一种智慧路灯的视频监控图像增强算法的制作方法

1.本发明属于智慧路灯技术领域，具体涉及一种智慧路灯的视频监控图像增强算法。


背景技术：

2.智慧路灯是指通过应用先进、高效、可靠的电力线载波通信技术和无线gprs/cdma通信技术等，实现对路灯的远程集中控制与管理的路灯，智慧路灯具有根据车流量自动调节亮度、远程照明控制、故障主动报警、灯具线缆防盗、远程抄表等功能，能够大幅节省电力资源，提升公共照明管理水平，节省维护成本。
3.现有的智慧路灯在应用时，一般都会在上面固定有摄像头，用于监控记录道路安全，然而现有的摄像头在长期使用时，其镜头容易沾染灰尘，由于摄像头位置一般安装较高，使得清理不便，容易导致拍出的图像不清晰，因此我们提供一种智慧路灯及提高视频图像增强的算法。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种智慧路灯的视频监控图像增强算法，旨在解决现有技术中的摄像头在长期使用时，其镜头容易沾染灰尘，由于摄像头位置一般安装较高，使得清理不便，容易导致拍出的图像不清晰的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种智慧路灯的视频监控图像增强算法，包括：
7.底座，所述底座的顶部固定设置有固定杆；
8.两个支持杆，两个所述支持杆均固定于底座的圆周表面，两个所述支持杆的底部均固定有路灯；
9.摄像机，所述摄像机固定于其中一个支持杆的一侧端，所述摄像机的顶部靠前侧位于镜头处开设有滑孔；
10.清理机构，所述清理机构包括壳体、刮板、半齿条、马达、半齿轮、固定块、弹簧、限位板、t形槽和条形槽，所述壳体固定于摄像机的顶部，所述限位板固定于壳体的上下内壁之间，所述t形槽和条形槽均开设于限位板的顶部，且t形槽于条形槽之间连通，所述刮板设置于摄像机的镜头处，所述半齿条嵌入滑动连接于t形槽内，且半齿条的底部活动贯穿壳体的底部并滑动连接于滑孔内，所述半齿条的底部与刮板的顶部固定，所述固定块固定于半齿条的一侧端并滑动于条形槽内，所述弹簧的一端固定于固定块的顶部，且弹簧的顶部固定于壳体的顶壁，所述马达固定于壳体的一侧壁，所述半齿轮固定于壳体的输出轴，所述半齿轮于半齿条间歇啮合；以及
11.供电机构，所述供电机构用于将太阳能转换为电能并传输至各电器元件。
12.作为本发明一种优选的方案，所述供电机构包括光伏板和锂电池，所述光伏板固定设置于固定杆的顶部，所述锂电池设置于固定杆内，所述光伏板用于将太阳能转化为电
能并传输至锂电池内，所述锂电池与摄像机、马达和两个路灯之间均电性连接。
13.作为本发明一种优选的方案，所述固定杆的圆周表面固定设置有两个广告牌，且两个广告牌基于固定杆对称。
14.作为本发明一种优选的方案，所述弹簧内设置有伸缩杆，所述伸缩杆的一端固定于固定块的顶部，且伸缩杆的另一端与壳体的顶壁固定。
15.作为本发明一种优选的方案，所述底座的顶部固定有四个均匀分布的加强板，四个所述加强板的一侧端均与固定杆的圆周表面固定。
16.作为本发明一种优选的方案，还包括平台端和边缘端，所述平台端和边缘端之间通过通讯网口信号连接，所述平台端设置于室内，所述边缘端设置于摄像机内。
17.作为本发明一种优选的方案，所述平台端内设置有控制模块、特征录入模块、人再识别模块和存储模块，所述控制模块用于控制马达和摄像机的启闭，所述特征录入模块用于录入人脸特征，所述人再识别模块用于进一步识别视频中人脸的头像，所述存储模块用于存储摄像机拍摄的数据；所述边缘端内设置有数据库、采集模块、图像处理模块和储存模块，所述数据库用于接收特征录入模块的数据，形成一个待对比的特征数据库，所述采集模块通过摄像头采集里面行人信息，所述图像处理模块用于对采集模块采集到的图像信息进行压缩、增强、复原、匹配、描述和识别处理，所述存储单元用于对摄像机拍摄的数据进行临时储存。
18.作为本发明一种优选的方案，所述人再识别模块通过计算机视觉技术进一步识别图像或视频中人脸的头像，并进一步做图形处理。
