CN109005428B - 图像数据发送、接收方法、电子设备和数据传输系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了图像数据发送、接收方法、电子设备和数据传输系统，其中发送方法包括将图像数据中各像素点的值数据分组编码为高位数据和低位数据；通过第一调制算法发送所述高位数据，以及通过第二调制算法发送所述低位数据；所述第一调制算法发送数据的抗干扰能力较所述第二调制算法发送数据的抗干扰能力强。通过将图像数据中各像素点的值数据分组编码为高位数据和低位数据；然后用抗干扰能力更高的第一调制算法发送权重较高的高位数据，以及通过频谱利用率较高的第二调制算法发送权重较低的低位数据；实现了图像数据的联合编码调制，传输稳定、抗干扰能力强、频谱利用率更高的图像数据传输。

Description

图像数据发送、接收方法、电子设备和数据传输系统

技术领域

本发明涉及无线图像传输领域，尤其涉及图像数据发送、接收方法、电子设备和数据传输系统。

背景技术

通过无线通讯方式传输视频图像数据的应用场合广泛，例如无人机拍摄数据的回传、监控数据的回传、视频播放器的视频数据无线传输等。现有的无压缩视频数据传输，频谱利用率和抗干扰能力无法得到较好的均衡。例如若所有像素数据都进行QPSK传输，由于QPSK的频谱利用率是16QAM的频谱利用率的1/2，所以全部使用QPSK调制所需要的带宽会是16QAM的两倍；但是若全部使用16QAM调制则需要更高的信噪比，也就意味着无线传输的距离更短，抗干扰能力更差。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供图像数据发送方法，其能解决现有的无线图像传输方式，频谱利用率和抗干扰能力无法得到较好均衡的问题。

本发明的目的之二在于提供图像数据接收方法，其能解决现有的无线图像传输方式，频谱利用率和抗干扰能力无法得到较好均衡的问题。

本发明的目的之三在于提供电子设备，用于发送数据，其能解决现有的无线图像传输方式，频谱利用率和抗干扰能力无法得到较好均衡的问题。

本发明的目的之四在于提供电子设备，用于接收数据，其能解决现有的无线图像传输方式，频谱利用率和抗干扰能力无法得到较好均衡的问题。

本发明的目的之五在于提供数据传输系统，其能解决现有的无线图像传输方式，频谱利用率和抗干扰能力无法得到较好均衡的问题。

本发明的目的之一采用以下技术方案实现：

图像数据发送方法，包括以下步骤：

将图像数据中各像素点的值数据分组编码为高位数据和低位数据；

通过第一调制算法发送所述高位数据，以及通过第二调制算法发送所述低位数据；

所述第一调制算法发送数据的抗干扰能力较所述第二调制算法发送数据的抗干扰能力强。

进一步地，所述图像数据包括像素点的值数据；

所述将图像数据中各像素点的值数据分组编码为高位数据和低位数据，具体为：

根据所述值数据的长度将所述图像数据中各像素点的值数据分组编码为高位数据和低位数据。

进一步地，所述图像数据包括像素点的值数据，具体为：所述图像数据包括像素点的R分量值数据、G分量值数据和B分量值数据，所述R分量值数据、G分量值数据和B分量值数据的长度均为N位，N为整数；

所述根据所述值数据的长度将所述图像数据中各像素点的值数据分组编码为高位数据和低位数据，具体为：

所述图像数据中各像素点的R分量值数据、G分量值数据和B分量值数据的高X位为高位数据，低(N－X)位为低位数据。

进一步地，所述通过第一调制算法发送所述高位数据，以及通过第二调制算法发送所述低位数据，具体包括以下步骤：

将所述高位数据处理为多个高位子数据，以及将所述低位数据处理为多个低位子数据；

通过第一调制算法将各高位子数据调制为相应的第一频带信号，以及通过第二调制算法将各低位子数据调制为相应的第二频带信号；

对所述第一频带信号和第二频带信号进行正交调制，并发送正交调制后的信号。

进一步地，所述第一调制算法包括QPSK调制算法，所述第二调制算法包括16QAM调制算法或64QAM调制算法。

进一步地，所述对所述第一频带信号和第二频带信号进行正交调制，并发送正交调制后的信号，具体为：

对所述第一频带信号和第二频带信号进行正交调制，并通过60GHz频段发送正交调制后的信号。

本发明的目的之二采用以下技术方案实现：

图像数据接收方法，包括以下步骤：

获取无线信号，所述无线信号包括通过第一调制算法发送的高位数据和通过第二调制算法发送的低位数据；所述第一调制算法发送数据的抗干扰能力较所述第二调制算法发送数据的抗干扰能力强；

