CN208424534U - 成像仪的机芯组件及成像仪 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种成像仪的机芯组件及成像仪，用以解决现有红外热像仪因分辨率低，在强光照场景下成像质量不佳的技术问题。该成像仪的机芯组件包括：图像处理模块，与图像处理模块连接的图像采集模块，以及与图像处理模块连接的图像输出模块，其中，图像采集模块包括可见光成像器和红外探测器；图像处理模块用于，处理图像采集模块采集到的图像信号，并将图像处理结果通过图像输出模块输出。
Description
技术领域
本公开涉及光学成像技术领域，具体地，涉及一种成像仪的机芯组件及成像仪。
背景技术
红外热像仪可以利用红外探测器和光学成像物镜接收被测目标的红外辐射能量，从而将不可见的红外能量转变为可视的红外热像图。随着电子技术和市场需求的发展，红外热像仪大多采用FPGA+DSP处理***或FPGA+“软核”的处理***，并在图像融合、成像的质量、显示的方式、存储及交互控制等方面进行了广泛的扩展。然而，现有红外热像仪在红外成像质量、图像处理速度、***功耗等方面仍然存在着很多不足，例如红外热像仪的最高分辨率为30万像素左右，在一些强光照场景下无法获取清晰的成像。
实用新型内容
本公开的目的是提供一种成像仪的机芯组件及成像仪，用以解决现有红外热像仪因分辨率低，在强光照场景下成像质量不佳的技术问题。
为了实现上述目的，本公开实施例的第一方面，提供一种成像仪的机芯组件，包括：
图像处理模块，与所述图像处理模块连接的图像采集模块，以及与所述图像处理模块连接的图像输出模块，其中，所述图像采集模块包括可见光成像器和红外探测器；
所述图像处理模块用于，处理所述图像采集模块采集到的图像信号，并将图像处理结果通过所述图像输出模块输出。
可选地，所述图像采集模块包括编解码芯片，所述可见光成像器通过所述编解码芯片与所述图像处理模块连接。
可选地，所述图像采集模块包括信号调理装置，所述红外探测器通过所述信号调理装置与所述图像处理模块连接。
可选地，所述图像处理模块包括***级芯片SoC，所述SoC集成有FPGA子模块和ARM子模块，用于同步所述红外探测器以及所述可见光成像器分别采集到的图像信号的时序，并对所述图像信号进行预处理。
可选地，所述SoC集成有目标识别及跟踪算法，所述预处理包括对目标物体进行识别并跟踪。
可选地，所述图像输出模块用于，在所述图像处理模块对所述图像信号进行预处理之后，输出视频数据，所述视频数据类型包括以下至少一种：
LVDS制式数字视频、HDMI制式高清视频、PAL制式模拟视频。
可选地，所述图像处理模块还包括预置芯片，所述预置芯片用于接收所述SoC压缩发送的视频数据，并将所述视频数据二次处理之后存储至存储器中。
可选地，所述图像输出模块用于，在所述图像处理模块对所述视频数据进行所述二次处理之后，输出网络图像。
可选地，所述可见光成像器为高清可见光相机。
本公开实施例的第二方面，提供一种成像仪，该成像仪包括本公开实施例的第一方面所提供的成像仪的机芯组件。
根据上述技术方案，成像仪的机芯组件包括图像处理模块、图像采集模块以及图像输出模块，图像处理模块用于，处理图像采集模块采集到的图像信号，并将图像处理结果通过图像输出模块输出。与现有红外热像仪的机芯组件相比，本公开所提供的机芯组件的图像采集模块同时集成了可见光成像器和红外探测器，在强光照条件下可见光成像器可以辅助红外探测器获取清晰的图像信息，提高了成像仪的成像质量，使成像仪的应用场景更加广泛。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是根据一示例性实施例示出的一种成像仪的机芯组件的框图；
图2是根据另一示例性实施例示出的一种成像仪的机芯组件的框图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
