CN102348115B - 一种去除视频中冗余图像的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种去除视频中冗余图像的方法和装置，包括依次电连接的监控摄像装置、图像预处理装置、图像对比装置和图像恢复装置，所述监控摄像装置能以预定的分辨率和帧率来拍摄和缓存图像；图像恢复装置实时地从所述图像对比装置中读取已经存储的所述多个块，并根据所述多个块所对应的标识符逐块恢复出完整的一帧图像，从而实时显示出监控视频。本发明通过基准图像和每一帧图像之间的对比，从而能够区别出监控画面的变化，因此能够在不降低监控画面质量的情况下，仅将变化的画面传送给监控室，并同时去除了冗余的图像，以达到大幅度降低监控系统数据量、不影响监控视频质量的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种去除视频中冗余图像的方法和装置。
背景技术
随着监控系统在商用民用的日渐普及，监控摄像机和/或监控摄像头被广泛应用在居民住宅、地下车库、企业财务室、案件高发区等各种场合。
监控摄像机24小时工作，其监控到的视频通过传输介质送到监控室在电视墙上显示。其中传输介质根据监控点距离监控中心的距离不同大概可分为：同轴线缆、网络、光缆、无线等。但各种传输方式的共同要求是：能够对前端摄像机摄录的图像进行实时传输，同时要求传输具有损耗小，质量可靠，图像在监控中心能够清晰还原显示。当前，视频监控在经历了模拟时代、数字时代后已逐渐进入了网络时代、高清时代，这就面临着一个很大的问题：数据量大，传输速度慢。
现有技术中，一般都采用有损压缩的方式对视频图像进行预处理以减少数据量，但有损压缩的方式毕竞对视频图像质量有影响，而且压缩后的数据量还是不小，其中还是存在大量冗余信息。因为在很多监控场所，监控摄像头的位置是不变的，例如在某一地下车库，有可能在某一空闲时间没有车子出入，那么监控摄像头拍到这段时间的视频就没有变化，但按照现有技术的有损压缩传输方式，这段视频还是通过传输介质进行传输并存储，这就造成了很大的冗余。
发明内容
本发明的目的是提供一种分辨率高、能够去除冗余图像、大降低监控系统数据量、不影响监控视频质量的一种去除视频中冗余图像的方法和装置。
为解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：一种去除视频中冗余图像的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)以预定的分辨率和帧率对被监控场所进行拍摄，并将所拍摄的视频按帧缓存；(2)读取所述缓存的第一帧图像并将其存储起来作为当前基准图像，同时生成一个与所述第一帧图像唯一对应的标识符，并将所述第一帧图像的下一帧图像作为当前对比图像；将所述当前基准图像划分为多个块，并对所述的块进行编号；(3)读取所述当前对比图像并将其划分为与所述当前基准图像中的多个块相对应的多个块、并将所述当前对比图像中的每一块都逐块与所述当前基准图像中的对应的块进行比对；(4)在所述比对后，如果所述当前对比图像与当前基准图像中的所述多个块中不相同的数量超过预定比例，则存储所述当前对比图像中的所述多个块，并将所述当前对比图像作为新的当前基准图像、同时生成与之对应的唯一数字标识符，并将所述新的当前基准图像的下一帧图像作为新的当前对比图像并返回所述步骤(3)继续进行比对；否则，将所述当前对比图像的下一帧图像作为新的当前对比图像，然后返回所述步骤(3)重新开始下一轮的比对；(5)实时地读取所述步骤(4)中已经存储的所述多个块，并根据所述多个块所对应的标识符逐块恢复出完整的一帧图像，反复执行步骤(5)从而实时显示出监控视频。
本发明为解决上述技术问题还采取以下技术方案：一种去除视频中冗余图像的装置，包括依次电连接的监控摄像装置、图像预处理装置、图像对比装置和图像恢复装置，其特征在于：所述监控摄像装置能以预定的分辨率和帧率来拍摄和缓存图像；所述图像预处理装置的一端与所述监控摄像装置连接，另一端与所述图像对比装置连接；所述图像预处理装置将所述被缓存的第一帧图像作为当前基准图像并生成一个与所述第一帧图像唯一对应的标识符，同时将所述第一帧图像的下一帧图像作为当前对比图像；并将所述当前基准图像划分为多个块，并将所述块编号；所述图像预处理装置将所述当前对比图像划分为与所述当前基准图像中的多个块相对应