解调所述无线信号，并将解调得到的高位数据和低位数据处理为图像数据。

本发明的目的之三采用以下技术方案实现：

电子设备，用于发送数据，包括存储器、处理器以及存储在存储器中的程序，所述程序被配置成由处理器执行，处理器执行所述程序时实现上述图像数据发送方法的步骤。

本发明的目的之四采用以下技术方案实现：

电子设备，用于接收数据，包括存储器、处理器以及存储在存储器中的程序，所述程序被配置成由处理器执行，处理器执行所述程序时实现上述图像数据接收方法的步骤。

本发明的目的之五采用以下技术方案实现：

数据传输系统，包括上述的用于发送数据的电子设备，和上述的用于接收数据的电子设备。

相比现有技术，本发明实施例的有益效果在于：通过将图像数据中各像素点的值数据分组编码为高位数据和低位数据；然后用抗干扰能力更高的第一调制算法发送权重较高的高位数据，以及通过频谱利用率较高的第二调制算法发送权重较低的低位数据；实现了图像数据的联合编码调制，传输稳定、抗干扰能力强、频谱利用率更高的图像数据传输。

附图说明

图1为本发明实施例的图像数据发送方法的流程示意图；

图2为本发明实施例的图像数据接收方法的流程示意图；

图3为本发明实施例的电子设备的结构示意图；

图4为本发明实施例的数据传输系统的结构示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

实施例一

如图1为图像数据发送方法，用于发送图像数据。

图像数据发送方法包括以下步骤：

步骤S110、将图像数据中各像素点的值数据分组编码为高位数据和低位数据。

图像数据为单张图像，或者为视频中的某帧图像。颜色通常用三个独立的属性来描述，三个独立变量综合作用，构成一个空间坐标，这就是颜色空间。颜色空间按照基本机构可以分为两大类：基色颜色空间和色、亮分离颜色空间。前者典型的是RGB，后者包括YUV和HS、VS等等。

无压缩的图像数据包含图像中各像素点的特性，如RGB颜色空间中的红色R分量、绿色G分量和蓝色B分量；又如YUV颜色空间中像素点的明亮度Y分量、色度U分量和色度V分量。

作为优选的实施方式，所述图像数据包括像素点的值数据，即表示像素点特性的各种分量。步骤S110将图像数据中各像素点的值数据分组编码为高位数据和低位数据，具体为：根据所述值数据的长度将所述图像数据中各像素点的值数据分组编码为高位数据和低位数据。

作为优选的实施方式，所述图像数据包括像素点的R分量值数据、G分量值数据和B分量值数据，所述或R分量值数据、G分量值数据和B分量值数据的长度均为N位，N为整数，如8或10；

所述根据所述值数据的长度将所述图像数据中各像素点的值数据分组编码为高位数据和低位数据，具体为：

所述图像数据中各像素点的R分量值数据、G分量值数据和B分量值数据的高X位为高位数据，低(N－X)位为低位数据。

示例性的，X＝N÷2。

示例性的，以RGB颜色空间的RGB24、RGB30、RGB36方式存储的图像数据为例。RGB24是一种24位的RGB格式，R分量、G分量和B分量分别占用一个字节，即8位(8bit)，取值范围均为0-255；RGB30是一种30位的RGB格式，各分量占用10位；RGB36是一种36位的RGB格式，各分量占用12位。

示例性的，以RGB24颜色空间为例，所述图像数据包括像素点的值数据，具体为：所述图像数据包括像素点的R分量值数据、G分量值数据和B分量值数据，所述R分量值数据、G分量值数据和B分量值数据的长度均为八位。