图1是根据一示例性实施例示出的一种成像仪的机芯组件10的框图，如图1所示，该机芯组件10包括：图像处理模块12，与图像处理模块12连接的图像采集模块11，以及与图像处理模块12连接的图像输出模块13，图像处理模块12用于，处理图像采集模块11采集到的图像信号，并将图像处理结果通过图像输出模块13输出。
示例地，图像采集模块11包括可见光成像器111和红外探测器112，其中，可见光成像器111可以是分辨率为1080P的高清可见光相机，与红外探测器112协同作用，利用镜头聚焦采集目标物体的图像信号，并通过图像处理模块12以及图像输出模块13将图像信号处理分析后输出到显示终端。
采用本公开实施例提供的机芯组件，图像采集模块同时集成了可见光成像器和红外探测器，在强光照条件下可见光成像器可以辅助红外探测器获取清晰的图像信息，解决了红外热像仪的单红外成像摄像头在强光照条件下成像不清晰的技术问题，提高了成像仪的成像质量，使成像仪的应用场景更加广泛。
图2是根据一示例性实施例示出的一种成像仪的机芯组件10的框图，如图2所示，图像采集模块11包括编解码芯片113以及信号调理装置114，可见光成像器111通过编解码芯片113与图像处理模块12连接，红外探测器112通过信号调理装置114与图像处理模块12连接。其中，信号调理装置114包括模拟信号跟随运放、差分放大运放以及模数转换运放。
具体地，可见光成像器111采用分辨率为1080P高清可见光相机，可以将采集到的图像信息以LVDS(Low Voltage Differential Signaling，低压差分信号技术接口)信号输出，经过编解码芯片113处理后可以将LVDS信号转换为Bt1120信号，然后将该Bt1120信号输入到图像处理模块12进行图像的预处理。对于红外探测器112，在采集图像信号之后输出模拟信号，将该模拟信号输入模拟信号跟随运放，然后由差分放大运放将单端信号转为差分输出以抑制信号的共模噪声，再通过模数转换运放将模拟信号转换为数字信号输入到图像处理模块12进行图像的预处理。
现有红外热像仪大多采用FPGA+DSP处理***或FPGA+“软核”的处理***，前者数据处理能力强，但集成度低功耗大，后者体积小功耗低，但由于处理器性能的限制，***在视频数据的网络传输以及图像压缩等高性能需求方面仍存在不足。
为改进上述问题，在一种可能的实施方式中，结合FPGA+DSP处理***和FPGA+“软核”的处理***的优点，本公开实施例提供的图像处理模块12包括***级芯片SoC 121，SoC121中集成有FPGA子模块和ARM子模块，用于在检测到可见光成像器111输入的Bt1120信号和红外探测器112输入的数字信号时，完成两路图像信号时序的同步以及驱动控制的同步，并对图像信号进行预处理操作。其中，图像预处理操作包括红外图像的非均匀校正、算法级调光、坏元替代、叠加十字光标等。在图像处理模块12对图像信号进行预处理之后，可以通过图像输出模块13的接口板输出视频数据，该视频数据类型包括以下至少一种：LVDS制式数字视频、HDMI制式高清视频、PAL制式模拟视频。
本公开实施例所提供的机芯组件10的图像处理模块12还包括预置芯片122，该预置芯片122作为图像处理模块12的核心处理器，用于接收SoC 121压缩发送的视频数据，并将视频数据进行二次处理后存储至存储器15中。
示例地，预置芯片122的型号可以是Hi3516，芯片Hi3516内集成有智能分析加速引擎，支持3D去噪、图像增强、边缘增强等图像处理功能，在满足用户对产品功能、性能、图像质量要求的同时，降低了EBOM(Engineering BOM，工程BOM)成本。SoC 121将经过压缩处理后的LVDS视频数据发送给芯片Hi3516，在芯片Hi3516对视频数据进行二次处理之后，可以完成H.264图像的压缩工作，并将H.264图像存储至存储器15中，同时还可以通过接口板上的网络接口输出网络图像。
可选地，SoC 121中集成有目标识别及跟踪算法，图像信号的预处理操作包括对目标物体进行识别并跟踪。
