本發(fā)明涉及一種基于嵌入式的智能攝相系統(tǒng)及方法，屬于智能攝像技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著光電圖像傳感器技術(shù)的快速發(fā)展，使得光電圖像傳感器被廣泛應(yīng)用于數(shù)字?jǐn)z影、天文學(xué)，尤其是光學(xué)遙測技術(shù)（photometry）、光學(xué)與頻譜望遠鏡以及高速攝影技術(shù)。

我們生活在一個“變”的世界里，而這些“變”往往是我們不易看到的。例如：橋梁的形變、人的心跳等。生活中的這些無形的變化蘊含著許多信息，而這些信息擁有極大的潛在價值。這些信息可以讓我們更好地認識我們的世界。目前，我們所使用的攝像機僅僅能讓我們觀察到一些宏觀的變化，對于一些微小的細節(jié)往往是不能獲得的，因此對攝像機進行改進，使其能讓我們直接觀察細節(jié)變化是十分必要的。進而分析這些細微的變化，挖掘變化所蘊含的潛在信息。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種基于嵌入式的智能攝相系統(tǒng)及方法，可將采集來的視頻序列信號進行處理，以使細微變化的信號可視化，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于嵌入式的智能攝相系統(tǒng)，包括光電圖像傳感器單元、光信號轉(zhuǎn)換單元、普通視頻處理單元和顯示單元，其中光電圖像傳感器單元與光信號轉(zhuǎn)換單元連接，普通視頻處理單元與顯示單元連接，還包括模式選擇單元和微信號視頻處理單元，其中模式選擇單元分別與光信號轉(zhuǎn)換單元、普通視頻處理單元和微信號視頻處理單元連接，微信號視頻處理單元與顯示單元連接。

所述微信號視頻處理單元的處理方法為，先用金字塔分解對圖像視頻序列進行分解以得到不同頻帶的視頻序列，其次用帶通濾波器對視頻弱信號進行提??；然后將提取的視頻弱信號進行放大處理；最后將放大的視頻弱信號與原采集輸入的視頻信號進行疊加，完成視頻信號的重組，使視頻弱信號可視化。

所述的金字塔為高斯金字塔。

所述帶通濾波器為理想帶通濾波器。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明基于嵌入式系統(tǒng)，可以彌補人眼的缺陷，以觀察到人眼無法看到的事物的變化。本發(fā)明將采集來的視頻序列信號進行處理，可以使細微變化的信號可視化。同時本發(fā)明智能攝像機具有性能高、功能豐富等特點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的原理框圖；

圖2為本發(fā)明的微信號的處理流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及具體的實施例對發(fā)明進行進一步介紹：

參考圖1，本發(fā)明一種基于嵌入式的智能攝相系統(tǒng)，包括光電圖像傳感器單元、光信號轉(zhuǎn)換單元、普通視頻處理單元和顯示單元，其中光電圖像傳感器單元與光信號轉(zhuǎn)換單元連接，普通視頻處理單元與顯示單元連接，還包括模式選擇單元和微信號視頻處理單元，其中模式選擇單元分別與光信號轉(zhuǎn)換單元、普通視頻處理單元和微信號視頻處理單元連接，微信號視頻處理單元與顯示單元連接，這樣可通過模式選擇單元在普通視頻處理單元和微信號視頻處理單元之間轉(zhuǎn)換。

在本發(fā)明中，處理單元主要完成圖像的處理和工作模式的選擇等功能。隨著嵌入式芯片技術(shù)的快速發(fā)展，使得嵌入式芯片種類也越來越多。常用的嵌入式芯片有stm32系列芯片、dsp芯片等。stm32系列芯片片內(nèi)外設(shè)資源豐富、性能高、成本低、功耗低以及控制精度和運算速度都足以滿足本設(shè)計的需求。綜合各方面的因素，本發(fā)明的核心處理器選用stm32f103zet6芯片。顯示單元主要用于對各種視頻圖像的可視化。為提高攝像機顯示效果，選用tft型lcd作為攝像機的顯示單元。tft型lcd包括偏光板、玻璃基板、薄模式晶體管、配向膜、液晶材料、導(dǎo)向板、色濾光板、螢光管等部分。tft-lcd具有安全性和可靠性提高、低功耗、品種多樣，使用方便靈活、維修、更新、升級容易，使用壽命長等特點。

