī)采集到的室內(nèi)實(shí)時(shí)圖像。將實(shí)時(shí)圖像與室內(nèi)無人時(shí)的模 板圖像進(jìn)行比較，求取背景差分圖像。利用背景差分圖像，計(jì)算灰度 直方圖。通過直方圖分析，找出背景圖像與活動(dòng)目標(biāo)的分割閾值。采 用分割閾值與差分圖像像素灰度進(jìn)行比較，大于閾值的像素灰度設(shè)為 255,小于閾值的像素灰度設(shè)為0。計(jì)算得出二值圖像，對(duì)二值圖像 作濾波處理，過濾圖像本身的噪聲點(diǎn)。統(tǒng)計(jì)二值圖像中灰度為255 的像素點(diǎn)數(shù)目，當(dāng)其超過某一統(tǒng)計(jì)范圍時(shí)便可確定有入侵者闖入。如 果像素點(diǎn)數(shù)目小于該統(tǒng)計(jì)范圍，DSPsl通過計(jì)時(shí)檢測(cè)是否需要更新背 景模板。當(dāng)需要更新模板時(shí)，將目前采集的室內(nèi)圖像數(shù)據(jù)作為背景模 板供以后分析使用。有入侵者闖入時(shí)，DSPsl設(shè)置報(bào)警標(biāo)示，啟動(dòng)電 話報(bào)警模塊15報(bào)警。
電話報(bào)警模塊15由DSPsl、電話網(wǎng)絡(luò)接口 7 (DAA)及音頻模 數(shù)轉(zhuǎn)換器6 (TLC320AD50C)組成。DAA7用于收發(fā)電話線上的信 號(hào)，DAA7與音頻模數(shù)轉(zhuǎn)換器6連接，通過多通道緩沖串行端口 McBSP使DSPsl可以訪問電話接口，多通道緩沖串行端口在軟件控 制下，可以訪問外設(shè)擴(kuò)展連接器。其處理過程如圖4所示，電話報(bào)警 模塊15收到報(bào)警標(biāo)識(shí)，撥打預(yù)先設(shè)置的電話號(hào)碼。DAA7將電話線 上的響應(yīng)信號(hào)，發(fā)送給音頻AD6。 DSPsl通過音頻AD6所轉(zhuǎn)換的數(shù) 據(jù)判斷對(duì)方接聽狀態(tài)。當(dāng)對(duì)方接聽電話后，通過音頻DA6播放預(yù)先 保存的報(bào)警提示信息。如果對(duì)方未應(yīng)答，則繼續(xù)撥打下一預(yù)置電話號(hào) 碼。
權(quán)利要求
1.一種智能防盜監(jiān)控器由圖像采集模塊(13)、電話報(bào)警模塊(15)組成，其特征在于該防盜報(bào)警裝置包含圖像處理及目標(biāo)檢測(cè)模塊(14)；所述圖像處理及目標(biāo)檢測(cè)模塊(14)通過讀取存儲(chǔ)器中圖像數(shù)據(jù)與背景數(shù)據(jù)比較完成圖像分析處理實(shí)現(xiàn)入侵者檢測(cè)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述圖像處理及目標(biāo)檢測(cè)模塊(14)，其特征 是DSPs (1)以DMA的方式從SDRAM (3)中讀取實(shí)時(shí)圖像數(shù) 據(jù)；DSPs (1)根據(jù)讀取的圖像數(shù)據(jù)求取背景差分圖像，檢測(cè)室內(nèi) 環(huán)境灰度變化；對(duì)所得差分圖像做二值化處理去除由于光線變化及 攝相機(jī)的偶爾顫動(dòng)而對(duì)采集圖像質(zhì)量造成的影響；用所得圖像數(shù)據(jù) 進(jìn)行判斷分析以確定是否有入侵者進(jìn)入室內(nèi)；當(dāng)有入侵者時(shí)，DSPs(1)啟動(dòng)電話報(bào)警模塊(15)報(bào)警。
全文摘要
一種實(shí)時(shí)監(jiān)控自動(dòng)報(bào)警裝置，由圖像采集模塊、圖像處理及目標(biāo)檢測(cè)模塊、電話報(bào)警模塊構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)。采用先進(jìn)的圖像處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)目標(biāo)檢測(cè)。攝像機(jī)采集的室內(nèi)實(shí)時(shí)圖像由FPGA預(yù)處理，F(xiàn)PGA將預(yù)處理過的實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)器。DSPs對(duì)存儲(chǔ)器中實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)分析處理與背景模板圖像比較，監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)目標(biāo)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有入侵者闖入時(shí)發(fā)報(bào)警信號(hào)，撥打報(bào)警電話，利用預(yù)存報(bào)警語音信息通知相關(guān)人員。本發(fā)明通過硬件接口、編程和數(shù)字信號(hào)處理器的軟件實(shí)現(xiàn)入侵者探測(cè)、電話報(bào)警功能。
文檔編號(hào)G08B13/196GK101169891SQ20061013168
公開日2008年4月30日 申請(qǐng)日期2006年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月30日
發(fā)明者武治國 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所