的多个块、并将所述当前对比图像中的每一块都逐块与所述当前基准图像中的对应的块进行比对；所述图像对比装置对所述比对的结果进行判断，如果所述当前对比图像与当前基准图像中的所述多个块中不相同的数量超过预定比例，则存储所述当前对比图像中的所述多个块，并将所述当前对比图像作为所述图像预处理装置中的新的当前基准图像、同时生成与之对应的唯一数字标识符，并将所述新的当前基准图像的下一帧图像作为所述图像预处理装置中的新的当前对比图像，然后由所述图像预处理装置继续进行比对；否则，将所述当前对比图像的下一帧图像作为所述图像预处理装置中的新的当前对比图像，然后由所述图像预处理装置重新开始下一轮的比对；图像恢复装置实时地从所述图像对比装置中读取已经存储的所述多个块，并根据所述多个块所对应的标识符逐块恢复出完整的一帧图像，从而实时显示出监控视频。
本发明通过基准图像和每一帧图像之间的对比，从而能够区别出监控画面的变化，因此能够在不降低监控画面质量的情况下，仅将变化的画面传送给监控室，并同时去除了冗余的图像，以达到大降低监控系统数据量、不影响监控视频质量的目的。
附图说明
图1是去除视频中冗余图像的方法和装置的整体方案图。
图2是比较流程与原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。
视频是由一帧一帧的图像以一定帧率播放所形成的，因此对视频的处理可以归根为对图像的处理。
如图1-2所示，本发明中的去除视频中冗余图像的方法包括以下步骤：
(1)设置好视频监控摄像机的拍摄分辨率并以一定帧率拍摄图像，将拍摄到的图像存储到摄像机自带的缓存中，所述缓存中所存储的是每帧图像的原始像素点信息。优选地，所述分辨率和帧率可分别取800*600分辨率和25fps帧率。
(2)图像处理模块从所述缓存中读取第一帧图像，将将所述第一帧图像存储、以用于图像比对的基准图像，并生成一个与所述第一帧图像唯一对应的标识符D1，并将所述第一帧图像作为当前基准图像、将所述第一帧图像的下一帧图像作为当前对比图像。在存储所述第一帧图像时，对所述第一帧图像进行分块，并对所述每个块进行编号，块的粒度大小可调，根据图像分辨率大小及对视频质量要求不同可从1到设置的所述分辨率下的像素总数间进行选择。
例如，对于设置于800*600分辨率的监控摄像机所拍摄的图像，其每一帧图像的分辨率为800*600，其含有480000个像素，则所述粒度可选范围为1-480000，假如选的所述粒度大小为8*6，则所述监控摄像机所拍摄的图像中的每一帧图像可被分为10000块，每一块的所述编号依次为1-10000的自然数。
(3)将所述当前对比图像采用与所述当前基准图像相同的粒度进行分块、并将所述当前对比图像中的每一块都逐块与所述当前基准图像中的对应的块进行比对。在所述逐块对比的过程中，如果所述当前基准图像与当前对比图像的正在对比的块之间的对比结果一样，则将所述当前对比图像中的正在对比的所述块的对比标识位设置为1、并不再存储所述当前对比图像中的正在对比的所述块对应的图像，只保存所述当前基准图像的标识符、块的编号和对比标识位；反之，如果比对结果不一致，则将所述当前对比图像中的正在对比的所述块的对比标识位设置为0、同时保存所述当前对比图像中的正在对比的所述块对应的图像，并保存所述当前基准图像的标识符、块的编号。当所述当前对比图像中的所有块比较完毕后，如果所述当前对比图像与当前基准图像的比较结果中，所述当前对比图像中有超过50％的所述对比标识位被置为0(即对比结果不同)时，则存储所述当前对比图像存储作为新的基准图像，并生成与之对应的唯一数字标识符，接下来的图像都将与新的基准图像进行比对，并同时将所述新的基准图像设置为当前基准图像；否则，将所述当前对比图像的下一帧图像作为新的当前对比图像，然后返回所述步骤(3)重新开始下一轮的对比。
优选地，所述对比可以采用异或运算。
(4)所述步骤(3)中被存储的块的图像通过传输介质实时地传输到图像接收存储模块，所述图像接收存储模块负责接收并存储传输来的块的图像。
(5)图像恢复模块与所述图像接收存储模块相连，其能实时地从中读取所述图像接收存储模块所接收并存储的块的图像。如果读出的块是基准图像，则不作处理；如果读出的块是非基准图像，则根据所述块所对应的当前基准图像的标识符找到该块对应的基准图像，从而逐块恢复出完整的一帧图像，如此依次恢复并以与摄像头设定的相同帧率进行播放从而实时显示监控视频。
