CN106973235A - 基于热释电红外探测的拍摄方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种基于热释电红外探测的拍摄方法，该拍摄方法包括：采集目标范围内的热释电红外信号；将采集到的热释电红外信号转换为相应的特征频谱信息；将转换得到的特征频谱信息与预先选取的目标信息模型进行比对；当比对满足预设条件时，开启拍摄装置的拍摄功能。本发明还提出了一种基于热释电红外探测的拍摄装置，该装置可以更加精准的检测需要监视的运动目标,延长打猎相机的待机时间,节省打猎相机的存储空间。
Description
技术领域
本发明涉及相机领域，特别涉及基于热释电红外探测的拍摄方法及装置。
背景技术
相机分为普通相机和打猎相机；打猎相机是一种应用于户外，能够自动捕捉人或动物运动状态的无人看守相机。打猎相机捕捉到人或动物(目标)运动后发出启动信号，采用热释电红外感应人或动物的感应技术，自动拍摄图片或者视频。
打猎相机只有检测到人或动物(目标)运动到相机的拍摄视线内，才启动相机的拍摄功能，因此如何高效检测运动目标进入视线范围是非常重要的。
目前的目标检测主要分为两大类：摄像机检测和红外传感器检测。打猎相机需要具有较长的待机时间，选用摄像机检测将会极大的增加相机的电量消耗，所以打猎相机大多选用功耗较低的红外传感器检测目标的运动。但目前的打猎相机在识别时，只要检测到任何运动目标就会触发启动相机拍摄的功能，容易造成记录大量的无用信息，同时导致相机的待机时间大大缩短。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提出了一种基于热释电红外探测的拍摄方法及装置，用以克服现有技术中的缺陷，可以更加精准的检测需要监视的运动目标,延长打猎相机的待机时间,节省打猎相机的存储空间。
具体的，本发明提出了一种基于热释电红外探测的拍摄方法，包括：
采集目标范围内的热释电红外信号；
将采集到的热释电红外信号转换为相应的特征频谱信息；
将转换得到的特征频谱信息与预先选取的目标信息模型进行比对；
当比对满足预设条件时，开启拍摄装置的拍摄功能。
作为上述技术方案的进一步改进，所述采集目标范围内的热释电红外信号之后还包括：
对采集到的热释电红外信号进行放大和滤波处理。
作为上述技术方案的进一步改进，所述将采集到的热释电红外信号转换为相应的特征频谱信息包括：通过傅里叶变换把时域的热释电红外信号转换为相应的频域信号，利用运动检测算法从所述频域信号中提取热释电红外信号的特征频谱信息。
作为上述技术方案的进一步改进，所述运动检测算法是基于ViBe背景建模算法。
作为上述技术方案的进一步改进，所述热释电红外信号的采集通过菲涅尔透镜和热释电红外传感器共同完成。
具体的，本发明还提出了一种基于热释电红外探测的拍摄装置，包括：
采集模块，用于采集目标范围内的热释电红外信号；
转换模块，用于将采集到的热释电红外信号转换为相应的特征频谱信息；
比对模块，用于将得到的特征频谱信息与预先选取的信息模型进行比对；
拍摄模块，用于当比对满足预设条件时，开启拍摄装置的拍摄功能。
作为上述技术方案的进一步改进，所述拍摄装置还包括放大滤波模块，所述放大滤波模块用于将采集模块采集到的热释电红外信号进行放大和滤波处理。
作为上述技术方案的进一步改进，所述将采集到的热释电红外信号转换为相应的特征频谱信息包括：通过傅里叶变换把时域的热释电红外信号转换为相应的频域信号，利用运动检测算法从所述频域信号中提取热释电红外信号的特征频谱信息。
作为上述技术方案的进一步改进，所述运动检测算法是基于ViBe背景建模算法。
作为上述技术方案的进一步改进，所述热释电红外信号的采集通过菲涅尔透镜和热释电红外传感器共同完成。
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，至少具有如下有益效果：
(1)可以更加精准的检测需要监视的运动目标。
(2)可以延长打猎相机的待机时间。
(3)可以节省打猎相机的存储空间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提出的一种基于热释电红外探测的拍摄方法流程示意图；
图2为本发明实施例提出的另一种基于热释电红外探测的拍摄方法流程示意图；
图3为本发明实施例提出的一种基于热释电红外探测的拍摄装置结构示意图；
图4为本发明实施例提出的另一种基于热释电红外探测的拍摄装置结构示意图。
主要元件符号说明：
201-采集模块；202-转换模块；203-比对模块；204-拍摄模块；205-放大滤波模块。
具体实施方式
在下文中，将更全面地描述本公开的各种实施例。本公开可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本公开的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本公开理解为涵盖落入本公开的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。
