CN115412674B - 基于usb显微镜的数码变焦方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于USB显微镜的数码变焦方法及***。方法包括：画面获取装置与显示装置通讯连接，画面获取装置用于获取拍摄区域的画面信息，且画面获取装置被配置为向显示装置发送第一视频流，显示装置根据第一视频流进行画面显示；获取变焦指令，画面获取装置响应于变焦指令向显示装置发送第一识别信号；显示装置响应于第一识别信号对第一视频流进行数码变焦；能够利用在第一视频流内***第一识别信号形成变焦信号的传递，尤其是第一识别信号插帧在第一视频流内，使得原本数据链接稳定的同时，不依赖于画面获取装置配置具备数码变焦功能的芯片实现数码变焦。

Description

基于USB显微镜的数码变焦方法及***

技术领域

本发明涉及USB显微镜技术领域，尤其涉及一种基于USB显微镜的数码变焦方法及***。

背景技术

对于显微镜来说，变焦的方式有两种，一是光学变焦；二是数码变焦。对于光学变焦来说，是利用镜头的物理结构实现变焦，通过镜片的移动来方法与缩小需要拍摄的画面；对于数码变焦来说是通过显微镜内的处理器，把图片内的每个像素面积增大，从而达到放大目的。这种手法如同用图像处理软件把图片的面积改大，不过程序在数码相机内进行，把原来CCD影像感应器上的一部份像素使用“插值”处理手段做放大，将CCD影像感应器上的像素用插值算法将画面放大到整个画面。实际上数码变焦并没有改变镜头的焦距，这也是现有技术中通过软件实现数码变焦的一种原理性技术手段。

在现有技术中，对发展迅猛的电子显微镜或者数码显微镜产品来说，由于其具有便携性和易用性受到广大用户的喜爱，在该产品上实现变焦的方式也为上述的光学变焦和数码变焦两种；但是对于数码变焦来说，现有的电子显微镜都采用内置有变焦功能的芯片安装在电子显微镜中，然后将变焦后的画面传送到电脑显示屏上进行显示；这种方式生产的产品芯片成本高，并且传输过程影响数码显微镜的数据传输、画面显示稳定性；因此如何改进变焦方式一直是需要解决的问题，第一如何做到不采用内置型高性能芯片即可实现，以降低产品成本；第二是采用未内置变焦功能的芯片是，利用何种方式进行实现；尤其对于USB显微镜来说，其数据通信方式利用USB线，而USB线除电源正负线以为的D+和D-信号线需要传送视频流，如果***其它信号的传输就会导致视频流中断，USB显微镜和电脑通讯失败，因此亟需开发出一种方法能使得USB摄像头数码变焦既不依赖于功能芯片，又能够克服USB线对信号传递限制。

发明内容

针对上述技术中存在的现有技术中，USB显微镜在采用未内置数码变焦功能芯片时如何数码变焦的问题；本申请提供一种技术方案进行解决。

为实现上述目的，本发明提供一种基于USB显微镜的数码变焦方法，所述方法包括：

画面获取装置与显示装置通讯连接，所述画面获取装置用于获取拍摄区域的画面信息，且所述画面获取装置被配置为向所述显示装置发送第一视频流，所述显示装置根据所述第一视频流进行画面显示；

获取变焦指令，所述画面获取装置响应于变焦指令向所述显示装置发送第一识别信号；

所述显示装置响应于所述第一识别信号对所述第一视频流进行数码变焦。

作为优选所述第一视频流为所述画面获取装置实时获取的视频画面。

作为优选，所述第一识别信号为预设图像；当所述画面获取装置获取变焦指令时，将所述预设图像插帧至所述第一视频流中发送；所述显示装置识别所述预设图像后，对所述第一视频流进行数码变焦。

作为优选，在所述显示装置识别所述预设图像时，对接收到的所述预设图像不进行显示。

作为优选，所述显示装置包括有变焦循环；在变焦循环内，所述显示装置对识别所述预设图像时对识别次数进行计数，根据所述识别次数确定变焦比例；当识别次数递增达到次数阈值时所述显示装置重新开始变焦循环。

