CN105258804B - 发送和接收太赫兹或者红外焦平面探测器阵列数据的方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种发送太赫兹或者红外焦平面探测器阵列数据的方法，包括：采集并存储第一个数据，并将该第一个数据发送到接收端；采集第二个数据；比较第一个数据和第二个数据的大小，获得第一比较结果；计算第一个数据和第二个数据的第一差值；发送第一差值和第一比较结果到接收端。本发明的实施例中提供的方法中，利用了太赫兹和红外图像数据中图像的动态范围普遍不高的特点，仅传输第一个数据和其余数据与第一个数据的差值，而无需传输其余数据的完整数据，有效地降低了传输的数据量，提高了传输速率，降低了内存消耗，提高了传输准确率。

Description

发送和接收太赫兹或者红外焦平面探测器阵列数据的方法

技术领域

本发明涉及太赫兹或红外成像技术领域，尤其是涉及发送和接收太赫兹或者红外焦平面探测器阵列数据的方法。

背景技术

随着应用领域的不断扩大，制作工艺的不断提升，太赫兹和红外焦平面探测器正朝着大规模阵列、高精度转换、高帧频传输的方向发展。与小阵列相比，大规模阵列更能满足市场对大视场和高分辨率的应用要求。

目前非制冷红外焦平面探测器的阵列包括160×120、320×240、640×480到1024×768，最大的红外焦平面探测器甚至达到1920×1080。随着阵列规模的扩大、帧频的提高以及数据位数的扩展，目前的传输方式难以适应超大阵列焦平面的数据采集要求。

以640×480探测器为例，采集精度14Bit，图像帧频60Hz的实时成像系统，数据的传输速率要求达到300Mbps，若无法在特定时间内将数据传输到接收端处理，将会造成数据发送端信号阻塞，严重时甚至导致系统崩溃。

目前在太赫兹或红外焦平面探测器的数据传输的方法上，大多数采用直接传输的方法，即每采集一个像素点14位数据，先将其低8位数据传输到接收端，再将其高8位数据传输到接收端。这种方法直观有效，易于理解，传输的数据不易造成出错，但这种传输方式仍无法满足大规模阵列的传输。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种传输速率高的发送和接收太赫兹或者红外焦平面探测器阵列数据的方法。

本发明的目的之一在于提供一种消耗内存较低的发送和接收太赫兹或者红外焦平面探测器阵列数据的方法。

本发明的目的之一在于提供一种传输准确率较高的发送和接收太赫兹或者红外焦平面探测器阵列数据的方法。

本发明公开的技术方案如下。

本发明的一个实施例中，提供了一种发送太赫兹或者红外焦平面探测器阵列数据的方法，其特征在于，包括：采集所述探测器阵列中的一个阵列单元输出的第一个数据，并将所述第一个数据存储于发送端的存储器中；发送所述第一个数据到接收端；采集所述探测器阵列中的另一个阵列单元输出的第二个数据；比较所述第一个数据和所述第二个数据的大小，获得第一比较结果；根据所述第一比较结果，用所述第一个数据和所述第二个数据中较大的一个减去较小的一个获得第一差值；发送所述第一差值到所述接收端；发送所述第一比较结果或者计算所述第一差值所使用的第一计算式到所述接收端。

本发明的一个实施例中，该方法还包括：采集所述探测器阵列中的再一个阵列单元输出的第三个数据；比较所述第一个数据和所述第三个数据的大小，获得第二比较结果；根据所述第二比较结果，用所述第一个数据和所述第三个数据中较大的一个减去较小的一个获得第二差值；发送所述第二差值到所述接收端；发送所述第二比较结果或者计算所述第二差值所使用的第二计算式到所述接收端。

本发明的一个实施例中，在采集所述第一个数据之前还包括：将发送端的所述存储器清零。

本发明的一个实施例中，提供了一种接收太赫兹或者红外焦平面探测器阵列数据的方法，其特征在于，包括：接收发送端根据上述方法发送的第一个数据，并存储所述第一个数据；接收发送端根据权利要求1至3中任意一项所述的方法发送的第一差值；接收发送端根据上述方法发送的第一比较结果或者第一计算式；根据所述第一比较结果或者所述第一计算式，计算所述第一个数据与所述第一差值的和或者差，获得所述第二个数据；存储所述第二个数据。

