专利名称：一种基于dsp的面向视神经假体的目标感知与编码方法
技术领域：
本发明属于图像处理与编码技术领域，涉及一种面向视神经假体的目标识别方法，具体涉及一种基于DSP的面向视神经假体的目标感知与编码方法。
背景技术：
视觉是人们认识世界的主要途径之一，通常从外界获取信息90%由视觉完成的。 对于视网膜等器官受到损伤或者发生病变的患者，目前临床上还没有有效的治疗方案。随着电子、生物技术的发展，人们试图寻求通过人工视觉假体对盲人进行一定的视觉修复。在我国，人工视觉假体技术起步较晚，再加上问题的复杂性以及相关领域的技术进步，虽然取得了一些基础性研究成果，但目前的研究工作对于实际应用还有一定的差距。当前，普遍认为假体的设计加工和植入手术的方案已不再是视觉假体未来发展的最大障碍。随着研究的深入，人们逐渐认识到最大的障碍在于如何建立假体与大脑之间的有效信息传递。为克服这一障碍，不但要论证以不同神经接口为基础的视觉假体的有效性， 还必须弄清复杂的视觉神经编码机制。只有这样才能为视觉假体的最终成功开发与应用奠定坚实的基础。国内的研究人员通过动物视觉电生理实验了验证以视神经为神经接口的假体设计的可行性。目前关于视觉假体的研究主要集中在理论方面的研究，并没有涉及复杂的视觉假体的目标识别与编码系统的设计。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于DSP的面向视神经假体的目标感知与编码方法，解决了视神经前端的图像处理及编码部分不易进行的问题。本发明所采用的技术方案是，一种基于DSP的面向视神经假体的目标感知与编码方法，具体按照以下步骤实施步骤1 图像采集，采用CMOS摄像头采集视觉图像，通过视频解码器将CMOS摄像头采集的图像信号转换为数字信号，将得到的数字信号传递给DSP芯片；步骤2 对步骤1得到的图像数字信号预处理；步骤3 感兴趣目标提取，根据感兴趣的目标，对步骤2得到的预处理后的图像采用经典的图像分类方法进行提取；步骤4 对步骤3得到的感兴趣目标图像进行光幻视编码，得到感兴趣区域的编码图。本发明的特点还在于，其中步骤2中的预处理，具体按照以下步骤实施a.采用中值滤波保护图像的边缘信息；b.进行膨胀处理，并进行平滑运算，消除噪点；c.将彩色图像转化为灰度图像。其中步骤3中的感兴趣目标提取，具体按照以下步骤实施a.采用马尔科夫随机场模型对图像进行分割；b.对图像分割处理后的图像进行边缘检测；c.采用Hough变换的算法检测场景中的直线。
其中采用马尔科夫随机场模型对图像进行分割，具体按照以下步骤实施X是一个马尔科夫随机场，当且仅当在某个位置上的局部条件概率仅仅随所考虑的位置的邻域状态而变化，
权利要求
1.一种基于DSP的面向视神经假体的目标感知与编码方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施步骤1 图像采集，采用CMOS摄像头采集视觉图像，通过视频解码器将CMOS摄像头采集的图像信号转换为数字信号，将得到的数字信号传递给DSP芯片；步骤2 对步骤1得到的图像数字信号预处理；步骤3 感兴趣目标提取，根据感兴趣的目标，对步骤2得到的预处理后的图像采用经典的图像分类方法进行提取；步骤4 对步骤3得到的感兴趣目标图像进行光幻视编码，得到感兴趣区域的编码图。
2.根据权利要求1所述的基于DSP的面向视神经假体的目标感知与编码方法，其特征在于，所述的步骤2中的预处理，具体按照以下步骤实施a.采用中值滤波保护图像的边缘信息；b.进行膨胀处理，并进行平滑运算，消除噪点；c.将彩色图像转化为灰度图像。
3.根据权利要求1所述的基于DSP的面向视神经假体的目标感知与编码方法，其特征在于，所述的步骤3中的感兴趣目标提取，具体按照以下步骤实施a.采用马尔科夫随机场模型对图像进行分割；b.对图像分割处理后的图像进行边缘检测；c.采用Hough变换的算法检测场景中的直线。
4.根据权利要求3所述的基于DSP的面向视神经假体的目标感知与编码方法，其特征在于，所述的采用马尔科夫随机场模型对图像进行分割，具体按照以下步骤实施X是一个马尔科夫随机场，当且仅当在某个位置上的局部条件概率仅仅随所考虑的位置的邻域状态而变化，P (Xs = xs I xs) = P(XS = xs I xt, t e δ s),其中，Xs表示位置S处的状态值，δ s为位置S的邻域集合，这样，一个点的灰度值只取决于该点邻域像素的灰度值；根据Hamersley-Clifford定理中Gibbs分布与MRF的等价关系，用Gibbs分布来求解 MRF中的概率分布，邻域系统J的Gibbs分布是定义在Q上的概率测度P，具有如下表达形式P (X = x) = exp[-U (x)]/Z,其中，exp(.)为指数函数，X为随机场，χ为X的具体实现，Z为归一化常数，U(x)为能量函数；把预处理后的图像，先用K-均值算法完成一次初始分割，得到分割结果后计算特征参数μ和σ 2
5.根据权利要求1所述的基于DSP的面向视神经假体的目标感知与编码方法，其特征在于，所述的步骤4中的光幻视编码，具体按照以下步骤实施先建立匹配模式的数据库， 并设置模式匹配时覆盖度为80%，模式与目标的匹配度高于80%时便接受，低于该标准时便舍去。
全文摘要
本发明公开了一种基于DSP的面向视神经假体的目标感知与编码方法，首先进行图像采集，其次图像预处理，然后感兴趣目标提取，最后进行光幻视编码。本发明基于DSP的面向视神经假体的目标感知与编码方法，解决了视神经前端的图像处理及编码部分不易进行的问题，在基于DSP硬件平台的设计过程中取得了初步成果，验证了方案的可行性，也为后端神经刺激器刺激方式的确定提供决策性的方案。
文档编号G06T7/00GK102509283SQ20111029342
公开日2012年6月20日 申请日期2011年9月30日 优先权日2011年9月30日
发明者孙强, 赵洪星, 陈仁刚, 高勇 申请人:西安理工大学