对时空信号进行编码的方法和装置的制造方法_2

文档序号:9914765阅读:来源:国知局
区域中的各空间位置的稀疏模式都可被相应的滤波器捕捉到;多个滤波器在空间尺度覆盖上采用多级冗余设计,不同级别的滤波器对相应空间尺度的空间稀疏性敏感,多级滤波器配合实现对监测区域中的任意尺度稀疏性的有效捕捉;
[0027]所述滤波器按照设定的滤波函数对来自信号累积器的信号累积强度值进行变换,获得一个与局部空间位置内信号分布相关的变换系数,当变换系数超过设定阈值时,则所述滤波器输出一个脉冲信号,所述脉冲信号携带脉冲强度,该脉冲强度和累积信号强度值有对应关系;
[0028]所述滤波器输出脉冲信号后,对所述滤波器的所有输入累积器进行清零复位。
[0029]进一步地,所述的滤波器为二值滤波器,所述滤波函数为阈值函数;
[0030]当输入二值滤波器的输入累积器只有一个时,若累积器输入的累积信号强度值超过指定阈值时,则所述二值滤波器输出一个脉冲信号,否则不输出脉冲信号;
[0031]当输入二值滤波器的输入累积器有多个时,则所述二值滤波器对多个累积器输入的累积信号强度值进行简单累加或按照一定规则进行加权累加和滤波变换,若变换结果超过指定阈值,则所述二值滤波器输出一个脉冲信号,否则不输出脉冲信号。
[0032]进一步地,所述的方法还包括:
[0033]采用高频时钟对所述滤波器的脉冲输出进行时域离散表示,使得滤波器脉冲输出只在等间隔的时刻发生,同一时刻所有滤波器输出的变换系数组成一个稀疏阵列,该时刻没有输出的滤波器对应的变换系数为0,所述稀疏阵列按照等时间间隔顺序排列成变换系数阵列,作为对所监测区域时空信号的一种表达。
[0034]进一步地,所述的方法还包括:
[0035]所述二值滤波器的输出脉冲用二进制数字表示,当滤波器输出脉冲时,用I表示,否则用O表不;同一时刻有脉冲发放的滤波器输出I,没有输出的滤波器输出O,同一时刻的所有这些输出按照滤波器阵列构成一个二值稀疏阵列,各时刻的二值系数阵列按照时钟规定的等时间间隔顺序排列成为二值稀疏序列阵列,作为对监测区域时空信号的一种二进制表达;
[0036]进一步地,所述的方法还包括:
[0037]所述采集器、累积器和滤波器按照一对一形式构成采集-累积-变换三元组,即每个信息采集器都只输出到一个信号累积器,每个信号累积器只输出到一个滤波器,该信号累积器输出端的信号强度代表了过去一段时间信号采集器到的信号强度的累计值,当该信号强度超过指定阈值时,滤波器发放一个脉冲,并用二进制I表示;通过这种方式,该采集器对应局部空间位置的动态信号被转化为一个I间歇式出现的二进制序列,序列中的两个I之间的时间间隔,表示累积后一个I所需要的时间;全I的二进制序列表示相应信号采集器对应局部空间位置的信号一直处于最高强度状态;
[0038]所有采集器-信号累积器-滤波器组产生的二进制序列按照对应局部空间位置排列成二进制序列阵列,作为对监测区域时空信号的一种二进制表达。
[0039]进一步地,时刻to的重构图像为I在位置(i,j)的像素值,为相应二进制序列在过去的A t内出现的I的个数,其中△ t为根据需要设定。
[0040]进一步地,所述的方法还包括:对所述二进制序列,根据所述二进制序列前后的统计相关性用更少的比特进行紧凑表示。
[0041 ] 进一步地,所述的方法还包括:对所述二进制序列阵列,根据空间上相邻和相近序列之间的统计相关性进行再编码。
[0042]进一步地,所述的方法还包括:根据紧凑比特流生成过程的逆过程恢复所述二进制序列阵列。
[0043]根据本发明的另一个方面,提供了一种对时空信号进行编码的装置,包括:信号采集器、信号累积器和滤波器;
[0044]所述的信号采集器,用于采集监测区域中的各局部空间位置的时空信号,将所述的时空信号传输给所述信号累积器;
[0045]所述的信号累积器,用于对局部空间位置的时空信号按照时间进行累积,得到信号累积强度值,将所述的信号累积强度值传输给所述的滤波器;
[0046]所述的滤波器,用于对所述信号累积强度值进行变换,在变换结果超过特定阈值时,输出一个脉冲信号;
[0047]将所述局部空间位置对应的脉冲信号按照时间先后排列成序列,得到表达所述局部空间位置信号及其变化过程的脉冲序列;将所有局部空间位置的脉冲序列按照空间位置相互关系排列成脉冲序列阵列,作为对所述监测区域的动态时空信号的一种编码。
[0048]进一步地,所述的信号采集器,具体用于从指定的局部空间位置采集时空信号,生成脉冲序列,完成时域采样;多个信号采集器排列成阵列互相配合,覆盖整个监测区域,完成对监测区域的空域采样;
[0049]所述时空信号为光信号,所述信号采集器为光敏器件,实现光电转换,其输出端的电信号强度与采集的光强正相关;将一个信号采集器和一个或多个信号累积器连接,将信号强度值传递给其所连接的信号累积器;
[0050]所述的信号累积器,用于对在过去一个时段内的信号进行累积,其输出端为累积信号强度;将一个信号累积器和一个滤波器连接,将所述信号累积强度值传递给其连接的滤波器。
[0051 ]进一步地,所述的滤波器,用于根据滤波器需要捕捉的空间位置的稀疏性而设定,滤波器需要捕捉的空间位置的稀疏性根据该滤波器关联的信号采集器所负责采集信号的局部空间范围而确定;通过冗余设计用多个滤波器覆盖监测区域,所述监测区域中的各空间位置的稀疏模式都可被相应的滤波器捕捉到;多个滤波器在空间尺度覆盖上采用多级冗余设计,不同级别的滤波器对相应空间尺度的空间稀疏性敏感,多级滤波器配合实现对监测区域中的任意尺度稀疏性的有效捕捉;
