一种无电源供电的海底摄像方法技术

本发明专利技术涉及一种摄像方法，尤其为一种无电源供电的海底摄像方法，包括如下步骤：在海底摄像头外部设置传感器；通过传感器采集海底摄像头所在位置的声压变化；通过换能器将声压能源转化为电能进行存储，当存储电量超过阈值时，驱动摄像头进行摄像；对海底摄像头采集的图像进行压缩并利用换能器转化为声信号进行传送。本发明专利技术通过声压换能器接收水下声能并转化为电能为海底摄像头进行充电，通过能源捕获电路捕获电能并进行储存。驱动低功耗感光装置进行摄像。通过对图像进行压缩分层传输，减少了图像的压缩时间，降低了图像的压缩能耗；对图像进行失真测量，且通过设定门限值对图像进行细化，保证的图像的质量，有助于我们了解更真实的海底世界。真实的海底世界。真实的海底世界。

【技术实现步骤摘要】
一种无电源供电的海底摄像方法


[0001]本专利技术涉及一种摄像方法，尤其是一种无电源供电的海底摄像方法。

技术介绍

[0002]地球70％以上的面积都被海洋占据，在全球海洋中，深度超过2000米的海洋占到一半以上。深海探索的手段包括乘坐潜水器潜入深海，让无人潜水器等深海探测设备去自主勘探海底，用深海拖网和捕集器抓捕深海生物和固体物质等等。现有技术中，摄像作为一种常规的探测手段，在长期海洋探测中存在电池供电能源不足的问题，长年累月为水下摄像机供电的高成本是阻止广泛的海底探索的严峻挑战。声能发电技术是一种新型的发电技术，它可以通过换能器实现声能到电能的转换。声能发电系统是换能器和声能收集装置两部分。换能器是声能发电装置的核心部件，根据换能器的不同种类将声能发电装置主要分为压电式、电磁式和静电式三种形式，其中压电式声能发电装置采用压电材料作为换能元件，入射声波通过时引起压电晶体产生形变，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷产生电动势，即通过压电效应实现声能到电能的转换。利用声能发电可作为水下摄像机的长期供电能源。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是通过提出一种无电源供电的海底摄像方法，在黑暗的水下环境中，该设备能拍摄彩色照片并进行传输。其能量来源是声波，声波能量由压电换能器转换为电能，当积累了足够的能量时，为其成像和通信设备提供动力。该相机通过红绿蓝三种颜色的高亮LED进行曝光，在低功耗感光元件上获取到三色图像。
[0004]本专利技术采用的技术方案如下：r/>[0005]提供一种无电源供电的海底摄像方法，包括如下步骤：
[0006]S1.1：在海底摄像头外部设置声压换能器；
[0007]S1.2：采集声压能量，通过电能获取装置转化为电能并进行存储；
[0008]S1.3：当电能达到阈值时，驱动低功耗感光元件进行摄像；
[0009]S1.4：对采集的图像进行压缩，并通过换能器转化为声信号进行传送。
[0010]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述S1.2中通过能源捕获电路对所述电能获取装置转化的电能进行存储。
[0011]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述S1.3中，当电能获取装置转化的电能达到阈值时，驱动低功耗感光元件进行摄像。
[0012]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述S1.3中，驱动海底摄像头时，同时启动红、绿、蓝三种高亮LED灯进行曝光。
[0013]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述S1.4中，以能耗最低为目标对图像进行网络分层压缩传输。
[0014]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述网络分层包括图像数据信息采集层、节点
编码层和节点传输层；所述图像数据信息采集层利用采集节点获取图像，并完成对图像的分块处理；所述节点编码层将分块后的图像传输至各编码节点，对各个对立图像分块按照编码参数进行分解和压缩编码；所述节点传输层与节点编码层中各个编码建立网络连接，并接收来自节点编码层的多分块图像压缩编码，并将其传输到目标节点。
[0015]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述图像数据信息采集层的图像分块处理步骤如下：
[0016]设图像中某一码块为B，则对该码块通过编码节点i进行单独编码时产生的码流为c，且在c中包含了多个截断点；在编码过程中对B进行失真测量，计算结果为：
[0017][0018]其中，为对某一码块B通过编码节点i编码的第z个截断点的质量分级。
[0019]作为本专利技术的一种优选技术方案：在编码过程中给定一个总码率，任何一个截断点满足：
