[发明专利]一种分光式仿生视觉系统

说明书

技术领域

本发明属于仿生视觉技术领域，涉及一种分光式仿生视觉系统，用于实现类似人或动物的仿生视觉。

背景技术

人类利用自己的眼、耳、鼻、嘴以及其他器官从周围环境中获取信息，从而在纷繁的世界中生存与发展。因此，一旦产生了计算机，人类希望计算机能够代替他们与周围环境交换信息，这就导致了计算机视觉的产生和发展。从美国麻省理工学院的Marr教授奠基开始的二十多年来，世界各国的研究者们按照Marr提出的基本理论框架，对计算机视觉系统的各个研究层次进行了大量的研究，并提出了相应的解决方法，但总的来讲，这些方法都存在着一些问题，或缺乏通用性，或抗干扰能力差，或存在多解性，其原因如下：一是计算机视觉是一个逆问题，即输入图像为二维图像的灰度，它是三维物体几何特征、光照、物体材料表面性质、物体的颜色、摄像机参数等许多因素的函数。由灰度反推以上各种参数是逆问题，而这些问题大都是非线形的，问题的解不具有唯一性，而且对噪声或离散化引起的误差都极其敏感；另一个原因是Marr的视觉系统框架是一个自上而下的、模块的、单向的、数据驱动型的结构。例如计算机视觉在机器人、军事上目标追踪目标识别领域，由于处理视觉信息过于复杂，而导致在这些领域研究发展缓慢。

目前的计算机视觉系统无法达到这样的要求，而对于生物来说，却是轻而易举的事情。生物视觉系统具有对运动目标敏感、分辨率调节迅速等特点，能准确无误地识别目标。神经生理学的深入研究表明，生物视觉系统的认知过程是一种与外界交互作用的有目的、主动性过程，而不仅仅是一种被动式的反应。而且生物的视觉系统经过数百万年的进化，有独特的系统方式，且非常稳定可靠。生物视觉系统的最基础且最重要的是视网膜皮层映射（Retinotopic mapping）机制。人类和生物视觉系统中的这种Retinotopic mapping机制，即从视网膜光感受器的非均匀分布到视觉皮层中央/周边处理通道，和注意转移控制机制都揭示了视觉信息感知与处理的非均匀性。这种机制能最大限度地获取场景中所关心的信息，对感兴趣的目标保持高分辨率；同时压缩周边信息，对视野的其它部分保持警戒，从而保证了视觉系统信息获取和处理的高效性，形成了一种高效的数据传输、处理系统。这既为目标跟踪和目标识别研究提供了一个很好的参考模式，也为解决目标跟踪中的视场、分辨率和实时性三者之间有效性的矛盾提供了一条有价值的途径。

目前的仿生视觉系统，只能针对一路光束进行处理，无法满足不同采样时的光束分离处理，这样数据采集不全面，不能直观的反应目标的视场。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种分光式仿生视觉系统，模拟人或生物的视觉系统，实现中心窝和周边视的分离，提供给视觉处理系统两种不同的视觉信号，将视觉信息进行分路处理。

为达到上述目的，本发明的构思是：一个复合光路来实现周边视和中心窝两种输入，采用一个鱼眼镜头，在鱼眼镜头和CCD之间，使用一个分光半透镜，这样一路光束透射到大尺寸低分辨率CCD成像芯片中，实现周边视的模拟；另外一路光束反射到小尺寸的高分辨率CCD成像芯片中，实现中心窝的模拟。

根据上述的构思，本发明采用如下技术方案：

一种分光式仿生视觉系统，包括鱼眼镜头，分光半透镜，小尺寸高分辨率CCD，大尺寸低分辨率CCD和DSP处理器；所述鱼眼镜头竖直固定，所述分光半透镜与垂直于鱼眼镜头的平面呈45°摆放；通过鱼眼镜头的视觉信号射在分光半透镜上，所述小尺寸高分辨率CCD固定在分光半透镜左侧，接收分光半透镜反射的视觉信号，所述大尺寸低分辨率CCD固定在分光半透镜下方，接收分光半透镜透射的视觉信号；所述小尺寸高分辨率CCD和大尺寸低分辨率CCD与DSP处理器用导线连接，所述小尺寸高分辨率CCD和大尺寸低分辨率CCD的视觉信号经DSP处理器处理之后输出。

与现有技术相比，本发明具有如下突出的实质性特点和显著地优点：

本发明可以把视觉光路分离成中心窝视觉信息和周边视视觉信息，提供给视觉处理系统两种不同的视觉信号，将视觉信息进行分路处理，相比现有只能针对一路光束进行处理进行改进，将视觉信号分路，并用DSP处理器针对不同路的信号进行不同的处理，以便对目标跟踪中的视场、分辨率和实时性进行分析，这样既方便信号处理，数据采集更加全面，更直观的反应目标情况。

附图说明

图1是分光式仿生视觉装置的结构示意图。

图2是视觉信号处理流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施例作进一步的说明。