[發明專利]一種螢火蟲閃光信號采集復現方法及裝置

有效

• 申請號: 201910549866.0
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN110186561B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 付新華;李巍
• 申請（專利權）人: 武漢市洪山區螢火文化創意工作室
• 主分類號: G01J1/42
• 分類號: G01J1/42
• 代理公司: 武漢泰山北斗專利代理事務所(特殊普通合伙) 42250
• 代理人: 董佳佳

本發明適用于螢火充閃光信號研究技術領域，提供一種螢火蟲閃光信號采集復現方法及裝置，本發明方法首先進行采集閃光信號并消除背景光處理，并且還可以進一步進行數據壓縮，然后通過提取有效片段，并計算樣本庫中是否存在與當前有效片段匹配的樣本片段，最后根據匹配情況以及回應庫的是否存在對應回應片段進行發光復現，及時更新樣本庫、回應庫和映射表，久而久之，樣本庫、回應庫內的片段數據會越來越豐富，能更好的展示出螢火蟲的閃光信號變化和信息交互，體驗效果更好，而且本方案實現成本低，效果好，非常值得在螢火蟲行業中廣泛使用和推廣。

技術領域

本發明屬于螢火充閃光信號研究技術領域，尤其涉及一種螢火蟲閃光信號采集復現方法及裝置。

背景技術

體螢火蟲之間的交流(交互行為)是依靠其發光器產生的“閃光信號”完成。不同異性蟲體之間、不同行為階段、不同行為模式所對應的“閃光信號”均不相同，這種“閃光信號”成為螢火蟲的交流語言。此外，某些品種螢火蟲的交流需要“閃光信號”和“信息素”共同作用。

目前已有的螢火蟲發光模擬方案，是通過USB接口從計算機獲取發光波形數據，然后驅動LED發光二極管產生相應的閃光信號。此種方案的缺點是：

①只能被動接受來自上位機的波形數據，簡單的復現出閃光信號，自身不具備觀察功能，即無法根據當前活體螢火蟲的閃光信號自動做出與之對應的回應；使用前，上位機必須編輯好發光波形數據，否則無法使用；使用時需要通過USB接口連接上位機，自身不具備存儲功能，攜帶使用不便。

②不具備活體螢火蟲閃光信號記錄和采集能力，不具備螢火蟲信息素散發功能，不具備發光強度擬合功能，存在實際發光強度變化與活體螢火蟲光強變化差異問題，導致復現失真。

目前已有的螢火蟲閃光信號采集方案，依賴于高速紅外攝影機錄制螢火蟲活動視頻，再通過人工觀看視頻并選取特征片段后，交由圖形識別軟件將該片段中每一幀圖像內螢火蟲發光強度轉換為數據，從而得到連續的發光數據。此種方案的缺點是：

①成本高。高速紅外攝像機價格昂貴，視頻存儲設備，圖像識別處理軟件價格昂貴。

②丟失細節造成失真。由于攝像機拍攝的視頻存在圖像幀之間的時隙(時隙較大，約幾十毫秒)，即在視頻連續兩個圖像幀之間存在時間間隔。此間隔內的螢火蟲閃光信號變化是錄制不到的，因而丟失了細節，產生數據失真。為解決這一問題，只能采用更高速的攝像機，達到縮小圖像幀間時隙的目的。但這樣做會導致成本大幅度提高

③需要人工干預，自動化程度低。

④只能被動錄制螢火蟲閃光信號，無法與之互動。即無法實現用人工指定的閃光信號刺激螢火蟲從而錄制到它對該信號的反應視頻。

發明內容

鑒于上述問題，本發明的目的在于提供一種螢火蟲閃光信號采集復現方法及裝置，旨在解決現有螢火蟲閃光信號采集和發光模擬成本高、使用效果不佳的技術問題。

一方面，所述螢火蟲閃光信號采集復現方法包括下述步驟：

采集螢火蟲閃光信號數據并進行消除背景光處理；

從閃光信號數據中提取有效片段；

將當前提取到的有效片段與已存儲樣本庫中的樣本片段進行比對，通過相似度匹配計算判斷樣本庫中是否存在與當前有效片段匹配的樣本片段；

若存在，則根據映射表從回應庫中找到當前匹配樣本片段對應的回應片段，然后根據回應片段進行發光復現；

若不存在，則從樣本庫中遍歷樣本片段進行發光復現，如果采集到螢火蟲閃光信號數據依然與之前一樣，則認定當前選擇的樣本片段對螢火蟲無效，如果采集到螢火蟲閃光信號數據發生改變，則認定當前選擇的樣本片段對螢火蟲有效，將當前有效片段作為新的樣本片段存儲至樣本庫中,同時將當前選擇的樣本片段作為當前有效片段對應的回應片段保存至回應庫，并更新映射表。