本发明的一个实施例中，该接收太赫兹或者红外焦平面探测器阵列数据的方法还包括：接收发送端根据上述的方法发送的第二差值；接收发送端根据上述的方法发送的第二比较结果或者第二计算式；根据所述第二比较结果或者所述第二计算式，计算所述第一个数据与所述第二差值的和或者差，获得所述第三个数据；存储所述第三个数据。

本发明的一个实施例中，提供了一种发送太赫兹或者红外焦平面探测器阵列数据的方法，其特征在于，包括：采集所述探测器阵列中的一个阵列单元输出的第一个数据，并将所述第一个数据存储于发送端的存储器中；发送所述第一个数据到接收端；采集所述探测器阵列中的另一个阵列单元输出的第二个数据；比较所述第一个数据和所述第二个数据的大小，获得第一比较结果；计算所述第一个数据和所述第二个数据的差的绝对值，获得第一差值；发送所述第一差值到所述接收端；发送所述第一比较结果到所述接收端。

本发明的一个实施例中，该方法还包括：采集所述探测器阵列中的再一个阵列单元输出的第三个数据；比较所述第一个数据和所述第三个数据的大小，获得第二比较结果；计算所述第一个数据和所述第三个数据的差的绝对值，获得第二差值；发送所述第二差值到所述接收端；发送所述第二比较结果到所述接收端。

本发明的一个实施例中，在采集所述第一个数据之前还包括：将发送端的所述存储器清零。

本发明的一个实施例中，提供了一种接收太赫兹或者红外焦平面探测器阵列数据的方法，其特征在于，包括：接收发送端根据上述的方法发送的第一个数据，并存储所述第一个数据；接收发送端根据上述的方法发送的第一差值和第一比较结果；根据所述第一比较结果，计算所述第一个数据与所述第一差值的和或者差，获得所述第二个数据；存储所述第二个数据。

本发明的一个实施例中，该接收太赫兹或者红外焦平面探测器阵列数据的方法还包括：接收发送端根据上述的方法发送的第二差值和第二比较结果；根据所述第二比较结果，计算所述第一个数据与所述第二差值的和或者差，获得所述第三个数据；存储所述第三个数据。

本发明的实施例中提供的方法中，利用了太赫兹和红外图像数据中图像的动态范围普遍不高的特点，仅传输第一个数据和其余数据与第一个数据的差值，而无需传输其余数据的完整数据，有效地降低了传输的数据量，提高了传输速率，降低了内存消耗，提高了传输准确率。

附图说明

图1是本发明一个实施例的红外图像的原始目标灰度分布示意图；

图2是本发明一个实施例的发送太赫兹或者红外焦平面探测器阵列数据的方法的流程示意图；

图3是本发明一个实施例的接收太赫兹或者红外焦平面探测器阵列数据的方法的流程示意图；

图4是本发明另一个实施例的发送太赫兹或者红外焦平面探测器阵列数据的方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图详细说明本发明的实施例的发送和接收太赫兹或者红外焦平面探测器阵列数据的方法的具体步骤。

在太赫兹和红外图像数据中，有一个显著的特点，那便是图像的动态范围普遍不高，一般最高像素点与最低像素点之间灰度数据差值在1000左右，甚至更低。例如，如图1所示，其为本发明一个实施例的红外图像的原始目标灰度分布示意图。可以看出，最高像素点与最低像素点之间差值仅在1000左右。对于普通的红外或太赫兹图像，像素点的灰度值变化是一个渐变过程，若两像素点之间差值过大，一般可以认为像素点存在坏点，即盲元。

因此，本发明的实施例中，利用像素点之间的差值关系来传输数据，可以有效地降低传输的数据量。

图2为本发明一个实施例的发送太赫兹或者红外焦平面探测器阵列数据的方法的流程示意图。

在步骤100中，可以采集探测器阵列（例如，太赫兹探测器阵列或者红外焦平面探测器阵列）中的一个阵列单元（例如，太赫兹探测器单元或者红外焦平面探测单元）输出的第一个数据。这里，输出该第一个数据的阵列单元可以是探测器阵列中的任何适合的阵列单元，例如探测器阵列中某一行阵列单元中的第一个阵列单元、最后一个阵列单元、中间任何位置的一个阵列单元，等等。本发明对此不做限制，可以根据实际情况的需要而选定。