所述微信號視頻處理單元的處理方法為，先用金字塔分解對圖像視頻序列進行分解以得到不同頻帶的視頻序列，其次用帶通濾波器對視頻弱信號進行提取；然后將提取的視頻弱信號進行放大處理；最后將放大的視頻弱信號與原采集輸入的視頻信號進行疊加，完成視頻信號的重組，使視頻弱信號可視化。

具體地，微小弱信號處理方法包括以下步驟：

1）金字塔分解：用金字塔分解對視頻序列進行分解以得到不同頻帶的視頻序列，以便于對各個頻段微變信號的提取。為了加快圖像的處理速度，可加入圖像下采樣過程。常用的圖像金子塔有拉普拉斯金字塔和高斯金字塔。拉普拉斯金字塔是由高斯金字塔演變而來的，而該金字塔不能保證圖像邊緣的平滑性。因此

本技術(shù)：
優(yōu)選高斯金字塔來對視頻序列圖像進行處理。

2）時域濾波：用帶通濾波器對微小弱信號進行提取。常用的帶通濾波器有巴特沃斯帶通濾波器、理想帶通濾波器等。微小異常信號一般是在一個較窄的頻帶內(nèi)變化。因此對于微小視頻弱信號的提取需要一個具有較窄頻帶的濾波器。而理想帶通濾波器能滿足這一特點特性，因此本申請優(yōu)選理想帶通濾波器對視頻弱信號進行提取。

3）弱信號放大：將提取的微小視頻弱信號進行放大處理。由于視頻弱信號是微小的，我們無法直接通過肉眼看到。因此需要將時域濾波環(huán)節(jié)選出來的視頻弱信號進行放大。將提取的視頻弱信號乘以一個放大倍數(shù)，使得視頻弱信號的變化得以增強，進而便于可視化。

4）視頻合成：將放大的微小異常信號與原采集輸入的視頻信號進行疊加，完成視頻信號的重組，使微小弱信號可視化。

本發(fā)明中微小弱信號提取的工作原理是：一幅數(shù)字圖像可以定義為一個二維函數(shù)f(x,y)，其中x和y為空間坐標(biāo)。則視頻序列可以認為二維函數(shù)f(x,y)在時間序列上的集合，即f(x,y,t)。圖像在每一個坐標(biāo)點是以灰度值得形式存儲的，如果在獲得的圖像中前后圖像在相同的位置灰度值沒有發(fā)生改變，則說明視頻中沒有弱信號產(chǎn)生，若視頻中前后圖像在相同位置的灰度值發(fā)生了變化，且我們不能通過肉眼觀察，則表明有弱信號產(chǎn)生。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于嵌入式的智能攝相系統(tǒng)及方法，包括光電圖像傳感器單元、光信號轉(zhuǎn)換單元、普通視頻處理單元和顯示單元，其中光電圖像傳感器單元與光信號轉(zhuǎn)換單元連接，普通視頻處理單元與顯示單元連接，還包括模式選擇單元和微信號視頻處理單元，其中模式選擇單元分別與光信號轉(zhuǎn)換單元、普通視頻處理單元和微信號視頻處理單元連接，微信號視頻處理單元與顯示單元連接；本發(fā)明智能攝像機具有性能高、功能豐富等特點，可以使細微變化的信號可視化，彌補人眼的缺陷，以觀察到人眼無法看到的事物的變化。

技術(shù)研發(fā)人員：敖宇;楊健晟
受保護的技術(shù)使用者：貴州大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.05
技術(shù)公布日：2017.09.22