19.作为本发明一种优选的方案，所述平台与边缘端之间还设置有bpdu保护功能。
20.作为本发明一种优选的方案，所述储存单元内还设置有数据加密模块、密匙验证模块以及数据解密模块，所述数据加密模块用于进一步对储存单元内数据进行加密，所述密匙验证模块用于对用户进行身份的验证，所述数据解密模块用于在密匙验证模块验证完成后对数据进行解密，方可进行传输或者查看。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
22.1、本方案中通过设有的清理机构，在摄像机长时间使用后，通过启动马达，其输出轴带动半齿轮转动，使得半齿轮与半齿条间歇啮合，使得半齿条的向下移动，并带动刮板向下移动，将摄像机的镜头刮干净，使得摄像机在拍摄时图像更加清晰；同时半齿条通过固定块带动弹簧的一端拉伸，使得弹簧具有弹性，在半齿轮持续转动，与半齿条不啮合时，此时通过弹簧自身的弹性使得半齿条复位，从而使得刮板复位，如此循环，使得刮板能够上下移动将摄像机的镜头清理干净，本装置操作方便，构思巧妙，能够有效保持摄像机持续拍摄清晰画面，实用性更强。
23.2、本方案中通过设置有人再识别模块，摄像机采集到图像或者视频时，通过人再识别模块基于计算机视觉技术进一步识别图像或视频中人脸的头像，并进一步做图形处理，通过与录入的特征进行对比修复，使得图像能够呈现的更加清楚。
附图说明
24.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
25.图1为本发明中的第一立体图；
26.图2为本发明中壳体处的局部剖视图；
27.图3为本发明中图2中a处的局部放大图；
28.图4为本发明中的清理机构处的局部爆炸图；
29.图5为本发明中的第二立体图；
30.图6为本发明中图像交互的流程框图；
31.图7为本发明中人再识别处的流程框图；
32.图8为本发明中储存单元处的功能框图；
33.图9为本发明中通讯网口处的功能框图。
34.图中：1、底座；1001、加强板；2、固定杆；3、广告牌；4、支持杆；5、路灯；6、摄像机；601、滑孔；7、壳体；8、光伏板；9、刮板；901、半齿条；10、马达；11、半齿轮；12、固定块；13、弹簧；14、限位板；141、t形槽；142、条形槽。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.实施例1
37.请参阅图1-5，本发明提供以下技术方案：
38.一种智慧路灯的视频监控图像增强算法，包括：
39.底座1，底座1的顶部固定设置有固定杆2；
40.两个支持杆4，两个支持杆4均固定于底座1的圆周表面，两个支持杆4的底部均固定有路灯5；
41.摄像机6，摄像机6固定于其中一个支持杆4的一侧端，摄像机6的顶部靠前侧位于镜头处开设有滑孔601；
42.清理机构，清理机构包括壳体7、刮板9、半齿条901、马达10、半齿轮11、固定块12、弹簧13、限位板14、t形槽141和条形槽142，壳体7固定于摄像机6的顶部，限位板14固定于壳体7的上下内壁之间，t形槽141和条形槽142均开设于限位板14的顶部，且t形槽141于条形槽142之间连通，刮板9设置于摄像机6的镜头处，半齿条901嵌入滑动连接于t形槽141内，且半齿条901的底部活动贯穿壳体7的底部并滑动连接于滑孔601内，半齿条901的底部与刮板9的顶部固定，固定块12固定于半齿条901的一侧端并滑动于条形槽142内，弹簧13的一端固定于固定块12的顶部，且弹簧13的顶部固定于壳体7的顶壁，马达10固定于壳体7的一侧壁，半齿轮11固定于壳体7的输出轴，半齿轮11于半齿条901间歇啮合；以及
43.供电机构，供电机构用于将太阳能转换为电能并传输至各电器元件。
44.在本发明的具体实施例中，本装置中，底座1通过螺栓固定于地面以支撑固定杆2，通过多个加强板1001的设置，进一步加强底座1与固定杆2之间的连接，使得两者之间固定更牢固，两个支持杆4用于支撑路灯5与摄像机6，两个支持杆4基于固定杆2左右对称，使得两个路灯5照明时更加明亮。通过供电机构中的光伏板8收集太阳能，并将太阳能转化为电