所述图像数据中各像素点的R分量值数据、G分量值数据和B分量值数据的高四位为高位数据，低四位为低位数据。

例如某图像数据中相邻三个像素存储如下：

R1＝11110000，G1＝11001100，B1＝10001000；

R2＝00001100，G2＝11000000，B2＝10101010；

R3＝01011100，G3＝11010100，B3＝10100010。

则相应的高位数据为：1111 1100 1000 0000 1100 1010 0101 1101 1010；

相应的低位数据为：0000 1100 1000 1100 0000 1010 1100 0100 0010。

步骤S120、通过第一调制算法发送所述高位数据，以及通过第二调制算法发送所述低位数据。所述第一调制算法发送数据的抗干扰能力较所述第二调制算法发送数据的抗干扰能力强。

在本实施例中，第一调制算法调制的信号无线传输时抗干扰能力较第二调制算法调制的信号强。作为优选的实施方式，所述第一调制算法包括QPSK调制算法，所述第二调制算法包括16QAM调制算法或64QAM调制算法。

QPSK即四相频移键控，有四种调制状态，每一状态能表示2位，即2bit信息位；QAM为正交幅度调制，16QAM有16种调制状态，因此一种状态可以表示4位即4bit信息。

在一定的参数和信噪比条件下，采用QPSK调制算法比采用16QAM调制算法时误码率要低，有更好的传输性能；因此当使用QPSK调制算法的时候相比于使用16QAM调制算法，所需要的解调门限的信噪比更低；即在同样的无线传输环境中使用QPSK调制算法调制的第一频带信号相比于使用16QAM调制算法或64QAM调制算法调制的第二频带信号会有更强的稳定性和抗干扰能力。

同时，由于一个16QAM状态能表示4位数据，而一个QPSK状态只能表示2位数据，因此，16QAM的调制效率是QPSK的两倍。

由于值数据中，高位数据的权重明显高于低位数据；如值数据11111111的值为255，高位数据1111的值为240，低位数据1111的值为15。因此，保证高位数据正确传输更为重要；需要采用稳定性和抗干扰能力更强的调制算法；而低位数据可采用效率更高的调制算法。

本发明实施例提供的图像数据发送方法，通过将图像数据中各像素点的值数据分组编码为高位数据和低位数据；然后用抗干扰能力更高的第一调制算法发送权重较高的高位数据，以及通过频谱利用率较高的第二调制算法发送权重较低的低位数据；实现了图像数据的联合编码调制，传输稳定、抗干扰能力强、频谱利用率更高的图像数据传输。

作为本发明实施例的进一步改进，在本实施例中，图像数据采用多载波传输方式，实现多路子数据并行传输。

步骤S120通过第一调制算法发送所述高位数据，以及通过第二调制算法发送所述低位数据，具体包括以下步骤：

步骤S121、将所述高位数据处理为多个高位子数据，以及将所述低位数据处理为多个低位子数据。

在本实施例中，图像数据采用多载波传输方式，实现多路子数据并行传输。将高位数据处理为多个高位子数据，低位数据处理为多个低位子数据，然后以不同的子载波进行并行传输。

步骤S122、通过第一调制算法将各高位子数据调制为相应的第一频带信号，以及通过第二调制算法将各低位子数据调制为相应的第二频带信号。所述第一频带信号无线传输时抗干扰能力较所述第二频带信号强。

步骤S123、对所述第一频带信号和第二频带信号进行正交调制，并发送正交调制后的信号。

对步骤S122得到的多路第一频带信号、第二频带信号进行正交调制。示例性的采用正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing，OFDM)算法进行正交调制。OFDM是将高速串行的数据流转换成低速并行的子数据流，然后调制到相互正交的子信道上。一个OFDM信号可以包含多个经QPSK调制或16QAM调制的子载波。各子载波相互正交，使扩频调制后的频谱可以相互重叠，从而减小了子载波间的相互干扰，改进对多载波的调制，提高载波的频谱利用率。