作为优选，所述预设图像为七色色条图。

作为优选，在所述画面获取装置与所述显示装置通过USB线进行通讯；所述第一视频流通过USB线进行传输。

还公开一种指令处理方法，包括：

接收变焦指令；

提取预存的第一识别信号，所述第一识别信号用于触发第一视频流的数码变焦；

将第一识别信号插帧至第一视频流后发送。

还公开一种数码变焦处理方法，包括：

接收具有第一识别信号的第一视频流；

响应于第一识别信号，对第一视频流进行数码变焦。

还公开一种数码变焦***，采用上述的方法；包括：

USB显微镜，用于实现指令处理方法；所述USB显微镜包括图像获取单元、第一控制单元、第一存储单元和第一通讯单元；

显示装置，用于实现数码变焦处理方法；所述显示装置包括图像显示单元、第二控制单元和第二通讯单元；

所述图像获取单元用于获取拍摄区域的画面信息，所述第一存储单元用于存储预设图像；所述第一控制单元接收到变焦指令时，通过所述第一通讯单元发送插帧有预设图像的第一视频流至所述第二通讯单元；

所述图像显示单元用于对所述第一视频流进行显示，所述第二控制单元用于识别所述预设图像，以对所述第一视频流进行数码变焦。

本发明的有益效果是：本发明公开一种基于USB显微镜的数码变焦方法，方法包括：画面获取装置与显示装置通讯连接，画面获取装置用于获取拍摄区域的画面信息，且画面获取装置被配置为向显示装置发送第一视频流，显示装置根据第一视频流进行画面显示；获取变焦指令，画面获取装置响应于变焦指令向显示装置发送第一识别信号；显示装置响应于第一识别信号对第一视频流进行数码变焦；能够利用在第一视频流内***第一识别信号形成变焦信号的传递，尤其是第一识别信号插帧在第一视频流内，使得原本数据链接稳定的同时，不依赖于画面获取装置配置具备数码变焦功能的芯片实现数码变焦。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为本发明中各主体之间的交互流程图；

图3为本发明的***软件架构图；

图4为本发明的***结构示意图。

主要元件符号说明如下：

1、USB显微镜；11、图像获取单元；12、第一控制单元；13、第一存储单元；14、第一通讯单元；

2、显示装置；21、图像显示单元；22、第二控制单元；23、第二通讯单元。

具体实施方式

为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。

在下文描述中，给出了普选实例细节以便提供对本发明更为深入的理解。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。应当理解所述具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件或它们的组合。

在现有技术中，正如背景技术内容所述，电子显微镜的数码变焦通常依赖于在显微镜本体中配置的芯片原有功能，而这种芯片价格高，使得产品整体成本上升；其变焦过程均在显微镜上先完成，然后将变焦后的画面传送到显示装置上进行显示，这个过程也使得显微镜在处理变焦时复杂性上升，运算量加大，导致镜头容易发热；使用寿命也会下降。在这个前提下，发明人希望着手采用外部数码变焦的方式，以降低产品成本，提高使用体验和产品寿命；而在后续的研究中发现，对于采用USB线进行连接通讯的显微镜来说，视频流和电流信号占据了USB线的所有传输通道；如果传输其它信号会导致视频流传输中断，从而导致显示装置和显微镜断联；因此还需要去解决这一问题才能达到良好变焦效果。

本发明公开一种基于USB显微镜的数码变焦方法，请参阅图1-图2；方法包括：

画面获取装置与显示装置通讯连接，画面获取装置用于获取拍摄区域的画面信息，且画面获取装置被配置为向显示装置发送第一视频流，显示装置根据第一视频流进行画面显示；第一视频流是由画面获取装置所获取到的数据流，其使得显示装置可以展示实时拍摄到的画面；其中，在实际生产过程中，画面获取装置是类指电子显微镜的产品，或者是带有图像传感器的镜头组件，其内设有处理器进行指令发送和读取；显示装置是指带有显示屏和处理器的设备；