能存储于锂电池中，以供路灯5与摄像机6使用，使得本装置无需外界电源，安装位置方便选择，更加便捷，摄像机6用于对道路进行拍摄，通过设有的清理机构，在摄像机6长时间使用后，通过启动马达10，其输出轴带动半齿轮11转动，优选的，马达10输出轴的另一端与壳体7的侧壁转动连接，从而使得马达10带动半齿轮11转动时更加稳定；由于半齿轮11与半齿条901间歇啮合，使得半齿条901的向下移动并在t形槽141内滑动，半齿条901上侧轮齿位于其靠近半齿轮11的一端上部，使得半齿条901在滑孔601内滑动时不会被其上的轮齿阻挡，半齿条901嵌入t形槽141内，半齿条901上的轮齿位于t形槽141的开口处，使得半齿条901能够更好地与半齿轮11啮合的同时，其位置被t形槽141限定住，只能做上下直线运动；半齿条901带动刮板9向下移动，刮板9与摄像机6镜面贴合，从而能够将摄像机6的镜头刮干净，使得摄像机6在拍摄时图像更加清晰；同时半齿条901通过固定块12带动弹簧13的一端拉伸，同时固定块12在条形槽142内滑动，使得弹簧13具有弹性，在半齿轮11持续转动，与半齿条901不啮合时，此时通过弹簧13自身的弹性使得半齿条901复位，从而使得刮板9复位，如此循环，使得刮板9能够上下移动将摄像机6的镜头清理干净，壳体7底部与滑孔601接触处设有防水垫，能够有效防止壳体7内进水，使得马达10不易损坏；本装置操作方便，构思巧妙，能够有效保持摄像机6持续拍摄清晰画面，实用性更强。需要进行说明的是：具体使用何种型号的光伏板8、马达10和锂电池由熟悉本领域的相关技术人员自行选择，且以上关于光伏板8、马达10和锂电池等均属于现有技术，本方案不做赘述。
45.具体的请参阅图1，固定杆2的圆周表面固定设置有两个广告牌3，且两个广告牌3基于固定杆2对称；通过广告牌3可以进行广告页的放置，使得本装置功能性更强。
46.具体的请参阅图4，弹簧13内设置有伸缩杆，伸缩杆的一端固定于固定块12的顶部，且伸缩杆的另一端与壳体7的顶壁固定；通过伸缩杆的设置，使得弹簧13在被拉伸或者通过自身的弹性恢复时，不易发生弹性形变，使用效果更好。
47.具体的请参阅图6-9，还包括平台端和边缘端，平台端和边缘端之间通过通讯网口信号连接，平台端设置于室内，边缘端设置于摄像机6内；平台端内设置有控制模块、特征录入模块、人再识别模块和存储模块，控制模块用于控制马达10和摄像机6的启闭，特征录入模块用于录入人脸特征，人再识别模块用于进一步识别视频中人脸的头像，存储模块用于存储摄像机6拍摄的数据；边缘端内设置有数据库、采集模块、图像处理模块和储存模块，数据库用于接收特征录入模块的数据，形成一个待对比的特征数据库，采集模块通过摄像头采集里面行人信息，图像处理模块用于对采集模块采集到的图像信息进行压缩、增强、复原、匹配、描述和识别处理，存储单元用于对摄像机6拍摄的数据进行临时储存。
48.本实施例中：本装置在摄像机6拍摄到视频后，边缘端将视频信息通过通讯网口传输至平台端，并通过存储模块进行存储，同时备份在储存单元，防止平台端断电后无法接收，造成图像和视频数据的丢失，因此在储存单元还设有数据加密模块、密匙验证模块以及数据解密模块，数据加密模块用于进一步对储存单元内数据进行加密，密匙验证模块用于对用户进行身份的验证，数据解密模块用于在密匙验证模块验证完成后对数据进行解密，方可进行传输或者查看；同属解密后可访问经授权的数据，这个授权只是授权给这一个使用方的，其他使用方未经授权依然无法访问这个数据；储存单元通过tf卡进行数据的存储，tf卡可根据实际需求选用不同大小的容量，例如选择128g或者256tf卡；摄像机6通过采集模块进行进行视频的摄录，然后将信息传输至图像处理模块，图像处理模块应用图像处理