[0052]按照设定的滤波函数对来自信号累积器的信号累积强度值进行变换,获得一个与局部空间位置内信号分布相关的变换系数,当变换系数超过设定阈值时,则所述滤波器输出一个脉冲信号,所述脉冲信号携带脉冲强度,该脉冲强度和累积信号强度值有对应关系;
[0053]所述滤波器输出脉冲信号后,对所述滤波器的所有输入信号累积器进行清零复位。
[0054]进一步地,所述的滤波器为二值滤波器,所述滤波函数为阈值函数;
[0055]当输入二值滤波器的输入累积器只有一个时,若累积器输入的累积信号强度值超过指定阈值时,则所述二值滤波器输出一个脉冲信号,否则不输出脉冲信号;
[0056]当输入二值滤波器的输入累积器有多个时,则所述二值滤波器对多个累积器输入的累积信号强度值进行简单累加或按照一定规则进行加权累加和滤波变换,若变换结果超过指定阈值,则所述二值滤波器输出一个脉冲信号,否则不输出脉冲信号。
[0057]进一步地,采用高频时钟对所述滤波器的脉冲输出进行时域离散表示,使得滤波器脉冲输出只在等间隔的时刻发生,同一时刻所有滤波器输出的变换系数组成一个稀疏阵列,该时刻没有输出的滤波器对应的变换系数为O,所述稀疏阵列按照等时间间隔顺序排列成变换系数阵列,作为对所监测区域时空信号的一种表达。
[0058]进一步地,所述二值滤波器的输出脉冲用二进制数字表示,当滤波器输出脉冲时,用I表示,否则用O表示;同一时刻有脉冲发放的滤波器输出I,没有输出的滤波器输出0,同一时刻的所有这些输出按照滤波器阵列构成一个二值稀疏阵列,各时刻的二值系数阵列按照时钟规定的等时间间隔顺序排列成为二值稀疏序列阵列,作为对监测区域时空信号的一种二进制表达。
[0059]进一步地,所述采集器、累积器和滤波器按照一对一形式构成采集-累积-变换三元组,即每个信息采集器都只输出到一个信号累积器,每个信号累积器只输出到一个滤波器,该信号累积器输出端的信号强度代表了过去一段时间信号采集器到的信号强度的累计值,当该信号强度超过指定阈值时,滤波器发放一个脉冲,并用二进制I表示;通过这种方式,该采集器对应局部空间位置的动态信号被转化为一个I间歇式出现的二进制序列,序列中的两个I之间的时间间隔,表示累积后一个I所需要的时间;全I的二进制序列表示相应信号采集器对应的局部空间位置的信号一直处于最高强度状态;
[0060]所有采集-累积-变换三元组产生的二进制序列按照对应局部空间位置排列成二进制序列阵列,作为对监测区域时空信号的一种二进制表达。
[0061]进一步地,所述采集器为光敏器件,所有采集器排列成感光阵列,所述累积器为具有时积功能的光点转换电路,所述滤波器为二值脉冲滤波器,累积器和滤波器组成时滞二值脉冲滤波器,所述装置为新型摄像装置,其中的成像单元独立工作,在收集的光强达到阈值时通过输出一个脉冲来表示对应局部空间位置的信号强度。
[0062]进一步地,所述滤波器的工作频率高于1000Hz。
[0063]进一步地,所述采集器为高灵敏度光敏器件,所述累积器为高灵敏度转换器件,所述采集器和所述累积器配合对采集的光子数量进行精确计量,所述滤波器脉冲发放时间间隔在皮秒级,输出的二进制序列阵列表示了监测区域中光子照射的数量。
[0064]上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出,本发明实施例通过先进行时域编码再进行空域编码的思路,提出了对局部空间位置的时空信号按照时间段进行累积,根据空间稀疏性对局部空间位置的信号累积强度值进行变换,输出局部空间位置对应的脉冲信号。从而使得每个局部空间位置的变化过程得到保留,能够精细地重构出高速运动对象的运动过程,为后续的运动分析、对象检测跟踪提供了更为丰富的信息源,而传统视频保留的变化信息以帧率为上限。可以重构任何一个时刻的图像,而传统视频只保留了帧采样时刻的图像。
[0065]本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,这些将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0066]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0067]图1为本发明实施例一提供的一种对时空信号进行编码的方法的处理流程图;
[0068]图2为本发明实施例二提供了一种对时空信号进行编码的装置的具体实现结构图,图中,信号采集器21、信号累积器22和滤波器23。
【具体实施方式】
[0069]下面详细描述本发明的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
[0070]本技术领域技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解,当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时,它可以直接连接或耦接到其他元件,或者也可以存在中间元件。此外,这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
[0071]本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)
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