获取变焦指令，画面获取装置响应于变焦指令向显示装置发送第一识别信号；变焦指令可以通过在画面获取装置上的实体按键触发，也可以通过其它无线通信手段向画面获取装置进行传输；所谓第一识别信号是可以插帧在第一视频流内的信号，且保证该信号不会使得画面获取装置和显示装置中断；具体可以是像素信号、画面流信号或者特定时间戳节点信号等；

显示装置响应于第一识别信号对第一视频流进行数码变焦。显示装置能够对第一识别信号进行识别配对，从而启动数码变焦，且第一视频流是存在时间顺序的数据，因此数码变焦的部分是第一识别信后之后的视频流数据；同时，第一识别信号也可以起到画面获取装置和显示装置形成唯一配对识别的作用，保证信息传输的稳定性和隐秘性；而数码变焦的原理则采用现有技术中类似手段进行实现，在此不做赘述。通过此方案，可以使用不内置变焦功能的芯片作为USB显微镜的处理器，降低了生产成本，提高设备稳定性，减少功耗，同时完美实现数码变焦功能；保证其良好功能性。

在本实施例中，第一视频流为画面获取装置实时获取的视频画面。能够对画面进行实时展现，并且第一视频流数据一直连续传输不中断，插帧在第一视频流内的第一识别信号就使得后续视频流进行数码变焦完成后呈现。

在本实施例中，第一识别信号为预设图像；预设图像为预先存储在画面获取装置中；当画面获取装置获取变焦指令时，将预设图像插帧至第一视频流中发送，由于预设图像是图像流数据，因此在插帧到第一视频流中可以顺利传送，并且不会影响画面获取装置和显示装置的连接稳定性，并且，以图像信号作为识别信号插帧带有天然时间戳性质，能够使得信号传递和响应都在毫秒级完成，并且无需额外添加时间戳标记进行标定；显示装置识别预设图像后，对第一视频流进行数码变焦。需要说明的是，显示装置是对预设图像之后的视频流进行数码变焦，也就是后续未发生改变时，第一视频流在显示装置上呈现的画面都是实时画面变焦后的效果；并且传输数据没有变化，整个过程不增加画面获取装置（USB显微镜）的功耗和数据通量。

在一个更优选的实施例中，在显示装置识别预设图像时，对接收到的预设图像不进行显示。由于显示装置会直接对视频流数据进行转换后显示，而预设图像是作为识别信号使用，因此能够快速的对识别信号作出反馈，响应速度远超其它信号的冷启动；同时，利用图像流数据作为识别，能够保证触发的隐蔽性和配对的唯一性。

在本实施例中，显示装置包括有变焦循环；在变焦循环内，显示装置对识别预设图像时对识别次数进行计数，根据识别次数确定变焦比例；当识别次数递增达到次数阈值时显示装置重新开始变焦循环。也就是说，在画面获取装置第一次根据变焦指令发出第一个第一识别信号后，显示装置成功识别预设图像进行数码变焦，并进行计次为1；在画面获取装置第二次根据变焦指令发出第二个第一识别信号后，虽然第一识别信号并没有变化，但是在显示装置识别时计次为2，那么在计次为2的数码变焦则对应变焦循环内设定的第二个变焦倍数；依次累加计数直到循环重复。那么对应举例的，在产品应用中表现为，用户触发USB显微镜上的按钮，显示装置数码变焦倍数为X1，再次触发USB显微镜上的按钮，显示装置数码变焦倍数调整为X2，依次类推至第N次触发，数码变焦调整为Xn，直到N+1次触发后，数码变焦调整为X1，重复变焦循环。

