[发明专利]一种萤火虫闪光信号采集复现方法及装置

说明书

本发明适用于萤火充闪光信号研究技术领域，提供一种萤火虫闪光信号采集复现方法及装置，本发明方法首先进行采集闪光信号并消除背景光处理，并且还可以进一步进行数据压缩，然后通过提取有效片段，并计算样本库中是否存在与当前有效片段匹配的样本片段，最后根据匹配情况以及回应库的是否存在对应回应片段进行发光复现，及时更新样本库、回应库和映射表，久而久之，样本库、回应库内的片段数据会越来越丰富，能更好的展示出萤火虫的闪光信号变化和信息交互，体验效果更好，而且本方案实现成本低，效果好，非常值得在萤火虫行业中广泛使用和推广。

技术领域

本发明属于萤火充闪光信号研究技术领域，尤其涉及一种萤火虫闪光信号采集复现方法及装置。

背景技术

体萤火虫之间的交流(交互行为)是依靠其发光器产生的“闪光信号”完成。不同异性虫体之间、不同行为阶段、不同行为模式所对应的“闪光信号”均不相同，这种“闪光信号”成为萤火虫的交流语言。此外，某些品种萤火虫的交流需要“闪光信号”和“信息素”共同作用。

目前已有的萤火虫发光模拟方案，是通过USB接口从计算机获取发光波形数据，然后驱动LED发光二极管产生相应的闪光信号。此种方案的缺点是：

①只能被动接受来自上位机的波形数据，简单的复现出闪光信号，自身不具备观察功能，即无法根据当前活体萤火虫的闪光信号自动做出与之对应的回应；使用前，上位机必须编辑好发光波形数据，否则无法使用；使用时需要通过USB接口连接上位机，自身不具备存储功能，携带使用不便。

②不具备活体萤火虫闪光信号记录和采集能力，不具备萤火虫信息素散发功能，不具备发光强度拟合功能，存在实际发光强度变化与活体萤火虫光强变化差异问题，导致复现失真。

目前已有的萤火虫闪光信号采集方案，依赖于高速红外摄影机录制萤火虫活动视频，再通过人工观看视频并选取特征片段后，交由图形识别软件将该片段中每一帧图像内萤火虫发光强度转换为数据，从而得到连续的发光数据。此种方案的缺点是：

①成本高。高速红外摄像机价格昂贵，视频存储设备，图像识别处理软件价格昂贵。

②丢失细节造成失真。由于摄像机拍摄的视频存在图像帧之间的时隙(时隙较大，约几十毫秒)，即在视频连续两个图像帧之间存在时间间隔。此间隔内的萤火虫闪光信号变化是录制不到的，因而丢失了细节，产生数据失真。为解决这一问题，只能采用更高速的摄像机，达到缩小图像帧间时隙的目的。但这样做会导致成本大幅度提高

③需要人工干预，自动化程度低。

④只能被动录制萤火虫闪光信号，无法与之互动。即无法实现用人工指定的闪光信号刺激萤火虫从而录制到它对该信号的反应视频。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种萤火虫闪光信号采集复现方法及装置，旨在解决现有萤火虫闪光信号采集和发光模拟成本高、使用效果不佳的技术问题。

一方面，所述萤火虫闪光信号采集复现方法包括下述步骤：

采集萤火虫闪光信号数据并进行消除背景光处理；

从闪光信号数据中提取有效片段；

将当前提取到的有效片段与已存储样本库中的样本片段进行比对，通过相似度匹配计算判断样本库中是否存在与当前有效片段匹配的样本片段；

若存在，则根据映射表从回应库中找到当前匹配样本片段对应的回应片段，然后根据回应片段进行发光复现；

若不存在，则从样本库中遍历样本片段进行发光复现，如果采集到萤火虫闪光信号数据依然与之前一样，则认定当前选择的样本片段对萤火虫无效，如果采集到萤火虫闪光信号数据发生改变，则认定当前选择的样本片段对萤火虫有效，将当前有效片段作为新的样本片段存储至样本库中,同时将当前选择的样本片段作为当前有效片段对应的回应片段保存至回应库，并更新映射表。