采集了第一个数据之后，可以将该第一个数据存储在发送端的存储器中，并且将该第一个数据发送到接收端。接收端可以接收该第一个数据并将其存储于接收端的存储器中。

然后，在步骤102中，可以采集探测器阵列中的另一个阵列单元输出的第二个数据。这里，输出该第二个数据的阵列单元可以是探测器阵列中的任何适合的阵列单元，例如与输出第一个数据的阵列单元相邻的阵列单元或者其他位置处的阵列单元，等等。本发明对此不做限制，可以根据实际情况的需要而选定。

获得了第一个数据和第二个数据之后，在步骤104中，可以比较第一个数据和第二个数据的大小，从而获得第一比较结果。例如，第一比较结果可以为第一个数据大于第二个数据、第一个数据小于第二个数据或者第一个数据等于第二个数据。

在步骤106中，可以根据该第一比较结果，用第一个数据和第二个数据中较大的一个减去较小的一个，获得第一差值。即，如果第一个数据大于第二个数据，则用第一个数据减去第二个数据，获得第一差值；如果第一个数据小于第二个数据，则用第二个数据减去第一个数据，获得第一差值；如果第一个数据和第二个数据相等，则第一差值为零。本文中，这里提到的用“较大的一个”减去“较小的一个”也包含第一个数据和第二个数据相等的情况，此时，“较大的一个”可以指第一个数据和第二个数据中的任一个，而“较小的一个”相应地指另一个。

这样，在步骤106中，可以保证计算出的第一差值不为负数。由于负数的位数更多，需要更大的传输量，并且第一差值为负数的话后续在接收端恢复获得第二数据会更加繁琐，因此保证第一差值不为负数进一步减小的数据传输量，简化了在接收端的数据恢复操作。

在步骤108中，可以将第一差值和前述的第一比较结果发送到接收端。这样，在接收端，即可根据该第一差值、该第一比较结果以及步骤10中发送到接收端的第一个数据，恢复获得第二个数据。例如，如果第一比较结果为第一个数据大于第二个数据，则在接收端，第二个数据即为在接收端已经接收并存储的第一个数据减去第一差值所获得的差；如果第一比较结果为第二个数据大于第一个数据，则在接收端，第二个数据即为在接收端已经接收并存储的第一个数据加上第一差值所获得的和。

在另一些实施例中，步骤108中也可以不发送第一比较结果，而是将第一差值和计算第一差值所使用的第一计算式（例如，第一个数据减去第二个数据的计算式或者第二个数据减去第一个数据的计算式）发送到接收端。这样，在接收端，根据第一差值和接收端已经接收并存储的第一个数据，按照第一计算式逆向计算即可获得第二个数据。

类似地，本发明的一些实施例中，可以采集探测器阵列中的再一个阵列单元输出的第三个数据，比较前述的第一个数据和该第三个数据的大小，获得第二比较结果，并根据该第二比较结果，用前述的第一个数据和该第三个数据中较大的一个减去较小的一个获得第二差值，然后发送该第二差值到接收端，以及发送第二比较结果或者计算该第二差值所使用的第二计算式到接收端。在接收端，接收端接收该第二差值以及第二比较结果或者第二计算式，并根据前述已经接收并存储的第一个数据、该第二差值以及第二比较结果或者第二计算式计算获得第三个数据。

依次类推，探测器阵列中其他阵列单元输出的数据可以按照类似的方法，比较并且计算其与前述的第一个数据的差值，并将差值以及比较结果或者计算式发送到接收端，接收端根据已经接收并存储的第一个数据、该差值以及该比较结果或者计算式恢复获得相应的阵列单元输出的数据。

