CN108184116A - 一种适用于无线数据链传输的图像重建方法 - Google Patents

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杨永鑫
苟正宇
马蒙蒙
林国川
占力
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罗皓
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Abstract

本发明属于无线数据传输技术领域，具体涉及一种特别适用于对图像质量、传输实时性有较高要求的无线数据链系统的高分辨率、高信息量、高动态的图像传输重建方法。本方法利用连续帧图像序列相邻帧信息相关与人眼视觉残留特点，对图像进行抽样后编码、传输解码后恢复重建的，以实现有效降低编码后图像码流，达到降低无线数据链射频带宽的目的。本方法在有效降低编码码率的同时，降低了图像特征信息的损失，尤其对于图像中低动态信息，如叠加的字符、慢速移动物体，重建图像与原始图像的画面表现基本相同。

Description

一种适用于无线数据链传输的图像重建方法
技术领域
本发明属于无线数据传输技术领域，具体涉及一种特别适用于对图像质量、传输实时性有较高要求的无线数据链系统的高分辨率、高信息量、高动态的图像传输重建方法。
背景技术
图像传输是无线数据链的重要功能之一，其工作原理是发送端从图像源获取原始图像，将经过压缩编码后的码流进行无线传输，在接收端将接收到的码流进行解码显示。常用的压缩编码有JPEG、H.264、H.265等方式，压缩编码后的码流大小决定了无线数据链的数据传输带宽，数据传输带宽又决定了无线数据链系统的射频带宽、接收机灵敏度、发射功率等指标。降低压缩编码后的码流，不仅能有效提升无线数据链系统的整体性能指标，还能提升其抗干扰能力。
现有的压缩编码算法都已较为成熟，难以通过对编码算法本身进行优化实现码流的大幅降低。图像信息的复杂度与动态高低在探测器获取图像时就已决定，因此对原始图像进行抽样，降低图像分辨率是降低编码码率最行之有效的手段。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明提出一种适用于无线数据链传输的图像重建方法，以解决如何实现有效降低编码后图像码流，达到降低无线数据链射频带宽的技术问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提出一种适用于无线数据链传输的图像重建方法，该方法为发送端在压缩编码传输前对图像进行抽样，接收端在解码后根据抽样图像更新接收图像帧，并通过双线性插值完成恢复重建。
进一步地，该方法包括如下步骤：
步骤1、从原始图像帧获取图像信息保存至发送图像帧；
步骤2、将发送图像帧分割为若干区域，每个区域划分为n个像素，每次发送时依次抽取发送图像帧每个区域中的1个像素，获得原始图像1/n大小分辨率的抽样图像；
步骤3、对抽样图像进行压缩编码；
步骤4、编码后的码流经无线数据链进行传输；
步骤5、接收无线传输的图像码流解码后获得抽样图像；
步骤6、依据抽样顺序更新接收图像帧中每个区域中的相应像素，获得原始分辨率大小的图像；
步骤7、对获得的图像进行双线性插值处理，所有插值运算得到的像素点即为重建图像。
进一步地，该方法具体包括如下步骤：
步骤1、从原始图像帧获取图像信息保存至发送图像帧；
步骤2、将发送图像帧分割为2x2的若干区域，每次发送时依次抽取发送图像帧每个2x2区域中的1个像素，获得原始图像1/4大小分辨率的抽样图像；
步骤3、对抽样图像进行压缩编码；
步骤4、编码后的码流经无线数据链进行传输；
步骤5、接收无线传输的图像码流解码后获得抽样图像；
步骤6、依据抽样顺序更新接收图像帧中每个2x2区域中的相应像素，获得原始分辨率大小的图像；
步骤7、对获得的图像进行双线性插值处理，所有插值运算得到的像素点即为重建图像。
进一步地，对发送图像帧每个2x2区域中像素的抽送顺序依次为:左上角、右上角、右下角、左下角。
进一步地，对发送图像帧每个2x2区域中像素的抽送顺序依次为:右上角、左上角、左下角、右下角。
进一步地，对发送图像帧每个2x2区域中像素的抽送顺序依次为:左上角、左下角、右上角、右下角。
进一步地，对发送图像帧每个2x2区域中像素的抽送顺序依次为:右上角、右下角、左上角、左下角。
(三)有益效果
本发明提出的适用于无线数据链传输的图像重建方法，利用连续帧图像序列相邻帧信息相关与人眼视觉残留特点，对图像进行抽样后编码、传输解码后恢复重建的，以实现有效降低编码后图像码流，达到降低无线数据链射频带宽的目的。本方法在有效降低编码码率的同时，降低了图像特征信息的损失，尤其对于图像中低动态信息，如叠加的字符、慢速移动物体，重建图像与原始图像的画面表现基本相同。
附图说明
图1为本发明实施例图像重建方法总流程图；
图2为本发明实施例获取与更新1/4抽样点方式1流程图；
