CN105554592A - 一种实现高帧率视频图像采集传输的方法及系统 - Google Patents

一种实现高帧率视频图像采集传输的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种实现高帧率视频图像采集传输的方法及系统，其方法包括：基于高帧率摄像头采集视频图像；对采集的视频图像进行预处理；将所述关键帧图像按照采集的时序段创建缓冲分片，并将创建的缓冲分片存储在相应的缓冲分配空间上；在存储缓冲分片的过程中，判断所述缓冲分配空间的剩余存储空间是否达到存储空间阈值；当剩余存储空间达到存储空间阈值时，基于视频图像数据传输通道按照先入先出的模式将缓冲分片发送给云平台存储器。通过实施本发明提供的方法及系统，大大减小了一次性传输的数据量，减少了传输带宽，实现了分片传输，总体上提升了视频流数据传输，也减少了不必要的帧数据传输。

Description

一种实现高帧率视频图像采集传输的方法及系统
技术领域
本发明涉及视频图像技术领域，具体涉及一种实现高帧率视频图像采集传输的方法及系统。
背景技术
随着现代信息技术的发展，图像处理技术在近年来得到了极大地重视和长足的发展，现在高分辨率机器视觉以及成为人们需求的主流，尽管高帧率视频图像获取可以得到更多的图像信息，但整个数据采集带来了非常大的数据流，其同时增强了高帧率视频图像处理的复杂度和实时处理的难度，高帧视频率图像处理数据吞吐量大、计算复杂度高，实时处理难。
19世纪70年代，人们开始利用一系列的单幅照相机来记录运动物体图像，后续人们采用高速摄影机来记录快速运动物体，视频图像记录系统开始有了进一步的发展，现有的高帧率视频图像因为采集数据大，但帧图像都是以毫秒级或者微秒级实现采录的，其存在若干帧图像区别性不大，并且高帧率视频图像获取如果按照采集帧率为300f/s，分辨率为640*480标清像素来计算，每分钟采集数量量就可以达到5.15GB，所需要传输带宽约为1400Mbps，因此可以带来传输难。
发明内容
本发明针对现有采集数据流大而带来的传输难，提供了一种实现高帧率视频图像采集传输的方法及系统，针对采集的视频数据采用识别出关键帧，建立缓冲分片，采用缓冲分片实现数据流传输。
为此，本发明提供了一种实现高帧率视频图像采集传输的方法，包括如下步骤：
基于高帧率摄像头采集视频图像；
对采集的视频图像进行预处理，并对所述采集的视频图像进行运动检测，提取所述采集的视频图像中的若干关键帧图像；
将所述关键帧图像按照采集的时序段创建缓冲分片，并将创建的缓冲分片存储在相应的缓冲分配空间上；
在存储缓冲分片的过程中，判断所述缓冲分配空间的剩余存储空间是否达到存储空间阈值；
当剩余存储空间达到存储空间阈值时，基于视频图像数据传输通道按照先入先出的模式将缓冲分片发送给云平台存储器。
所述基于高帧率摄像头采集视频图像包括：
采用COMS成像技术摄取视频图像数据；
将摄取的视频图像数据转换成低差分信号LVDS；
将LVDS信号形式的视频图像数据转换成TTL或者CMOS信号形式的视频图像数据。
所述对所述采集的视频图像进行运动检测，提取所述采集的视频图像中的若干关键帧图像包括：
基于三帧差分的运动检测对所述待检测用户视频图像进行若干关键帧的提取。
所述将所述关键帧图像按照采集的时序段创建缓冲分片包括：
将所述关键帧图像按照毫秒段或者秒段创建缓冲分片。
所述基于视频图像数据传输通道按照先入先出的模式将缓冲分片发送给云平台存储器包括：
基于先入先出的模式将所有视频采集过程中已建立的缓冲分片发送给云平台存储器，直至最后一个缓冲分片发送完毕。
相应的，本发明还提供了一种实现高帧率视频图像采集传输的系统，其特征在于，所述系统包括：
视频采集模块，用于基于高帧率摄像头采集视频图像；
视频预处理模块，用于对采集的视频图像进行预处理，并对所述采集的视频图像进行运动检测，提取所述采集的视频图像中的若干关键帧图像；
缓冲片建立模块，用于将所述关键帧图像按照采集的时序段创建缓冲分片，并将创建的缓冲分片存储在相应的缓冲分配空间上；
存储空间阈值模块，用于在存储缓冲分片的过程中，判断所述缓冲分配空间的剩余存储空间是否达到存储空间阈值；
视频传输模块，用于当剩余存储空间达到存储空间阈值时，基于视频图像数据传输通道按照先入先出的模式将缓冲分片发送给云平台存储器。
所述视频采集模块包括：
COMS单元，用于采用COMS成像技术摄取视频图像数据；
第一数据转换单元，用于将摄取的视频图像数据转换成低差分信号LVDS形式的视频图像数据；
第二数据转换单元，用于将LVDS信号形式的视频图像数据转换成TTL或者CMOS信号形式的视频图像数据。