在下文中，可在本公开的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本公开的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
在本公开的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。
在本公开的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本公开的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。
应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。
在本公开的各种实施例中使用的术语“用户”可指示使用电子装置的人或使用电子装置的装置(例如，人工智能电子装置)。
在本公开的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本公开的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本公开的各种实施例中被清楚地限定。
实施例1
本发明实施例1提出的一种基于热释电红外探测的拍摄方法，如图1所示，包括以下步骤：
S11、采集目标范围内的热释电红外信号。
通过相机上的热释电红外传感器来采集目标范围内的热释电红外信号。
相机上的热释电红外传感器可选用德国Perkinelmer公司生产的型号为LHI778/3439的热释电红外传感器。该热释电红外传感器具有低噪声，高响应度；优异的共模平衡-双单元类型，单元器件带热补偿，广泛引用于目标的移动识别。
相机上的热释电红外传感器的个数为2个，两个热释电红外传感器以反极性串联，以抑制由于自身温度升高而产生的干扰。
为了提高热释电红外传器的探测灵敏度以及增大探测距离，一般在热释电红外传器的前方装设一个菲涅尔透镜，该透镜用透明塑料制成，将透镜的上、下两部分各分成若干等份，制成一种具有特殊光学系统的透镜，它和放大电路相配合，可将信号放大70分贝以上，这样就可以测出10-20米范围内活动范围内的人或者动物的行动。
菲涅尔透镜利用透镜的特殊光学原理，在热释电红外传器前方产生一个交替变化的“盲区”和“高灵敏区”，以提高热释电红外传器的探测接收灵敏度。
当有活动目标从透镜前经过时，活动目标发出的红外线就不断地交替从“盲区”进入“高灵敏区”，这样就使接收到的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输入，从而增强其能量幅度。信号峰值更加大更加有利于检测到活动目标。
S12、将采集到的热释电红外信号转换为相应的特征频谱信息。
通过傅里叶变换把时域的热释电红外信号转换为相应的频域信号，利用运动检测算法从所述频域信号中提取热释电红外信号的特征频谱信息。
所述运动检测算法优选ViBe算法。
运动检测算法ViBe是一种像素级视频背景建模或前景检测的算法，对硬件内存占用也少，实现过程简单。
将得到的热释电红外信号转换为相应的特征频谱信息既可以由专用的DSP数字信号处理芯片来实现，也可以由相机的中央处理器结合相关的软件来实现。
S13、将转换得到的特征频谱信息与预先选取的目标信息模型进行比对。
所述目标信息模型是基于大量的猎物特征频谱信息统计得到的。用户根据猎物的名称，在猎物相机上，事先选择好相应名称的猎物信息模型作为目标信息模型，这样就可以排除由于一些非猎物活动进入目标范围内，导致打猎相机记录该非猎物的活动信息。例如：打猎相机只想用于监控兔子的出没情况，用户可以在相机的目标信息模型选择兔子的信息模型，当检测到地面的老鼠活动，打猎相机不会控制摄像头对老鼠活动进行记录，可以更加精准的检测需要监视的运动目标,并有助于延长打猎相机的待机时间,节省打猎相机的存储空间。
用户可以选择升级相应的目标信息模型，所述目标信息模型存储在相机上，用户需要相应的目标信息模型时，可以在PC端选择需要检测的目标，生成相应的策略文件，用户再将所述目标信息模型文件上传到相机上。目标信息模型包含常见猎物的运动模型数据，所述目标信息模型涵盖了动物的外貌特征，活动规律等信息。例如：大象有四条粗壮的大腿，猫头鹰喜欢在夜间活动。
S14、当比对满足预设条件时，开启拍摄装置的拍摄功能。
当转换得到的特征频谱信息与预先选取的目标信息模型进行比对时，两者的差距在预设的范围内，就认为比对一致，控制摄像头进行拍摄记录。
实施例2
本发明实施例2提出的另一种基于热释电红外探测的拍摄方法，如图2所示，包括以下步骤：
S21、采集目标范围内的热释电红外信号。
