[发明专利]一种便携式高光谱视频实时采集和处理装置及其方法

说明书

本发明公开了一种便携式高光谱视频实时采集和处理装置及其方法。装置包括数据采集模块、压缩模块、传输模块、控制计算模块和显示模块，数据采集模块采集RGB视频和光谱视频并将数据传输到压缩模块；压缩模块并行压缩多路视频信息并将压缩后的数据提供给传输模块；传输模块将数据传输到控制计算模块，并用于控制计算模块向数据采集模块和压缩模块发送指令；控制计算模块用发送指令控制采集模块采集视频和压缩模块，并将接收到的视频数据解码，再实时融合和分析处理数据；显示模块将融合后的视频实时显示。本发明能实现RGB和光谱视频的采集、压缩、传输和处理分析，具有采集装置小型化和数据处理实时性的特点，便于室外数据的采集。

技术领域

本发明涉及计算摄像学领域，尤其涉及一种便携式高光谱视频实时采集和处理装置及方法。

背景技术

近年来，计算摄像学已经成为计算机视觉、数字信号处理、图形学等领域的前沿研究热点，对真实场景的高光谱视频实时采集和处理引起广泛的关注。高光谱图像的相关研究工作对于军事、农业、医学等领域有着重要的意义。

传统RGB相机仅仅捕捉红绿蓝(RGB)三个通道信息，失去了光谱维度上的大量细节，而场景中许多物质的很多特质可由光谱中丰富的细节信息来揭示。同时，传统的高光谱视频采集系统质量较大，并需要配备体积庞大的个人电脑，因此对室外光谱视频的采集造成不便，同时也很难实时处理和分析数据，因此需要设计一种便携式高光谱视频实时采集和处理装置。

发明内容

针对以上现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提出一种便携式高光谱视频实时采集和处理装置及其方法，能够实现高光谱视频的实时采集、处理和显示，并通过网络实现光谱相机模块与PC端控制计算模块的通信，从而实现光谱相机与外部计算机的分离，能够做到相机的小型化和整个系统的实时性。

为达上述目的，本发明的装置采用如下技术方案：

一种便携式高光谱视频实时采集和处理装置，包括数据采集模块、压缩模块、传输模块、控制计算模块和显示模块，其中：所述数据采集模块用于采集多路视频数据，视频数据包括光谱视频数据和RGB视频数据；所述压缩模块用于并行压缩所述多路视频数据，并将压缩好的视频数据提供给传输模块；所述传输模块用于将数据传输到控制计算模块，并用于将控制计算模块发出的指令发送到所述数据采集模块和压缩模块；所述控制计算模块用于发送指令控制所述数据采集模块采集视频，并将接收到的视频数据解码，进一步通过降低光谱视频的通道数来实时融合和分析处理数据，然后将该视频提供给显示模块；所述显示模块用于实时显示所述控制计算模块融合后的视频。

进一步地，本发明的装置还包括输入模块，所述输入模块分别与数据采集模块和压缩模块相连，用于将数据采集模块采集的视频传输给压缩模块。

优选地，所述输入模块包括多路USB接口；所述传输模块包括千兆网卡；所述控制计算模块包括CPU和GPU；所述显示模块包括HDMI接口和显示器。

进一步地，所述控制计算模块还用于发送指令控制压缩模块以不同压缩率来压缩RGB图像，并控制压缩模块获取不同的光谱通道图像再进行无损压缩。

本发明利用上述便携式高光谱视频实时采集和处理装置的方法，包括以下步骤：所述控制计算模块发送指令控制数据采集模块采集；所述数据采集模块采集多路视频数据，并将采集的视频数据提供给压缩模块；所述压缩模块对多路视频数据进行并行压缩，其中对于光谱视频的每帧进行切片处理成几十个通道，再将这些通道拼成视频进行压缩；所述传输模块将压缩后的数据通过网络发送到上位机的所述控制计算模块；所述控制计算模块将接收到的压缩后的多路视频数据进行解压，并对多路视频数据进行融合和分析处理，并将融合后的视频提供给显示模块；所述显示模块将计算控制模块融合后的视频实时显示。

进一步地，所述压缩模块使用Intel Quick Sync Video硬件加速视频的编码，以提高视频的压缩速度从而提高整个装置的实时性。