技术对图像进行分析，进行压缩、增强、复原、匹配、描述和识别处理；首先视频图像变换处理，由于图像阵列很大，直接在空间域中进行处理，涉及计算量很大，因此其通过沃尔什变换间接处理技术将空间域的处理转换为变换域处理，不仅可减少计算量，而且可获得更有效的处理，使得视频图像处理效率更高效；接着进行视频图像编码压缩处理，以减少描述图像的数据量，节省图像传输、处理时间和减少所占用的存储器容量；接着进行视频图像增强和复原；去除除噪声，提高图像的清晰度；图像匹配是将视频中有意义的特征部分提取出来，其有意义的特征基于视频中图像的边缘、区域等，进一步进行图像识别、分析和理解的基础，能够更好地识别图像；图像描述通过对图像中的物进行三维物体描述，使得其更加清晰，图像识别基于上述步骤，进行更好的识别，能够将特征进行区别，分类查看；同时图像处理基于数据库内存储的数据，数据库内存储的数据来自平台端内特征录入模块的录入，特征录入模块录入大量人脸五官特征，以实现重新组合排列，并其将其传输至数据库，使得边缘端中采集模块在采集信息时，即摄像时，能够通过图像处理模块有效分辨处人脸的特征，由于拍摄的距离、角度以及能见度的不同，使得拍摄的画面及人脸的特征具有低层和高层的区别；通过平台端内设有的人再识别模块，其应用计算机视觉技术进一步识别图像或视频中人脸的头像，并进一步做图形处理，通过与录入的特征进行对比修复，使得图像能够呈现的更加清楚；其对边缘端传输的数据进行分析，由于拍摄的原因，使得视频中图像具有低分辨率特征和高分辨率特征，分别对应拍摄时产生低层和高层，在录入的多个特征中，将同一个行人的高低分辨率的特征映射到录入的多个特征中，然后进行匹配，将低分辨率的特征映射成高分辨率的特征，其通过机器学习技术在录入的特征中进行寻找，重新组织已有的特征结构，然后基于深度学习技术中的多层处理，将初始的“低层”特征表示转化为“高层”特征后，进而得到相同分辨率的行人图像，然后利用超分辨率行人图像进行行人重识别，进行部分信息的恢复，得到高清图像，通过与摄像机6上清理机构的配合，能够有效增加摄像机6拍摄画面后行人图像的清晰度，能够更好地保障道路的安全性，记录道路信息；控制模块用于控制路灯5和马达10的启闭，能够有效管理照明时间，减少电能的损耗，同时控制马达10能够有效地清洁摄像机6的镜面，使得拍摄画面更加清晰。
49.在人再识别模块对图像进行直方图均衡化处理，保证在图像像素映射过程中原来的大小关系保持不变，较亮的区域依旧较亮，较暗的依旧较暗，增加对比度，不会明暗颠倒，其映射方法为如下：
50.其中，n是图像中像素的总和，nk是当前灰度级的像素个数，l是图像中可能的灰度级总数；利用对比度拉伸对直方图进行调整，扩大前景和背景灰度的差别，能够清楚的识别到人脸。
51.优选的，通讯网口用于平台端与边缘端之间的信号连接，其为4g、5g或者无线局域网中的一种或多种组成，使得台端与边缘端之间信号连接更加稳定。
52.具体的请参阅图6，平台与边缘端之间还设置有bpdu保护功能；既能够使该端口快速迁移到转发状态，也可以保证网络的安全。
53.本发明的工作原理及使用流程：本装置使用时，通过两个路灯5照明道路，通过摄
像机6进行拍摄，通过供电机构中的光伏板8收集太阳能，并将太阳能转化为电能存储于锂电池中，以供路灯5与摄像机6使用，在摄像机6长时间使用后，通过启动马达10，其输出轴带动半齿轮11转动，从而使得马达10带动半齿轮11转动时更加稳定；由于半齿轮11与半齿条901间歇啮合，使得半齿条901的向下移动并在t形槽141内滑动，半齿条901带动刮板9向下移动，刮板9与摄像机6镜面贴合，从而能够将摄像机6的镜头刮干净，使得摄像机6在拍摄时图像更加清晰；同时半齿条901通过固定块12带动弹簧13的一端拉伸，同时固定块12在条形槽142内滑动，使得弹簧13具有弹性，在半齿轮11持续转动，与半齿条901不啮合时，此时通过弹簧13自身的弹性使得半齿条901复位，从而使得刮板9复位，如此循环，使得刮板9能够上下移动将摄像机6的镜头清理干净；本装置操作方便，构思巧妙，能够有效保持摄像机6持续拍摄清晰画面，具有广阔的应用前景。
54.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。