所述视频预处理模块还用于基于三帧差分的运动检测对所述待检测用户视频图像进行若干关键帧的提取。
所述缓冲片建立模块用于将所述关键帧图像按照毫秒段或者秒段创建缓冲分片。
所述视频传输模块基于先入先出的模式将所有视频采集过程中已建立的缓冲分片发送给云平台存储器，直至最后一个缓冲分片发送完毕。
与现有技术相比，针对高帧率视频的采集，提取关键帧可以减少无关紧要的视频帧，通过这些关键帧进行分片存储，在进行分片传输，大大减小了一次性传输的数据量，减少了传输带宽，实现了分片传输，总体上提升了视频流数据传输，也减少了不必要的帧数据传输。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例中的实现高帧率视频图像采集传输的方法流程图；
图2是本发明实施例中的实现高帧率视频图像采集传输的系统结构图；
图3是本发明实施例中的视频采集模块结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中所涉及的实现高帧率视频图像采集传输的方法，其基于高帧率摄像头采集视频图像；对采集的视频图像进行预处理，并对所述采集的视频图像进行运动检测，提取所述采集的视频图像中的若干关键帧图像；将所述关键帧图像按照采集的时序段创建缓冲分片，并将创建的缓冲分片存储在相应的缓冲分配空间上；在存储缓冲分片的过程中，判断所述缓冲分配空间的剩余存储空间是否达到存储空间阈值；当剩余存储空间达到存储空间阈值时，基于视频图像数据传输通道按照先入先出的模式将缓冲分片发送给云平台存储器。
相应的，图1示出了本发明实施例中的实现高帧率视频图像采集传输的方法流程图，具体流程如下：
S101、基于高帧率摄像头采集视频图像；
高帧率视频图像可以获得更多的图像信息，但这些数据量并不是所有的数据帧都能起到用处，适当对数据帧进行压缩提取，可以减少视频容量。
具体实施过程中，采用COMS成像技术摄取视频图像数据；将摄取的视频图像数据转换成低差分信号LVDS；将LVDS信号形式的视频图像数据转换成TTL或者CMOS信号形式的视频图像数据。S102、对采集的视频图像进行预处理；
具体实施过程中，在整个图像预处理过程中，需要涉及到对动态视频图像进行降噪和图像增强，从而保证采集的视频图像的清晰度，保证视频数据中关键帧提取。
S103、对采集的视频图像进行运动检测，提取采集的视频图像中的若干关键帧图像；
在具体实施过程中，基于三帧差分的运动检测对动态视频图像进行若干关键帧的提取，从而保障整个关键帧流的视频图像完整性。
S104、将关键帧图像按照采集的时序段创建缓冲分片；
在具体实施过程中，将关键帧图像按照毫秒段或者秒段创建缓冲分片，由于整个高帧率采集过程都是基于微秒或者毫秒级单位进行视频录制的，其整个视频帧在单位毫秒段或者秒段内，比如500ms段，1m段，100ms段，0.5s段等等，具有一定的信息容量了，按照采集的时序段针对关键帧创建缓冲分片，可以在缓冲中实现分片存储功能。
S105、将创建的缓冲分片存储在相应的缓冲分配空间上；
在完成一个个缓冲分片的创建之后，其可以在相应的缓冲分配空间上进行存储，这些缓冲分片按照时序性存储在缓冲分片空间上，保障数据存储的时序性。
S106、在存储缓冲分片的过程中，判断缓冲分配空间的剩余存储空间是否达到存储空间阈值，如果达到存储空间阈值则进入到S107，否则继续判断；
缓冲分配空间的容量是有限的，只能供一时之需，为了大流量的数据能传输出去，在存储缓冲分片的过程中，就得考虑缓冲分片数据的传输到云平台空间，一般剩余存储空间值在50％以下时，就得考虑缓冲分片数据的疏导，因此在实施过程中，存储空间阈值在50％到80％之间为佳。
S107、当剩余存储空间达到存储空间阈值时，基于视频图像数据传输通道按照先入先出的模式将缓冲分片发送给云平台存储器。
在具体实施过程中，基于先入先出的模式将所有视频采集过程中已建立的缓冲分片发送给云平台存储器，直至最后一个缓冲分片发送完毕。
相应的，图2还示出了本发明实施例中的实现高帧率视频图像采集传输的系统结构图，该系统包括：
视频采集模块，用于基于高帧率摄像头采集视频图像；
视频预处理模块，用于对采集的视频图像进行预处理，并对所述采集的视频图像进行运动检测，提取所述采集的视频图像中的若干关键帧图像；
缓冲片建立模块，用于将所述关键帧图像按照采集的时序段创建缓冲分片，并将创建的缓冲分片存储在相应的缓冲分配空间上；
存储空间阈值模块，用于在存储缓冲分片的过程中，判断所述缓冲分配空间的剩余存储空间是否达到存储空间阈值；
视频传输模块，用于当剩余存储空间达到存储空间阈值时，基于视频图像数据传输通道按照先入先出的模式将缓冲分片发送给云平台存储器。
需要说明的是，该视频采集模块结构为如图3中所示，该视频采集模块包括：