通过相机上的热释电红外传感器来采集目标范围内的热释电红外信号。
为了提高热释电红外传器的探测灵敏度以及增大探测距离，一般在热释电红外传器的前方装设一个菲涅尔透镜。
S22、对采集到的热释电红外信号进行放大和滤波处理。
由于热释电红外传器功率一般较小，对热释电红外传器采集到的热释电红外信号需要进行放大处理和滤波处理。
热释电红外传器将探测并接收到的热释电红外信号转变成微弱的电压信号，经过场效应管放大，电容滤波后向外输出。
S23、将处理得到的热释电红外信号转换为相应的特征频谱信息。
通过傅里叶变换把时域的热释电红外信号转换为相应的频域信号，利用运动检测算法从所述频域信号中提取热释电红外信号的特征频谱信息。
所述运动检测算法优选ViBe算法。
S24、将转换得到的特征频谱信息与预先选取的目标信息模型进行比对。
所述目标信息模型是基于大量的猎物特征频谱信息统计得到的。用户可以选择升级相应的目标信息模型，所述目标信息模型存储在相机上，用户需要相应的目标信息模型时，可以在PC端选择需要检测的目标，生成相应的策略文件，用户再将所述目标信息模型文件上传到相机上。目标信息模型包含常见猎物的运动模型数据，所述目标信息模型涵盖了动物的外貌特征，活动规律等信息。
S25、当比对满足预设条件时，开启拍摄装置的拍摄功能。
当转换得到的特征频谱信息与预先选取的目标信息模型进行比对时，两者的差距在预设的范围内，就认为比对一致，控制摄像头进行拍摄记录。
实施例3
本发明实施例3提出的一种基于热释电红外探测的拍摄装置，如图3所示，包括：
采集模块201，用于采集目标范围内的热释电红外信号；
转换模块202，用于将采集模块201采集到的热释电红外信号转换为相应的特征频谱信息；
比对模块203，用于将转换模块202得到的特征频谱信息与预先选取的信息模型进行比对；
拍摄模块204，用于当比对满足预设条件时，开启拍摄装置的拍摄功能。
实施例4
本发明实施例4提出的另一种基于热释电红外探测的拍摄装置，如图4所示，包括：
采集模块201，用于采集目标范围内的热释电红外信号。
放大滤波模块205，用于将采集模块201采集到的热释电红外信号进行放大处理和滤波处理。
转换模块202，用于将放大滤波模块205处理的热释电红外信号转换为相应的特征频谱信息；
比对模块203，用于将转换模块202得到的特征频谱信息与预先选取的信息模型进行比对；
拍摄模块204，用于当比对满足预设条件时，开启拍摄装置的拍摄功能。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。以上公开的仅为本发明的几个具体实施场景，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于热释电红外探测的拍摄方法，其特征在于，该拍摄方法包括：
采集目标范围内的热释电红外信号；
将采集到的热释电红外信号转换为相应的特征频谱信息；
将转换得到的特征频谱信息与预先选取的目标信息模型进行比对；
当比对满足预设条件时，开启拍摄装置的拍摄功能。
2.根据权利要求1所述的拍摄方法，其特征在于，所述采集目标范围内的热释电红外信号之后还包括：
对采集到的热释电红外信号进行放大和滤波处理。
3.根据权利要求1所述的拍摄方法，其特征在于，所述将采集到的热释电红外信号转换为相应的特征频谱信息包括：通过傅里叶变换把时域的热释电红外信号转换为相应的频域信号，利用运动检测算法从所述频域信号中提取热释电红外信号的特征频谱信息。
4.根据权利要求3所述的拍摄方法，其特征在于，所述运动检测算法是基于ViBe背景建模算法。
5.根据权利要求1所述的拍摄方法，其特征在于，所述热释电红外信号的采集通过菲涅尔透镜和热释电红外传感器共同完成。
6.一种基于热释电红外探测的拍摄装置，其特征在于，包括：
采集模块，用于采集目标范围内的热释电红外信号；
转换模块，用于将采集到的热释电红外信号转换为相应的特征频谱信息；
比对模块，用于将得到的特征频谱信息与预先选取的信息模型进行比对；
拍摄模块，用于当比对满足预设条件时，开启拍摄装置的拍摄功能。
7.根据权利要求6所述的拍摄装置，其特征在于，所述拍摄装置还包括放大滤波模块，所述放大滤波模块用于将采集模块采集到的热释电红外信号进行放大和滤波处理。
8.根据权利要求6所述的拍摄装置，其特征在于，所述将采集到的热释电红外信号转换为相应的特征频谱信息包括：通过傅里叶变换把时域的热释电红外信号转换为相应的频域信号，利用运动检测算法从所述频域信号中提取热释电红外信号的特征频谱信息。
9.根据权利要求8所述的拍摄装置，其特征在于，所述运动检测算法是基于ViBe背景建模算法。
10.根据权利要求6所述的拍摄装置，其特征在于，所述热释电红外信号的采集通过菲涅尔透镜和热释电红外传感器共同完成。
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