图3为本发明实施例获取与更新1/4抽样点方式2流程图；
图4为本发明实施例获取与更新1/4抽样点方式3流程图；
图5为本发明实施例获取与更新1/4抽样点方式4流程图；
图6为本发明实施例双线性插值流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本实施例提出一种适用于无线数据链传输的图像重建方法，如图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤1、从原始图像帧获取图像信息保存至发送图像帧；
步骤2、将发送图像帧分割为2x2的若干区域，每次发送时依次抽取发送图像帧每个2x2区域中的1个像素，获得原始图像1/4大小分辨率的抽样图像；
步骤3、对抽样图像进行压缩编码；
步骤4、编码后的码流经无线数据链进行传输；
步骤5、接收无线传输的图像码流解码后获得抽样图像；
步骤6、依据抽样顺序更新接收图像帧中每个2x2区域中的相应像素，获得原始分辨率大小的图像；
步骤7、对该图像进行双线性插值处理，所有插值运算得到的像素点即为重建图像。
其中，获取与更新1/4抽样点方式可以采取不同形式。
如图2所示，对发送图像帧每个2x2区域中像素的抽送顺序依次为:左上角、右上角、右下角、左下角。对接收图像帧每个2x2区域中像素的更新顺序依次为:左上角、右上角、右下角、左下角。
如图3所示，对发送图像帧每个2x2区域中像素的抽送顺序依次为:右上角、左上角、左下角、右下角。对接收图像帧每个2x2区域中像素的更新顺序依次为:右上角、左上角、左下角、右下角。
如图4所示，对发送图像帧每个2x2区域中像素的抽送顺序依次为:左上角、左下角、右上角、右下角。对接收图像帧每个2x2区域中像素的更新顺序依次为:左上角、左下角、右上角、右下角。
如图5所示，对发送图像帧每个2x2区域中像素的抽送顺序依次为:左右上角、右下角、左上角、左下角。对接收图像帧每个2x2区域中像素的更新顺序依次为:右上角、右下角、左上角、左下角。
在步骤7中，如图6所示，采用双线性插性算法，通过接收图像帧中每相邻4个像素：像素1、像素2、像素3、像素4，计算出重建图像中的1个像素：像素5。由于像素5到像素1、像素2、像素3、像素4距离相同，因此像素5灰度值为(像素1灰度值+像素2灰度值+像素3灰度值+像素4灰度值)/4。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种适用于无线数据链传输的图像重建方法，其特征在于，所述方法为发送端在压缩编码传输前对图像进行抽样，接收端在解码后根据抽样图像更新接收图像帧，并通过双线性插值完成恢复重建。
2.如权利要求1所述的图像重建方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤1、从原始图像帧获取图像信息保存至发送图像帧；
步骤2、将所述发送图像帧分割为若干区域，每个区域划分为n个像素，每次发送时依次抽取所述发送图像帧每个区域中的1个像素，获得所述原始图像1/n大小分辨率的抽样图像；
步骤3、对所述抽样图像进行压缩编码；
步骤4、编码后的码流经无线数据链进行传输；
步骤5、接收无线传输的图像码流解码后获得所述抽样图像；
步骤6、依据抽样顺序更新接收图像帧中每个区域中的相应像素，获得原始分辨率大小的图像；
步骤7、对获得的所述图像进行双线性插值处理，所有插值运算得到的像素点即为重建图像。
3.如权利要求2所述的图像重建方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：
步骤1、从原始图像帧获取图像信息保存至发送图像帧；
步骤2、将发送图像帧分割为2x2的若干区域，每次发送时依次抽取发送图像帧每个2x2区域中的1个像素，获得原始图像1/4大小分辨率的抽样图像；
步骤3、对所述抽样图像进行压缩编码；
步骤4、编码后的码流经无线数据链进行传输；
步骤5、接收无线传输的图像码流解码后获得所述抽样图像；
步骤6、依据抽样顺序更新接收图像帧中每个2x2区域中的相应像素，获得原始分辨率大小的图像；
步骤7、对获得的所述图像进行双线性插值处理，所有插值运算得到的像素点即为重建图像。
4.如权利要求3所述的图像重建方法，其特征在于，对发送图像帧每个2x2区域中像素的抽送顺序依次为:左上角、右上角、右下角、左下角。
5.如权利要求3所述的图像重建方法，其特征在于，对发送图像帧每个2x2区域中像素的抽送顺序依次为:右上角、左上角、左下角、右下角。
6.如权利要求3所述的图像重建方法，其特征在于，对发送图像帧每个2x2区域中像素的抽送顺序依次为:左上角、左下角、右上角、右下角。
7.如权利要求3所述的图像重建方法，其特征在于，对发送图像帧每个2x2区域中像素的抽送顺序依次为:右上角、右下角、左上角、左下角。
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