这些实施例中，在步骤100之前，即在采集第一个数据之前，可以将将用于存储第一个数据的发送端的存储器清零，以避免该存储器中之前存储的数据影响当前的存储结果。

相应地，本发明的一些实施例中，相应地提供了一种接收太赫兹或者红外焦平面探测器阵列数据的方法，如图3所示。

本图3的实施例中，在步骤200，在接收端接收发送端根据前述的实施例中的方法发送的第一个数据，并将该第一个数据存储在接收端的存储器中。

在步骤202，在接收端接收发送端根据前述的实施例中的方法发送的第一差值。

在步骤206，在接收端接收发送端根据前述的实施例中的方法发送的第一比较结果或者第一计算式。

在步骤208，在接收端，根据该接收到的第一比较结果或者第一计算式，计算第一个数据与第一差值的和或者差，从而在接收端获得前述的第二个数据，并存储该第二个数据。

相应地，在接收端，可以接收发送端根据前述的实施例中的方法发送的第二差值，以及接收发送端根据前述的实施例中的方法发送的第二比较结果或者第二计算式，然后根据该接收到的第二比较结果或者第二计算式，计算第一个数据与第二差值的和或者差，从而在接收端获得前述的第三个数据，并存储该第三个数据。

类似地，探测器阵列中的其他阵列单元输出的数据可以用类似的方法在接收端获得。

本发明另一些实施例中，提供了一种发送太赫兹或者红外焦平面探测器阵列数据的方法，如图4所示。

图4所示的实施例中，步骤300、步骤302和步骤304与图2中的实施例类似，采集探测器阵列中的一个阵列单元输出的第一个数据，将该第一个数据存储于发送端的存储器中，并将其发送到接收端，然后采集探测器阵列中的另一个阵列单元输出的第二个数据，并比较第一个数据和第二个数据的大小，获得第一比较结果。

在步骤306中，计算第一个数据和第二个数据的差的绝对值，获得第一差值。即，在这些实施例中，第一差值为第一个数据和第二个数据的差的绝对值，这样，保证了第一差值不为负数。然后，在步骤308中，将该第一差值和第一比较结果发送到接收端。

类似地，这些实施例中，还可以采集探测器阵列中的再一个阵列单元输出的第三个数据，比较前述的第一个数据和第三个数据的大小，获得第二比较结果，并计算第一个数据和该第三个数据的差的绝对值，获得第二差值，然后将第二差值和第二比较结果发送到接收端。

类似地，探测器阵列中的其他阵列单元输出的数据可以用类似的方式获得与第一数据的比较结果和差值并发送到接收端。

与图2中的实施例类似，这些实施例中，在步骤300之前，即在采集并存储第一个数据之前，可以将将要用于存储该第一个数据的发送端的存储器清零，以避免之前存储于其中的数据影响当前的存储结果。

相应地，在接收端，接收发送端根据前述实施例中的方法发送的第一个数据，并存储该第一个数据，然后接收发送端根据前述的实施例中的方法发送的第一差值和第一比较结果，并根据该第一比较结果计算第一个数据与第一差值的和或者差，从而在接收端获得该第二个数据。例如，如果第一比较结果为第一数据大于第二数据，则在接收端计算已经接收并且存储的第一数据与第一差值的差，获得的结果即为第二数据；如果第一比较结果为第一数据小于第二数据，则在接收端计算已经接收并且存储的第一数据与第一差值的和，获得的结果即为第二数据。然后，可以存储该第二数据。

类似地，在接收端，可以接收发送端根据前述的实施例中的方法发送的第二差值和第二比较结果，并根据该第二比较结果计算第一个数据与第二差值的和或者差，从而在接收端获得该第三个数据。然后，可以存储该第三数据。

用类似的方法，可以在接收端获得与其他的阵列单元的输出对应的数据。

在太赫兹和红外图像数据中，有一个显著的特点，那便是图像的动态范围普遍不高，一般最高像素点与最低像素点之间灰度数据差值在1000左右，甚至更低。本发明的实施例中提供的方法中，利用了太赫兹和红外图像数据中图像的动态范围普遍不高的这个特点，仅传输第一个数据和其余数据与第一个数据的差值，而无需传输其余数据的完整数据，有效地降低了传输的数据量，提高了传输速率，降低了内存消耗，提高了传输准确率。

以上通过具体的实施例对本发明进行了说明，但本发明并不限于这些具体的实施例。本领域技术人员应该明白，还可以对本发明做各种修改、等同替换、变化等等，这些变换只要未背离本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。此外，以上多处所述的“一个实施例”表示不同的实施例，当然也可以将其全部或部分结合在一个实施例中。

Claims (10)

