CN107105200A - 一种用于远程显示的计算机图像采集系统及其采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了本发明提供的一种用于远程显示的计算机图像采集方法，其目标的入射光经过前置光学模块后入射至声光可调谐滤波器，然后声光可调谐滤波器在其驱动模块的控制下选择需要的波段后，进入CMOS图像传感器中，然后CMOS图像传感器输出的8位数字信号复制为两路,一路用于对视频信号进行处理,另一路用于对视频信号的实时采集，通过DSP处理器将信号经传输给远程控制终端以及LED显示屏完成实时图像显示，可以有效地降低系统的成本，提高网络带宽利用率，达到了预期目的。

Description

一种用于远程显示的计算机图像采集系统及其采集方法

技术领域

本发明属于图像采集技术领域，更具体地说，尤其涉及一种用于远程显示的计算机图像采集系统。同时，本发明还涉及一种用于远程显示的计算机图像的采集方法。

背景技术

随着全球电子信息化的大发展，大量的数字图像将充斥在我们的日常生活和学习科研中，因此图像采集与显示必然会在科学研究、航空航天、交通医疗、工业农业及我们日常生活等各个领域会得到越来越广泛的应用。随着全球各行业对图像采集需求量不断增长的推动下，图像采集与显示技术将成为科研热门和流行领域的重要工具之一。所以，对图像采集与显示系统本身的研究是具有非常重要的科学意义和现实意义。

随着电子信息技术的发展，传统的图像采集技术己不再能够满足人们的需求，依据客户需求的图像信息和更加全面的图像数据分析将加速图像采集技术的发展。如今图像采集技术己被广泛应用于生产、医疗、会议、交通安全等诸多领域中。未来图像采集与显示技术的进步将取决于图像传感器和数据接口技术的发展和进步。

为了将计算机图像在远程显示出来，通常是先通过专用集成电路把输出给显示器的信号采集下来，然后通过嵌入式处理器进行编码，最后通过网络发送到远程的计算机进行处理。其中显示适配器连接了外部总线，通常为PCI或者AGP总线等。需要显示的内容存储在显示存储器中，通过显示适配器专用集成电路转换为视频输出。视频输出可以连接到显示器显示，也可以同时连接到图像采集卡。图像采集卡通过视频数据采集模块将输入信号转换为内部格式，经过视频数据编码，发送给网络接口，即可以通过网络发送到需要显示的地方。

这种方法能够满足图像的远程显示需求，其缺点是，结构复杂，成本较高，网络带宽占用较高，图形容易失真等。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于远程显示的计算机图像采集系统及其采集方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于远程显示的计算机图像采集系统，包括前置光学模块、声光可调谐滤波器、后置光学模块、图像采集模块和DSP处理器，所述前置光学模块对准目标准备采集其图像，所述前置光学模块与声光可调谐滤波器的输入端连接，该声光可调谐滤波器控制声光可调谐滤波器模块上的频率分辨率为Hz的驱动信号发生和加载，进而可以实现光谱范围的选择；所述声光可调谐滤波器的输出端与后置光学模块的输出端连接，所述后置光学模块的输出端与图像采集模块的输入端连接，所述图像采集模块的输出端与DSP处理器的输入端连接，所述DSP处理器的两个输出端分别与数据存储器和LED显示屏的输出端电性连接，所述DSP处理器的输出端通过RS232数据输出与射频驱动模块的输入端信号连接，所述射频驱动模块的输处端与声光可调谐滤波器的输入端信号连接，所述DSP处理器通过无线通讯模块与远程控制终端信号连接。

优选的，所述前置光学模块包括视场光阑、准直透镜和起偏器，且前置光学模块放置在声光可调谐滤波器之前，其中光先通过视场光阑后由准直透镜准直为平行光然后通过起偏器变为线偏振光传给声光可调谐滤波器。

优选的，所述后置光学模块包含检偏器和会聚透镜，且后置光学模块并放置于AOTF之后，利用检偏器将通过声光可调谐滤波器的光进行检偏从而可以消除掉零级光，会聚镜将通过声光可调谐滤波器后的衍射光会聚于在CMOS图像传感器上。