COMS单元，用于采用COMS成像技术摄取视频图像数据；
第一数据转换单元，用于将摄取的视频图像数据转换成低差分信号LVDS形式的视频图像数据；
第二数据转换单元，用于将LVDS信号形式的视频图像数据转换成TTL或者CMOS信号形式的视频图像数据。
具体实施过程中，该视频预处理模块还用于基于三帧差分的运动检测对所述待检测用户视频图像进行若干关键帧的提取。
具体实施过程中，该缓冲片建立模块用于将所述关键帧图像按照毫秒段或者秒段创建缓冲分片。
具体实施过程中，该视频传输模块基于先入先出的模式将所有视频采集过程中已建立的缓冲分片发送给云平台存储器，直至最后一个缓冲分片发送完毕。
通过实施本发明提供的方法及系统，针对高帧率视频的采集，提取关键帧可以减少无关紧要的视频帧，通过这些关键帧进行分片存储，在进行分片传输，大大减小了一次性传输的数据量，减少了传输带宽，实现了分片传输，总体上提升了视频流数据传输，也减少了不必要的帧数据传输。
以上对本发明实施例所提供的实现高帧率视频图像采集传输的方法及系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种实现高帧率视频图像采集传输的方法，其特征在于，包括如下步骤：
基于高帧率摄像头采集视频图像；
对采集的视频图像进行预处理，并对所述采集的视频图像进行运动检测，提取所述采集的视频图像中的若干关键帧图像；
将所述关键帧图像按照采集的时序段创建缓冲分片，并将创建的缓冲分片存储在相应的缓冲分配空间上；
在存储缓冲分片的过程中，判断所述缓冲分配空间的剩余存储空间是否达到存储空间阈值；
当剩余存储空间达到存储空间阈值时，基于视频图像数据传输通道按照先入先出的模式将缓冲分片发送给云平台存储器。
2.如权利要求1所述的实现高帧率视频图像采集传输的方法，其特征在于，所述基于高帧率摄像头采集视频图像包括：
采用COMS成像技术摄取视频图像数据；
将摄取的视频图像数据转换成低差分信号LVDS；
将LVDS信号形式的视频图像数据转换成TTL或者CMOS信号形式的视频图像数据。
3.如权利要求1所述的实现高帧率视频图像采集传输的方法，其特征在于，所述对所述采集的视频图像进行运动检测，提取所述采集的视频图像中的若干关键帧图像包括：
基于三帧差分的运动检测对所述待检测用户视频图像进行若干关键帧的提取。
4.如权利要求1所述的实现高帧率视频图像采集传输的方法，其特征在于，所述将所述关键帧图像按照采集的时序段创建缓冲分片包括：
将所述关键帧图像按照毫秒段或者秒段创建缓冲分片。
5.如权利要求1至4任一项所述的实现高帧率视频图像采集传输的方法，其特征在于，所述基于视频图像数据传输通道按照先入先出的模式将缓冲分片发送给云平台存储器包括：
基于先入先出的模式将所有视频采集过程中已建立的缓冲分片发送给云平台存储器，直至最后一个缓冲分片发送完毕。
6.一种实现高帧率视频图像采集传输的系统，其特征在于，所述系统包括：
视频采集模块，用于基于高帧率摄像头采集视频图像；
视频预处理模块，用于对采集的视频图像进行预处理，并对所述采集的视频图像进行运动检测，提取所述采集的视频图像中的若干关键帧图像；
缓冲片建立模块，用于将所述关键帧图像按照采集的时序段创建缓冲分片，并将创建的缓冲分片存储在相应的缓冲分配空间上；
存储空间阈值模块，用于在存储缓冲分片的过程中，判断所述缓冲分配空间的剩余存储空间是否达到存储空间阈值；
视频传输模块，用于当剩余存储空间达到存储空间阈值时，基于视频图像数据传输通道按照先入先出的模式将缓冲分片发送给云平台存储器。
7.如权利要求6所述的实现高帧率视频图像采集传输的系统，其特征在于，所述视频采集模块包括：
COMS单元，用于采用COMS成像技术摄取视频图像数据；
第一数据转换单元，用于将摄取的视频图像数据转换成低差分信号LVDS形式的视频图像数据；
第二数据转换单元，用于将LVDS信号形式的视频图像数据转换成TTL或者CMOS信号形式的视频图像数据。
8.如权利要求6所述的实现高帧率视频图像采集传输的系统，其特征在于，所述视频预处理模块还用于基于三帧差分的运动检测对所述待检测用户视频图像进行若干关键帧的提取。
9.如权利要求6所述的实现高帧率视频图像采集传输的系统，其特征在于，所述缓冲片建立模块用于将所述关键帧图像按照毫秒段或者秒段创建缓冲分片。
10.如权利要求6至9任一项所述的实现高帧率视频图像采集传输的系统，其特征在于，所述视频传输模块基于先入先出的模式将所有视频采集过程中已建立的缓冲分片发送给云平台存储器，直至最后一个缓冲分片发送完毕。
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