上述公开实施例的视频数据由DDR(Double Data Rate，双倍速率同步动态随机存储器)进行缓存，内核和程序代码存储于串行flash中，***可以实现机芯上电自启动。此外，接口板上还包括串口14，用于与外界进行交互控制，机芯组件10还包括供电***，用于为整个组件提供电源。
根据本公开实施例提供的机芯组件，图像处理模块包括片上***SoC以及预置芯片，可以实现红外及可见光双光成像、目标识别及跟踪、视频数据压缩存储、网络传输及外部交互控制等功能。预置芯片采用芯片Hi3516，该芯片集成度高、图像处理速度快、功能强大，且***电路简单，在保证***实时性工作的同时，提高了成像仪的成像质量，使成像仪的应用场景更加广泛。
本公开还提供一种成像仪，该成像仪包括上述各个实施例所提供的成像仪的机芯组件。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (10)
1.一种成像仪的机芯组件，其特征在于，包括：
图像处理模块，与所述图像处理模块连接的图像采集模块，以及与所述图像处理模块连接的图像输出模块，其中，所述图像采集模块包括可见光成像器和红外探测器；
所述图像处理模块用于，处理所述图像采集模块采集到的图像信号，并将图像处理结果通过所述图像输出模块输出。
2.根据权利要求1所述的成像仪的机芯组件，其特征在于，所述图像采集模块包括编解码芯片，所述可见光成像器通过所述编解码芯片与所述图像处理模块连接。
3.根据权利要求2所述的成像仪的机芯组件，其特征在于，所述图像采集模块包括信号调理装置，所述红外探测器通过所述信号调理装置与所述图像处理模块连接。
4.根据权利要求3所述的成像仪的机芯组件，其特征在于，所述图像处理模块包括***级芯片SoC，所述SoC集成有FPGA子模块和ARM子模块，用于同步所述红外探测器以及所述可见光成像器分别采集到的图像信号的时序，并对所述图像信号进行预处理。
5.根据权利要求4所述的成像仪的机芯组件，其特征在于，所述SoC集成有目标识别及跟踪算法，所述预处理包括对目标物体进行识别并跟踪。
6.根据权利要求4所述的成像仪的机芯组件，其特征在于，所述图像输出模块用于，在所述图像处理模块对所述图像信号进行预处理之后，输出视频数据，所述视频数据类型包括以下至少一种：
LVDS制式数字视频、HDMI制式高清视频、PAL制式模拟视频。
7.根据权利要求4所述的成像仪的机芯组件，其特征在于，所述图像处理模块还包括预置芯片，所述预置芯片用于接收所述SoC压缩发送的视频数据，并将所述视频数据二次处理之后存储至存储器中。
8.根据权利要求7所述的成像仪的机芯组件，其特征在于，所述图像输出模块用于，在所述图像处理模块对所述视频数据进行所述二次处理之后，输出网络图像。
9.根据权利要求1或2所述的成像仪的机芯组件，其特征在于，所述可见光成像器为高清可见光相机。
10.一种成像仪，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的成像仪的机芯组件。
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|---|---|---|---|---|
| CN109871813A (zh) * | 2019-02-25 | 2019-06-11 | 沈阳上博智像科技有限公司 | 一种实时图像跟踪方法及*** |
| CN110415267A (zh) * | 2019-08-15 | 2019-11-05 | 利卓创新（北京）科技有限公司 | 一种低功耗在线热红外目标识别装置及工作方法 |
| CN112197868A (zh) * | 2020-10-12 | 2021-01-08 | 上海扬灵能源科技有限公司 | 基于fpga的多传感器识别的红热像仪***和方法 |
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