[發明專利]一種基于DSP的面向視神經假體的目標感知與編碼方法

無效

• 申請號: 201110293425.2
• 申請日: 2011-09-30
• 公開（公告）號: CN102509283A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 孫強;陳仁剛;高勇;趙洪星
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06F19/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 李娜

技術領域

本發明屬于圖像處理與編碼技術領域，涉及一種面向視神經假體的目標識別方法，具體涉及一種基于DSP的面向視神經假體的目標感知與編碼方法。

背景技術

視覺是人們認識世界的主要途徑之一，通常從外界獲取信息90％由視覺完成的。對于視網膜等器官受到損傷或者發生病變的患者，目前臨床上還沒有有效的治療方案。隨著電子、生物技術的發展，人們試圖尋求通過人工視覺假體對盲人進行一定的視覺修復。在我國，人工視覺假體技術起步較晚，再加上問題的復雜性以及相關領域的技術進步，雖然取得了一些基礎性研究成果，但目前的研究工作對于實際應用還有一定的差距。

當前，普遍認為假體的設計加工和植入手術的方案已不再是視覺假體未來發展的最大障礙。隨著研究的深入，人們逐漸認識到最大的障礙在于如何建立假體與大腦之間的有效信息傳遞。為克服這一障礙，不但要論證以不同神經接口為基礎的視覺假體的有效性，還必須弄清復雜的視覺神經編碼機制。只有這樣才能為視覺假體的最終成功開發與應用奠定堅實的基礎。國內的研究人員通過動物視覺電生理實驗了驗證以視神經為神經接口的假體設計的可行性。目前關于視覺假體的研究主要集中在理論方面的研究，并沒有涉及復雜的視覺假體的目標識別與編碼系統的設計。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于DSP的面向視神經假體的目標感知與編碼方法，解決了視神經前端的圖像處理及編碼部分不易進行的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種基于DSP的面向視神經假體的目標感知與編碼方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1：圖像采集，采用CMOS攝像頭采集視覺圖像，通過視頻解碼器將CMOS攝像頭采集的圖像信號轉換為數字信號，將得到的數字信號傳遞給DSP芯片；

步驟2：對步驟1得到的圖像數字信號預處理；

步驟3：感興趣目標提取，根據感興趣的目標，對步驟2得到的預處理后的圖像采用經典的圖像分類方法進行提取；

步驟4：對步驟3得到的感興趣目標圖像進行光幻視編碼，得到感興趣區域的編碼圖。

本發明的特點還在于，

其中步驟2中的預處理，具體按照以下步驟實施：a.采用中值濾波保護圖像的邊緣信息；b.進行膨脹處理，并進行平滑運算，消除噪點；c.將彩色圖像轉化為灰度圖像。

其中步驟3中的感興趣目標提取，具體按照以下步驟實施：a.采用馬爾科夫隨機場模型對圖像進行分割；b.對圖像分割處理后的圖像進行邊緣檢測；c.采用Hough變換的算法檢測場景中的直線。

其中采用馬爾科夫隨機場模型對圖像進行分割，具體按照以下步驟實施：

X是一個馬爾科夫隨機場，當且僅當在某個位置上的局部條件概率僅僅隨所考慮的位置的鄰域狀態而變化，

P(X_S＝x_S|x^S)＝P(X_S＝x_S|x_t，t∈δ_s)，

其中，x_s表示位置s處的狀態值，δ_s為位置s的鄰域集合，這樣，一個點的灰度值只取決于該點鄰域像素的灰度值；

根據Hamersley-Clifford定理中Gibbs分布與MRF的等價關系，用Gibbs分布來求解MRF中的概率分布，鄰域系統J的Gibbs分布是定義在Q上的概率測度P，具有如下表達形式：

P(X＝x)＝exp[-U(x)]/Z，

其中，exp(.)為指數函數，X為隨機場，x為X的具體實現，Z為歸一化常數，U(x)為能量函數；

把預處理后的圖像，先用K-均值算法完成一次初始分割，得到分割結果后計算特征參數μ和σ²：

μm=1NmΣxs=mys,]]>