本发明还包括一种去除视频中冗余图像的装置，如图1-2所示，其包括依次电连接的监控摄像装置、图像预处理装置、图像对比装置、图像传输装置、图像接收存储装置和图像恢复装置。
所述监控摄像装置是监控摄像机和/或监控摄像头，其能以预定的拍摄分辨率并以一定帧率拍摄图像，将拍摄到的图像存储到所述监控摄像装置自带的缓存中，所述缓存中所存储的是每帧图像的原始像素点信息。优选地，所述分辨率和帧率可分别取800*600分辨率和25fps帧率。
所述图像预处理装置一端与所述监控摄像装置连接，另一端与所述图像对比装置连接。所述图像预处理装置从所述缓存中读取第一帧图像，将所述第一帧图像存储、以用于图像比对的基准图像，并生成一个与所述第一帧图像唯一对应的标识符，并将所述第一帧图像作为当前基准图像、将所述第一帧图像的下一帧图像作为当前对比图像。在存储所述第一帧图像时，对所述第一帧图像进行分块，并对所述每个块进行编号，块的粒度大小可调，根据图像分辨率大小及对视频质量要求不同可从1到设置的所述分辨率下的像素总数间进行选择。例如，对于设置于800*600分辨率的监控摄像机所拍摄的图像，其每一帧图像的分辨率为800*600，其含有480000个像素，则所述粒度可选范围为1-480000，假如选的所述粒度大小为8*6，则所述监控摄像机所拍摄的图像中的每一帧图像可被分为10000块，每一块的所述编号依次为1-10000的自然数。
所述图像对比装置将所述当前对比图像采用与所述当前基准图像相同的粒度进行分块、并将所述当前对比图像中的每一块都逐块与所述当前基准图像中的对应的块进行比对。在所述逐块对比的过程中，如果所述当前基准图像与当前对比图像的正在对比的块之间的对比结果一样，则将所述当前对比图像中的正在对比的所述块的对比标识位设置为1、并不再存储所述当前对比图像中的正在对比的所述块对应的图像，只保存所述当前基准图像的标识符、块的编号和对比标识位；反之，如果比对结果不一致，则将所述当前对比图像中的正在对比的所述块的对比标识位设置为0、同时保存所述当前对比图像中的正在对比的所述块对应的图像，并保存所述当前基准图像的标识符、块的编号。当所述当前对比图像中的所有块比较完毕后，如果所述当前对比图像与当前基准图像的比较结果中，所述当前对比图像中有超过50％的所述对比标识位被置为0(即对比结果不同)时，则存储所述当前对比图像存储作为新的基准图像，并生成与之对应的唯一数字标识符，接下来的图像都将与新的基准图像进行比对，并同时将所述新的基准图像设置为当前基准图像；否则，将所述当前对比图像的下一帧图像作为新的当前对比图像，然后返回所述步骤(3)重新开始下一轮的对比。优选地，所述对比可以采用异或运算。
所述图像接收存储装置与所述图像对比装置电连接，其将所述图像对比装置存储的块的图像通过传输介质实时地传输到所述图像接收存储装置，所述图像接收存储装置负责接收并存储传输来的块的图像。
所述图像恢复装置与所述图像接收存储装置相连，其能实时地从所述图像接收存储装置读取所述图像接收存储装置所接收并存储的块的图像。如果读出的块是基准图像，则不作处理；如果读出的块是非基准图像，则根据所述块所对应的当前基准图像的标识符找到该块对应的基准图像，从而逐块恢复出完整的一帧图像，如此依次恢复并以与摄像头设定的相同帧率进行播放从而实时显示监控视频。
本发明通过基准图像和每一帧图像之间的对比，从而能够区别出监控画面的变化，因此能够在不降低监控画面质量的情况下，仅将变化的画面传送给监控室，并同时去除了冗余的图像，以达到大幅度降低监控系统数据量、不影响监控视频质量的目的。
Claims (8)
1.一种去除视频中冗余图像的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)以预定的分辨率和帧率对被监控场所进行拍摄，并将所拍摄的视频按帧缓存；
(2)读取所述缓存的第一帧图像并将其存储起来作为当前基准图像，同时生成一个与所述第一帧图像唯一对应的标识符，并将所述第一帧图像的下一帧图像作为当前对比图像；将所述当前基准图像划分为多个块，并对所述的块进行编号；
(3)读取所述当前对比图像并将其划分为与所述当前基准图像中的多个块相对应的多个块、并将所述当前对比图像中的每一块都逐块与所述当前基准图像中的对应的块进行比对；