优选的，所述图像采集模块包括CMOS图像传感器和数据通信接口，所述CMOS图像传感器分别与会聚透镜和数据通信接口连接。

优选的，所述CMOS图像传感器采用OV7141 CMOS图像传感器。

本发明还提供用于远程显示的计算机图像采集方法，包括如下步骤：

S1、目标的入射光经过前置光学模块后入射至声光可调谐滤波器；

S2、然后声光可调谐滤波器在其驱动模块的控制下选择需要的波段后，进入CMOS图像传感器中；

S3、然后CMOS图像传感器输出的8位数字信号复制为两路, 一路用于对视频信号进行处理, 另一路用于对视频信号的实时采集；

S4、通过DSP处理器将信号经传输给远程控制终端以及LED显示屏完成实时图像显示；

S5、同时DSP处理器还负责传输来自计算机并口的控制信号, 对CMOS图像传感器进行采集前的配置。

本发明的技术效果和优点：本发明提供的一种用于远程显示的计算机图像采集系统及其采集方法，与传统技术相比，其目标的入射光经过前置光学模块后入射至声光可调谐滤波器，然后声光可调谐滤波器在其驱动模块的控制下选择需要的波段后，进入CMOS图像传感器中，然后CMOS图像传感器输出的8位数字信号复制为两路, 一路用于对视频信号进行处理, 另一路用于对视频信号的实时采集，通过DSP处理器将信号经传输给远程控制终端以及LED显示屏完成实时图像显示，可以有效地降低系统的成本，提高网络带宽利用率，达到了预期目的。

附图说明

图1为本发明的模块框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种用于远程显示的计算机图像采集系统，包括前置光学模块、声光可调谐滤波器、后置光学模块、图像采集模块和DSP处理器，所述前置光学模块对准目标准备采集其图像，所述前置光学模块与声光可调谐滤波器的输入端连接，该声光可调谐滤波器控制声光可调谐滤波器模块上的频率分辨率为Hz的驱动信号发生和加载，进而可以实现光谱范围的选择；所述声光可调谐滤波器的输出端与后置光学模块的输出端连接，所述后置光学模块的输出端与图像采集模块的输入端连接，所述图像采集模块的输出端与DSP处理器的输入端连接，所述DSP处理器的两个输出端分别与数据存储器和LED显示屏的输出端电性连接，所述DSP处理器的输出端通过RS232数据输出与射频驱动模块的输入端信号连接，所述射频驱动模块的输处端与声光可调谐滤波器的输入端信号连接，所述DSP处理器通过无线通讯模块与远程控制终端信号连接。

进一步地，所述前置光学模块包括视场光阑、准直透镜和起偏器，且前置光学模块放置在声光可调谐滤波器之前，其中光先通过视场光阑后由准直透镜准直为平行光然后通过起偏器变为线偏振光传给声光可调谐滤波器。

进一步地，所述后置光学模块包含检偏器和会聚透镜，且后置光学模块并放置于AOTF之后，利用检偏器将通过声光可调谐滤波器的光进行检偏从而可以消除掉零级光，会聚镜将通过声光可调谐滤波器后的衍射光会聚于在CMOS图像传感器上。

进一步地，所述图像采集模块包括CMOS图像传感器和数据通信接口，所述CMOS图像传感器分别与会聚透镜和数据通信接口连接，所述CMOS图像传感器采用OV7141 CMOS图像传感器。

进一步地，其声光可调谐滤波器的主要结构包括声光晶体、压电换能器以及吸声介质。吸声材质的作用是吸收传输到换能器对面的超声波，防止声波发生反射形成驻波，影响声光可调谐滤波器的正常工作。压电换能器是通过真空镀膜、锢压焊等工艺键合在声光晶体表面，并进行减薄制成的。压电换能器在射频驱动电路产生的高频电信号下工作，射频驱动电路可以产生一定功率和频率的窄带高频电信号。换能器的功能把射频驱动电路输出的电信号转换成超声波。换能器的晶体切割方式决定了换能器的工作模式。超声波通过换能器与声光晶体之间的声学匹配层祸合声光晶体中，与入射光波发生互作用。

声光可调谐滤波器被作为一种新型的分光器件应用在成像光谱技术上。相比于传统的成像光谱系统，采用声光可调谐滤波器分光元件的成像光谱仪具有系统体积小、光谱范围广、速度快、入射角大、无运动部件精度高、频率可控波长可以选择等诸多优点，在生态和气象监测、军事防御、生物医药等领域提供了重要的技术手段。