作为优选的实施方式，步骤S123中发送正交调制后的信号，具体为：将正交调制后的第一频带信号、第二频带信号发送至相应的第一信道、第二信道。

将频带信号发送至相应的信道本身属于现有技术，在此不做赘述。

作为优选的实施方式，步骤S123对所述第一频带信号和第二频带信号进行正交调制，并发送正交调制后的信号，具体为：

对所述第一频带信号和第二频带信号进行正交调制，并通过60GHz频段等公开的频段发送正交调制后的信号。

即所述第一信道、第二信道位于60GHz频段等公开的频段。例如在60GHZ的毫米波频段有5-7Ghz的带宽允许非授权使用，射频带宽较宽，传输速率较高。

本发明实施例提供的图像数据发送方法，通过将图像数据处理为多个高位子数据和多个低位子数据；然后用抗干扰能力更高的第一调制算法将各高位子数据调制为相应的第一频带信号，用频谱利用率更高的第二调制算法将各低位子数据调制为相应的第二频带信号；之后对第一频带信号和第二频带信号进行正交调制，进一步减小了各子载波间的相互干扰，提高了载波的频谱利用率；实现了图像数据的联合编码调制，达到调制效率高且传输稳定、抗干扰能力强、频谱利用率更高图像数据调制。

实施例二

如图2所示的图像数据接收方法，用于图像数据接收端。

图像数据接收方法包括以下步骤：

步骤S210、获取无线信号，所述无线信号包括通过第一调制算法发送的高位数据和通过第二调制算法发送的低位数据；所述第一调制算法发送数据的抗干扰能力较所述第二调制算法发送数据的抗干扰能力强。

第一解调算法为与第一调制算法相应的算法，第二解调算法为与第二调制算法相应的算法。

步骤S220、解调所述无线信号，并将解调得到的高位数据和低位数据处理为图像数据。

例如，解调得到的高位数据为1111 1100 1000 0000 1100 1010 0101 11011010；解调得到的低位数据为0000 1100 1000 1100 0000 1010 1100 0100 0010；然后由高位数和低位数据处理得到图像数据，其中的相邻三个像素为：

R1＝11110000，G1＝11001100，B1＝10001000；

R2＝00001100，G2＝11000000，B2＝10101010；

R3＝01011100，G3＝11010100，B3＝10100010。

作为本发明实施例的进一步改进，图像数据接收方法具体包括以下步骤：

步骤S201、获取无线信号，所述无线信号包括经正交调制的多个第一频带信号和多个第二频带信号；所述第一频带信号无线传输时抗干扰能力较所述第二频带信号强。

作为优选的实施方式，所述获取无线信号是经第一信道、第二信道从采用实施例一的图像数据发送方法的发送装置获取的。第一频带信号、二频带信号在实施例一中已有表述，在此不再赘述。

步骤S202、通过第一解调算法将各第一频带信号解调为相应的高位子数据，以及通过第二解调算法将各第二频带信号解调为相应的低位子数据。

第一解调算法为与第一调制算法相应的算法，第二解调算法为与第二调制算法相应的算法。如当第一频带信号为QPSK调制算法得到，则第一频带信号可通过QPSK解调算法解调为相应的高位子数据。

步骤S203、将解调得到的高位子数据处理为高位数据，以及将解调得到的低位子数据处理为低位数据。

步骤S204、将得到的高位数据和低位数据处理为图像数据。

首先将多个高位子数据处理为高位数据，如1111 1100 1000 0000 110010100101 1101 1010；以及将多个低位子数据处理为低位数据，如0000 1100 100011000000 1010 1100 0100 0010；然后由高位数和低位数据得到图像数据，如其中的相邻三个像素：

R1＝11110000，G1＝11001100，B1＝10001000；

R2＝00001100，G2＝11000000，B2＝10101010；

R3＝01011100，G3＝11010100，B3＝10100010。

本发明实施例提供的图像数据接收方法，通过接收经前述图像数据发送方法发送的无线信号，实现高位数据、低位数据的联合编码调制传输，实现了图像数据的高效率且传输稳定、抗干扰能力强、频谱利用率更高的图像数据传输。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例的图像数据发送、接收方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法，如：

存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述图像数据发送方法的步骤；或者实现前述图像数据接收方法的步骤。

本发明实施例的图像数据发送、接收方法可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等，如实施例三。

实施例三

如图3所示电子设备，包括存储器200、处理器300以及存储在存储器200中的程序，所述程序被配置成由处理器300执行，处理器300执行所述程序时实现上述图像数据发送方法的步骤；或者实现上述图像数据接收方法的步骤。处理器300执行所述程序时实现上述图像数据发送方法的步骤时，电子设备用于发送数据；处理器300执行所述程序时实现上述图像数据接收方法的步骤时，电子设备用于接收数据。