[0020][0021]其中，L
max
为给定的总码率最大值。
[0022]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述图像数据采集层中将图像划分为R、G、B三个色彩通道的子图像，并通过三个色彩通道将图像传输至节点编码层，并利用编码节点编码子图像并设置编码门限值：
[0023]T0＝2
n
[0024]其中，T0为初始门限数值，其中，
[0025]n＝log2X
[0026]其中，X为图像压缩编码系数，目标节点扫描接收的编码文件，目标节点经过多次扫描重构图像，每扫描结束下一次扫描开始前减半门限数值。
[0027]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述S1.4中图像压缩完成后，通过换能器将压缩后的图像数据转化为声信号传输至水听器进行图像重构。
[0028]本专利技术提供的无电源供电的海底摄像方法，与现有技术相比，其有益效果有：
[0029]本专利技术通过压电换能器将声波能量转换为电能并存储，当积累了足够的能量时，为其成像和通信设备提供动力。通过红绿蓝三种颜色的高亮LED进行曝光，在低功耗感光元件上获取到三色图像。通过对图像进行压缩分层传输，减少了图像的压缩时间，降低了图像的压缩能耗；对图像进行失真测量，且通过设定门限值对图像进行细化，保证的图像的质量，有助于我们了解更真实的海底世界。并通过声波传输图像信号的二进制信息，大大减少了消耗功率。
附图说明
[0030]图1为本专利技术优选实施例的方法流程图。
具体实施方式
[0031]需要说明的是，在不冲突的情况下，本实施例中的实施例及实施例中的特征可以
相互组合，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]参照图1，本专利技术优选实施例提供了一种无电源供电的海底摄像方法，包括如下步骤：
[0033]S1.1：在海底摄像头外部设置声压换能器；
[0034]S1.2：采集声压能量，通过电能获取装置转化为电能并进行存储；
[0035]S1.3：当电能达到阈值时，驱动低功耗感光元件进行摄像；
[0036]S1.4：对采集的图像进行压缩，并通过换能器转化为声信号进行传送。
[0037]所述S1.2中通过能源捕获电路对所述电能获取装置转化的电能进行存储。
[0038]所述S1.3中，当电能获取装置转化的电能达到阈值时，驱动低功耗感光元件进行摄像。
[0039]所述S1.3中，驱动海底摄像头时，同时启动红、绿、蓝三种高亮LED灯进行摄像。
[0040]所述S1.4中，以能耗最低为目标对图像进行网络分层压缩传输。
[0041]所述网络分层包括图像数据信息采集层、节点编码层和节点传输层；所述图像数据信息采集层利用采集节点获取图像，并完成对图像的分块处理；所述节点编码层将分块后的图像传输至各编码节点，对各个对立图像分块按照编码参数进行分解和压缩编码；所述节点传输层与节点编码层中各个编码建立网络连接，并接收来自节点编码层的多分块图像压缩编码，并将其传输到目标节点。
[0042]所述图像数据信息采集层的图像本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无电源供电的海底摄像方法，其特征在于：包括如下步骤：S1.1：在海底摄像头外部设置声压换能器；S1.2：采集声压能量，通过电能获取装置转化为电能并进行存储；S1.3：当电能达到阈值时，驱动低功耗感光元件进行摄像；S1.4：对采集的图像进行压缩，并通过换能器转化为声信号进行传送。2.根据权利要求1所述的无电源供电的海底摄像方法，其特征在于：所述S1.2中通过能源捕获电路对所述电能获取装置转化的电能进行存储。3.根据权利要求1所述的无电源供电的海底摄像方法，其特征在于：所述S1.3中，当电能获取装置转化的电能达到阈值时，驱动低功耗感光元件进行摄像。4.根据权利要求3所述的无电源供电的海底摄像方法，其特征在于：所述S1.3中，驱动海底摄像头时，同时启动红、绿、蓝三种高亮LED灯进行曝光。5.根据权利要求1所述的无电源供电的海底摄像方法，其特征在于：所述S1.4中，以能耗最低为目标对图像进行网络分层压缩传输。6.根据权利要求5所述的无电源供电的海底摄像方法，其特征在于：所述网络分层包括图像数据信息采集层、节点编码层和节点传输层；所述图像数据信息采集层利用采集节点获取图像，并完成对图像的分块处理；所述节点编码层将分块后的图像传输至各编码节点，对各个对立图像分块按照编码参数进行分解和压缩编码；所述节点传输层与节点编码层中各个编码建立网络连接，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯向超，巩小东，倪秀辉，孟雍祥，李新娟，袁幸杰，孙嵩，杜鹏，马昕宇，
申请(专利权)人：山东省科学院海洋仪器仪表研究所，
类型：发明
国别省市：