声光可调谐滤波器的工作原理：压电换能器可以把射频驱动电路输出的电信号转换成超声波。超声波通过声光晶体与换能器之间的声学匹配层祸合到晶体中。晶体中的声波与光波会发生相互作用。当满足布拉格衍射条件时，入射光会发生布拉格衍射。在确定的声光晶体切割方向下，+1级衍射光的波长与驱动电信号的频率是相对应的，所以通过改变驱动电信号的频率即可改变衍射光的波长，从而实现可调谐的衍射滤波。

本发明还提供用于远程显示的计算机图像采集方法，包括如下步骤：

S1、目标的入射光经过前置光学模块后入射至声光可调谐滤波器；

S2、然后声光可调谐滤波器在其驱动模块的控制下选择需要的波段后，进入CMOS图像传感器中；

S3、然后CMOS图像传感器输出的8位数字信号复制为两路, 一路用于对视频信号进行处理, 另一路用于对视频信号的实时采集；

S4、通过DSP处理器将信号经传输给远程控制终端以及LED显示屏完成实时图像显示；

S5、同时DSP处理器还负责传输来自计算机并口的控制信号, 对CMOS图像传感器进行采集前的配置。

综上所述：本发明提供的一种用于远程显示的计算机图像采集系统及其采集方法，与传统技术相比，其目标的入射光经过前置光学模块后入射至声光可调谐滤波器，然后声光可调谐滤波器在其驱动模块的控制下选择需要的波段后，进入CMOS图像传感器中，然后CMOS图像传感器输出的8位数字信号复制为两路, 一路用于对视频信号进行处理, 另一路用于对视频信号的实时采集，通过DSP处理器将信号经传输给远程控制终端以及LED显示屏完成实时图像显示，可以有效地降低系统的成本，提高网络带宽利用率，达到了预期目的。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于远程显示的计算机图像采集系统，包括前置光学模块、声光可调谐滤波器、后置光学模块、图像采集模块和DSP处理器，其特征在于：所述前置光学模块对准目标准备采集其图像，所述前置光学模块与声光可调谐滤波器的输入端连接，该声光可调谐滤波器控制声光可调谐滤波器模块上的频率分辨率为Hz的驱动信号发生和加载，进而可以实现光谱范围的选择；所述声光可调谐滤波器的输出端与后置光学模块的输出端连接，所述后置光学模块的输出端与图像采集模块的输入端连接，所述图像采集模块的输出端与DSP处理器的输入端连接，所述DSP处理器的两个输出端分别与数据存储器和LED显示屏的输出端电性连接，所述DSP处理器的输出端通过RS232数据输出与射频驱动模块的输入端信号连接，所述射频驱动模块的输处端与声光可调谐滤波器的输入端信号连接，所述DSP处理器通过无线通讯模块与远程控制终端信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于远程显示的计算机图像采集系统，其特征在于：所述前置光学模块包括视场光阑、准直透镜和起偏器，且前置光学模块放置在声光可调谐滤波器之前，其中光先通过视场光阑后由准直透镜准直为平行光然后通过起偏器变为线偏振光传给声光可调谐滤波器。

3.根据权利要求1所述的一种用于远程显示的计算机图像采集系统，其特征在于：所述后置光学模块包含检偏器和会聚透镜，且后置光学模块并放置于AOTF之后，利用检偏器将通过声光可调谐滤波器的光进行检偏从而可以消除掉零级光，会聚镜将通过声光可调谐滤波器后的衍射光会聚于在CMOS图像传感器上。

4.根据权利要求1所述的一种用于远程显示的计算机图像采集系统，其特征在于：所述图像采集模块包括CMOS图像传感器和数据通信接口，所述CMOS图像传感器分别与会聚透镜和数据通信接口连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于远程显示的计算机图像采集系统，其特征在于：所述CMOS图像传感器采用OV7141 CMOS图像传感器。

6.一种权利要求1所述的用于远程显示的计算机图像采集方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、目标的入射光经过前置光学模块后入射至声光可调谐滤波器；

S2、然后声光可调谐滤波器在其驱动模块的控制下选择需要的波段后，进入CMOS图像传感器中；

S3、然后CMOS图像传感器输出的8位数字信号复制为两路, 一路用于对视频信号进行处理, 另一路用于对视频信号的实时采集；

S4、通过DSP处理器将信号经传输给远程控制终端以及LED显示屏完成实时图像显示；

S5、同时DSP处理器还负责传输来自计算机并口的控制信号, 对CMOS图像传感器进行采集前的配置。