[发明专利]一种光纤模分复用实时视频传输的光子围栏系统

权利要求书

1.一种光纤模分复用实时视频传输的光子围栏系统，其特征在于，包括光纤模分复用模块、数据处理发送模块以及光子围栏子系统，所述光子围栏子系统包括数据分离恢复模块、控制终端、模分复用光纤以及光环形器模块；所述数据处理发送模块和光纤模分复用模块一一对应连接，所述光纤模分复用模块分别接入光子围栏子系统的模分复用光纤，所述光环形器模块的三个端口分别与数据分离恢复模块、控制终端以及光子围栏子系统的模分复用光纤连接；所述数据分离恢复模块还与控制终端连接；

所述数据处理发送模块用于采集视频信号并经过处理以电信号的形式发送至光纤模分复用模块，经过光纤模分复用模块的电光转换、模式转换和模分复用以高阶模光信号的形式进入光子围栏子系统的模分复用光纤；所述控制终端通过光环形器模块向光子围栏子系统的模分复用光纤注入基模光信号，注入的基模光信号用于感知外界的入侵事件并通过其瑞利散射光传输传感信号；所述光子围栏子系统的模分复用光纤中的视频信号和传感信号经过光环形器模块进入数据分离恢复模块，经过数据分离恢复模块的分离和恢复以电信号的形式发送至控制终端进行分屏显示。

2.根据权利要求1所述的一种光纤模分复用实时视频传输的光子围栏系统，其特征在于，所述数据处理发送模块包括第一FPGA芯片；所述第一FPGA芯片上连接有光敏模块、缓存芯片和高清摄像头；

所述光敏模块用于获取监测区域的光强信息并发送至第一FPGA芯片，所述第一FPGA芯片用于通过光强信息控制高清摄像头的采集模式；

所述高清摄像头用于采集视频信号并以并行数字信号的形式发送至第一FPGA芯片，经过第一FPGA芯片进行信道编码后通过内置吉比特发送器以高速数据流电信号的形式发送至光纤模分复用模块。

3.根据权利要求2所述的一种光纤模分复用实时视频传输的光子围栏系统，其特征在于，所述控制高清摄像头的采集模式包括：

当光强信息大于等于预设的光强阈值，则判定处于正常光环境，此时高清摄像头的采集模式为16bit RGB彩色采样；

当光强信息小于预设的光强阈值，则判定处于微光环境，此时高清摄像头的采集模式为8bit YUV灰度采样；

所述灰度采样的视频信号存储于缓存芯片中，并通过第一FPGA芯片内置的数字信号处理模块进行图像处理。

4.根据权利要求3所述的一种光纤模分复用实时视频传输的光子围栏系统，其特征在于，所述图像处理包括：采用高数据吞吐量的PING-PANG缓冲机制对视频信号进行流水线式算法处理，所述算法处理包括：

运动目标检测：通过帧间差分法检测视频信号的帧图像是否出现运动目标；

图像降噪：通过平滑滤波的方式对出现运动目标的帧图像进行降噪处理；通过锐化滤波的方式对未出现运动目标的帧图像进行降噪处理；

图像增强：通过基于拉普拉斯变换的图像增强算法对降噪处理后的帧图像进行增强处理，包括使用拉普拉斯算子对降噪处理后的帧图像进行处理，产生描述灰度突变的拉普拉斯图像，再将拉普拉斯图像与原始的降噪处理后的帧图像进行叠加产生增强图像。

5.根据权利要求2所述的一种光纤模分复用实时视频传输的光子围栏系统，其特征在于，针对普通监测区域的数据处理发送模块其高清摄像头为单个，所述数据处理发送模块连接的光纤模分复用模块包括电光转换电路和模式选择耦合器；针对重点监测区域的数据处理发送模块其高清摄像头为多个，所述数据处理发送模块连接的光纤模分复用模块包括电光转换电路和光子灯笼；

所述电光转换电路用于将数据处理发送模块输出的的视频信号转化成基模光信号，所述模式选择耦合器用于将单个高清摄像头对应的基模光信号转化成高阶模光信号；所述光子灯笼用于将多个高清摄像头对应的多路基模光信号转化成单路的多个不同的高阶模光信号。