在本实施例中，预设图像为七色色条图。通过识别该预设图像的像素信息，能够准确配对，并且其像素排列分明，可以快速进行比较验证。

在本实施例中，在画面获取装置与显示装置通过USB线进行通讯；第一视频流通过USB线进行传输。

还公开一种指令处理方法，包括：

接收变焦指令；

提取预存的第一识别信号，第一识别信号用于触发第一视频流的数码变焦；

将第一识别信号插帧至第一视频流后发送。可以完成对变焦指令的有效处理，更优选的，在使用USB线连接时，能够满足USB线的信号限制特性。

还公开一种数码变焦处理方法，包括：

接收具有第一识别信号的第一视频流；

响应于第一识别信号，对第一视频流进行数码变焦。能够对特定第一识别信号准确配对识别，以实现第一视频流数码变焦。

还公开一种数码变焦***，请参阅图3-图4；采用上述的方法；包括：

USB显微镜1，用于实现指令处理方法；USB显微镜包括图像获取单元11、第一控制单元12、第一存储单元13和第一通讯单元14；

显示装置2，用于实现数码变焦处理方法；显示装置2包括图像显示单元21、第二控制单元22和第二通讯单元23；

图像获取单元用于获取拍摄区域的画面信息，第一存储单元用于存储预设图像；第一控制单元接收到变焦指令时，通过第一通讯单元发送插帧有预设图像的第一视频流至第二通讯单元；所谓第一通讯单元和第二通讯单元可以是USB连接线及其数据接口，也可以是其它连接形式；

图像显示单元用于对第一视频流进行显示，第二控制单元用于识别预设图像，以对第一视频流进行数码变焦。

本发明的优势在于：

能够利用在第一视频流内***第一识别信号形成变焦信号的传递，尤其是第一识别信号插帧在第一视频流内，使得原本数据链接稳定的同时，不依赖于画面获取装置配置具备数码变焦功能的芯片实现数码变焦。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，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 (8)

1.一种基于USB显微镜的数码变焦方法，其特征在于，使用不含内置变焦功能的芯片作为USB显微镜的处理器；所述方法包括：

画面获取装置与显示装置通讯连接，所述画面获取装置用于获取拍摄区域的画面信息，且所述画面获取装置被配置为向所述显示装置发送第一视频流，所述显示装置根据所述第一视频流进行画面显示；

获取变焦指令，所述画面获取装置响应于变焦指令向所述显示装置发送第一识别信号；

所述显示装置响应于所述第一识别信号对所述第一视频流进行数码变焦。

2.根据权利要求1所述的基于USB显微镜的数码变焦方法，其特征在于，所述第一视频流为所述画面获取装置实时获取的视频画面。

3.根据权利要求1-2任一项所述的基于USB显微镜的数码变焦方法，其特征在于，所述第一识别信号为预设图像；当所述画面获取装置获取变焦指令时，将所述预设图像插帧至所述第一视频流中发送；所述显示装置识别所述预设图像后，对所述第一视频流进行数码变焦。

4.根据权利要求3所述的基于USB显微镜的数码变焦方法，其特征在于，在所述显示装置识别所述预设图像时，对接收到的所述预设图像不进行显示。

5.根据权利要求3所述的基于USB显微镜的数码变焦方法，其特征在于，所述显示装置包括有变焦循环；在变焦循环内，所述显示装置对识别所述预设图像时对识别次数进行计数，根据所述识别次数确定变焦比例；当识别次数递增达到次数阈值时所述显示装置重新开始变焦循环。

6.根据权利要求3所述的基于USB显微镜的数码变焦方法，其特征在于，所述预设图像为七色色条图。

7.根据权利要求3所述的基于USB显微镜的数码变焦方法，其特征在于，在所述画面获取装置与所述显示装置通过USB线进行通讯；所述第一视频流通过USB线进行传输。

8.一种数码变焦***，其特征在于，采用权利要求1-7任一项所述的方法；包括：

USB显微镜，使用不内置变焦功能的芯片作为USB显微镜的处理器；所述USB显微镜包括图像获取单元、第一控制单元、第一存储单元和第一通讯单元；用以实现以下指令处理方法；

接收变焦指令；

提取预存的第一识别信号，所述第一识别信号用于触发第一视频流的数码变焦；

将第一识别信号插帧至第一视频流后发送

显示装置，所述显示装置包括图像显示单元、第二控制单元和第二通讯单元；

所述图像获取单元用于获取拍摄区域的画面信息，所述第一存储单元用于存储预设图像；所述第一控制单元接收到变焦指令时，通过所述第一通讯单元发送插帧有预设图像的第一视频流至所述第二通讯单元；

所述图像显示单元用于对所述第一视频流进行显示，所述第二控制单元用于识别所述预设图像，以对所述第一视频流进行数码变焦。

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