如果所述当前基准图像与当前对比图像的正在对比的块之间的对比结果一样，则将所述当前对比图像中的正在对比的所述块的对比标识位置位、并不再存储所述当前对比图像中的正在对比的所述块的图像，只保存所述当前基准图像的标识符和/或块的编号和/或块的对比标识位；
和/或如果所述当前基准图像与当前对比图像的正在对比的块之间的对比结果不一致，则将所述当前对比图像中的正在对比的所述块的对比标识位清除、同时保存所述当前对比图像中的正在对比的所述块对应的图像，并保存所述当前基准图像的标识符和/或块的编号；
(4)在所述比对后，如果所述当前对比图像与当前基准图像中的所述多个块中不相同的数量超过预定比例，则将所述当前对比图像作为新的当前基准图像、同时生成与之对应的唯一数字标识符，并将所述新的当前基准图像的下一帧图像作为新的当前对比图像并返回所述步骤(3)继续进行比对；否则，将所述当前对比图像的下一帧图像作为新的当前对比图像，然后返回所述步骤(3)重新开始下一轮的比对；
(5)实时地读取所述步骤(4)中已经存储的所述多个块，并根据所述多个块所对应的标识符逐块恢复出完整的一帧图像，反复执行步骤(5)从而实时显示出监控视频。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，将所拍摄的视频被缓存到拍摄装置自带的缓存中。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述缓存的图像是原始像素点信息。
4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的块的大小被设置成从1到所述分辨率下的像素总数之间的值。
5.一种去除视频中冗余图像的装置，包括依次电连接的监控摄像装置、图像预处理装置、图像对比装置和图像恢复装置，其特征在于：
所述监控摄像装置能以预定的分辨率和帧率来拍摄和缓存图像；
所述图像预处理装置的一端与所述监控摄像装置连接，另一端与 所述图像对比装置连接；所述图像预处理装置将所述被缓存的第一帧图像作为当前基准图像并生成一个与所述第一帧图像唯一对应的标识符，同时将所述第一帧图像的下一帧图像作为当前对比图像；并将所述当前基准图像划分为多个块，并将所述块编号；
所述图像预处理装置将所述当前对比图像划分为与所述当前基准图像中的多个块相对应的多个块、并将所述当前对比图像中的每一块都逐块与所述当前基准图像中的对应的块进行比对；所述图像对比装置在判断时，如果发现所述当前基准图像与当前对比图像的正在对比的块之间的对比结果一样，则将所述当前对比图像中的正在对比的所述块的对比标识位置位、并不再存储所述当前对比图像中的正在对比的所述块的图像，只保存所述当前基准图像的标识符和/或块的编号和/或块的对比标识位；和/或如果发现所述当前基准图像与当前对比图像的正在对比的块之间的对比结果不一致，则将所述当前对比图像中的正在对比的所述块的对比标识位清除、同时保存所述当前对比图像中的正在对比的所述块对应的图像，并保存所述当前基准图像的标识符和/或块的编号；
所述图像对比装置对所述比对的结果进行判断，如果所述当前对比图像与当前基准图像中的所述多个块中不相同的数量超过预定比例，则将所述当前对比图像作为所述图像预处理装置中的新的当前基准图像、同时生成与之对应的唯一数字标识符，并将所述新的当前基准图像的下一帧图像作为所述图像预处理装置中的新的当前对比图像，然后由所述图像预处理装置继续进行比对；否则，将所述当前对 比图像的下一帧图像作为所述图像预处理装置中的新的当前对比图像，然后由所述图像预处理装置重新开始下一轮的比对；
图像恢复装置实时地从所述图像对比装置中读取已经存储的所述多个块，并根据所述多个块所对应的标识符逐块恢复出完整的一帧图像，从而实时显示出监控视频。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于：所述监控摄像装置将所拍摄的图像存储到其自带的缓存中。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于：所述缓存的图像是原始像素点信息。