用于发送数据的电子设备10，和至少一个用于接收数据的电子设备20可以实现如图4所示的数据传输系统，实现了图像数据的联合编码调制，传输稳定、抗干扰能力强、频谱利用率更高的图像数据传输。

本实施例中的电子设备与前述实施例中的方法是基于同一发明构思下的两个方面，在前面已经对方法实施过程作了详细的描述，所以本领域技术人员可根据前述描述清楚地了解本实施中的电子设备的结构及实施过程，为了说明书的简洁，在此就不再赘述。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.图像数据发送方法，其特征在于，包括以下步骤：

将图像数据中各像素点的值数据分组编码为高位数据和低位数据；所述高位数据的权重高于所述低位数据；所述高位数据的传输通过采用稳定性和抗干扰能力更高的调制算法，所述低位数据的传输通过采用频谱利用率更高的调制算法；图像数据中各像素点的值数据的长度均为N位，N为整数，高X位为高位数据，低(N－X)位为低位数据；

通过第一调制算法发送所述高位数据，以及通过第二调制算法发送所述低位数据；

所述第一调制算法发送数据的抗干扰能力较所述第二调制算法发送数据的抗干扰能力强。

2.如权利要求1所述的图像数据发送方法，其特征在于：所述图像数据包括像素点的值数据；

所述将图像数据中各像素点的值数据分组编码为高位数据和低位数据，具体为：

根据所述值数据的长度将所述图像数据中各像素点的值数据分组编码为高位数据和低位数据。

3.如权利要求2所述的图像数据发送方法，其特征在于：所述图像数据包括像素点的值数据，具体为：所述图像数据包括像素点的R分量值数据、G分量值数据和B分量值数据，所述R分量值数据、G分量值数据和B分量值数据的长度均为N位，N为整数；

所述根据所述值数据的长度将所述图像数据中各像素点的值数据分组编码为高位数据和低位数据，具体为：

所述图像数据中各像素点的R分量值数据、G分量值数据和B分量值数据的高X位为高位数据，低(N－X)位为低位数据。

4.如权利要求1-3中任一项所述的图像数据发送方法，其特征在于：所述通过第一调制算法发送所述高位数据，以及通过第二调制算法发送所述低位数据，具体包括以下步骤：

将所述高位数据处理为多个高位子数据，以及将所述低位数据处理为多个低位子数据；

通过第一调制算法将各高位子数据调制为相应的第一频带信号，以及通过第二调制算法将各低位子数据调制为相应的第二频带信号；

对所述第一频带信号和第二频带信号进行正交调制，并发送正交调制后的信号。

5.如权利要求1-3中任一项所述的图像数据发送方法，其特征在于：所述第一调制算法包括QPSK调制算法，所述第二调制算法包括16QAM调制算法或64QAM调制算法。

6.如权利要求4所述的图像数据发送方法，其特征在于：所述对所述第一频带信号和第二频带信号进行正交调制，并发送正交调制后的信号，具体为：

对所述第一频带信号和第二频带信号进行正交调制，并通过60GHz频段发送正交调制后的信号。

7.图像数据接收方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取无线信号，所述无线信号包括通过第一调制算法发送的高位数据和通过第二调制算法发送的低位数据；所述第一调制算法发送数据的抗干扰能力较所述第二调制算法发送数据的抗干扰能力强；

解调所述无线信号，并将解调得到的高位数据和低位数据处理为图像数据；

所述高位数据的权重高于所述低位数据；所述高位数据的传输通过采用稳定性和抗干扰能力更高的调制算法，所述低位数据的传输通过采用频谱利用率更高的调制算法；

图像数据中各像素点的值数据的长度均为N位，N为整数，高X位为高位数据，低(N－X)位为低位数据。

8.电子设备，其特征在于：用于发送数据，包括存储器、处理器以及存储在存储器中的程序，所述程序被配置成由处理器执行，处理器执行所述程序时实现如权利要求1-6中任一项所述的图像数据发送方法的步骤。

9.电子设备，其特征在于：用于接收数据，包括存储器、处理器以及存储在存储器中的程序，所述程序被配置成由处理器执行，处理器执行所述程序时实现如权利要求7所述的图像数据接收方法的步骤。

10.数据传输系统，其特征在于：包括如权利要求8所述的用于发送数据的电子设备，和如权利要求9所述的用于接收数据的电子设备。

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