1.一种发送太赫兹或者红外焦平面探测器阵列数据的方法，其特征在于，包括：

采集所述探测器阵列中的一个阵列单元输出的第一个数据，并将所述第一个数据存储于发送端的存储器中；

发送所述第一个数据到接收端；

采集所述探测器阵列中的另一个阵列单元输出的第二个数据；

比较所述第一个数据和所述第二个数据的大小，获得第一比较结果；

根据所述第一比较结果，用所述第一个数据和所述第二个数据中较大的一个减去较小的一个获得第一差值；

发送所述第一差值到所述接收端；

发送所述第一比较结果和计算所述第一差值所使用的第一计算式到所述接收端。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

采集所述探测器阵列中的再一个阵列单元输出的第三个数据；

比较所述第一个数据和所述第三个数据的大小，获得第二比较结果；

根据所述第二比较结果，用所述第一个数据和所述第三个数据中较大的一个减去较小的一个获得第二差值；

发送所述第二差值到所述接收端；

发送所述第二比较结果和计算所述第二差值所使用的第二计算式到所述接收端。

3.如权利要求1或者2所述的方法，其特征在于，在采集所述第一个数据之前还包括：将发送端的所述存储器清零。

4.一种发送太赫兹或者红外焦平面探测器阵列数据的方法，其特征在于，包括：

采集所述探测器阵列中的一个阵列单元输出的第一个数据，并将所述第一个数据存储于发送端的存储器中；

发送所述第一个数据到接收端；

采集所述探测器阵列中的另一个阵列单元输出的第二个数据；

比较所述第一个数据和所述第二个数据的大小，获得第一比较结果；

计算所述第一个数据和所述第二个数据的差的绝对值，获得第一差值；

发送所述第一差值到所述接收端；

发送所述第一比较结果到所述接收端。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：

采集所述探测器阵列中的再一个阵列单元输出的第三个数据；

比较所述第一个数据和所述第三个数据的大小，获得第二比较结果；

计算所述第一个数据和所述第三个数据的差的绝对值，获得第二差值；

发送所述第二差值到所述接收端；

发送所述第二比较结果到所述接收端。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在采集所述第一个数据之前还包括：将发送端的所述存储器清零。

7.一种接收太赫兹或者红外焦平面探测器阵列数据的方法，其特征在于，包括：

接收发送端根据权利要求1至3中任意一项所述的方法发送的第一个数据，并存储所述第一个数据；

接收发送端根据权利要求1至3中任意一项所述的方法发送的第一差值；

接收发送端根据权利要求1至3中任意一项所述的方法发送的第一比较结果或者第一计算式；

根据所述第一比较结果或者所述第一计算式，计算所述第一个数据与所述第一差值的和或者差，获得所述第二个数据；

存储所述第二个数据。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

接收发送端发送的第二差值并接收发送端发送的第二比较结果或者第二计算式，其中所述发送端发送所述第二差值、所述第二比较结果和所述第二计算式包括：采集所述探测器阵列中的再一个阵列单元输出的第三个数据；比较所述第一个数据和所述第三个数据的大小，获得第二比较结果；根据所述第二比较结果，用所述第一个数据和所述第三个数据中较大的一个减去较小的一个获得第二差值；发送所述第二差值到接收端；发送所述第二比较结果和计算所述第二差值所使用的第二计算式到所述接收端；

根据所述第二比较结果或者所述第二计算式，计算所述第一个数据与所述第二差值的和或者差，获得所述第三个数据；

存储所述第三个数据。

9.一种接收太赫兹或者红外焦平面探测器阵列数据的方法，其特征在于，包括：

接收发送端根据权利要求4至6中任意一项所述的方法发送的第一个数据，并存储所述第一个数据；

接收发送端根据权利要求4至6中任意一项所述的方法发送的第一差值和第一比较结果；

根据所述第一比较结果，计算所述第一个数据与所述第一差值的和或者差，获得所述第二个数据；

存储所述第二个数据。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：

接收发送端发送的第二差值和第二比较结果，其中所述发送端发送所述第二差值和所述第二比较结果包括：采集所述探测器阵列中的再一个阵列单元输出的第三个数据；比较所述第一个数据和所述第三个数据的大小，获得第二比较结果；计算所述第一个数据和所述第三个数据的差的绝对值，获得第二差值；发送所述第二差值到接收端；发送所述第二比较结果到所述接收端；

根据所述第二比较结果，计算所述第一个数据与所述第二差值的和或者差，获得所述第三个数据；

存储所述第三个数据。