8.如权利要求5-7任一项所述的装置，其特征在于：所述多个块的大小能够设置成从1到所述分辨率下的像素总数间的值。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: NANJING GUANCHAZHE INFORMATION TECHNOLOGY CO., LTD Free format text: FORMER OWNER: NANJING YIJIZHI INFORMATION TECHNOLOGY CO., LTD. Effective date: 20150909 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20150909 Address after: North building, Guanghua Road, Baixia District Nanjing city Jiangsu province 210014 network No. 1 Baixia high-tech park Stenden Building 5 layer Patentee after: NANJING SHICHAZHE INFORMATION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: Guanghua Road, Baixia District Nanjing city Jiangsu province 210014 No. 166 East Midlands Building 5 layer Patentee before: Nanjing Unary Information Technology Co.,Ltd. |
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| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: Everwise road in Qinhuai District of Nanjing City, Jiangsu province 210014 No. 6 Baixia high-tech park, building 4, building 209 B Patentee after: NANJING SHICHAZHE IMAGE IDENTIFICATION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: North building, Guanghua Road, Baixia District Nanjing city Jiangsu province 210014 network No. 1 Baixia high-tech park Stenden Building 5 layer Patentee before: NANJING SHICHAZHE INFORMATION TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| CP03 | Change of name, title or address | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170808 Address after: Everwise road in Qinhuai District of Nanjing City, Jiangsu province 210014 No. 6 Baixia Nanjing high tech Industrial Park, No. four, building B, F23 (423). Patentee after: NANJING XINGZHEYI INTELLIGENT TRANSPORTATION TECHNOLOGY CO.,LTD. Address before: Everwise road in Qinhuai District of Nanjing City, Jiangsu province 210014 No. 6 Baixia high-tech park, building 4, building 209 B Patentee before: NANJING SHICHAZHE IMAGE IDENTIFICATION TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140416 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |