CN109922313B - 一种图像处理方法、移动终端及云服务器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种图像处理方法、移动终端及云服务器，其中该方法包括：云服务器接收由无线传感器网络传送的视频图像信息；所述云服务器对视频图像信息进行对应解压，并根据簇头的标识分区存储各解压后的视频图像信息；所述云服务器接收由智能终端发送的信息发送请求，所述信息发送请求包括请求发送视频图像信息的簇头标识；所述云服务器根据所述信息发送请求，将与所述请求发送视频图像信息的簇头标识对应的视频图像信息发送至所述智能终端。

Description

一种图像处理方法、移动终端及云服务器

技术领域

本发明涉及视频图像采集及处理技术领域，具体涉及一种图像处理方法、移动终端及云服务器。

背景技术

相关技术中的布线视频监控系统主要包括网络视频服务器、数据库服务器和通过网络与该服务器相连的摄像头等。该系统通常设备的尺寸较大、网络拓扑结构复杂、成本较高以及在某些恶劣或特殊的应用环境难于部署。同时，传统的视频监控系统主要提供视频图像信息的采集功能，无法提供实时的图像分类等功能。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种图像处理方法、移动终端及云服务器。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

本发明第一方面提供了一种图像处理方法，该方法包括：

云服务器接收由无线传感器网络传送的视频图像信息，所述视频图像信息由视频监控装置采集并通过图像压缩算法进行压缩使其适应无线传感器网络的传输；所述无线传感器网络包括多个传感器节点、多个簇头和一个与所述云服务器连接的汇聚节点，每个传感器节点至少连接一个视频监控装置以采集对应压缩后的视频图像信息，传感器节点选择距离最近的簇头加入簇，以将采集的视频图像信息发送至对应的簇头；

所述云服务器对视频图像信息进行对应解压，并根据簇头的标识分区存储各解压后的视频图像信息；

所述云服务器接收由智能终端发送的信息发送请求，所述信息发送请求包括请求发送视频图像信息的簇头标识；

所述云服务器根据所述信息发送请求，将与所述请求发送视频图像信息的簇头标识对应的视频图像信息发送至所述智能终端。

本发明基于无线传感器网络技术，克服了传统布线视频监控系统和网络摄像头成本高、系统部署困难和安装维护难度较大的缺点，通过云服务器和无线传感器网络的接入整合，实现了视频图像信息的采集、处理一体化，并能够实现图像信息的分类处理，便于使用者通过智能终端快速便捷地获取所需的视频图像信息。

根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，该方法还包括：

所述云服务器提取解压后的同一传感器节点的先后视频图像的图像特征，将两图像特征进行相似度比较，得到两图像特征的相似度值；

若所述相似度值低于预设的相似度阈值，所述云服务器在所述先后视频图像中随机选取一张进行删除。

本实施例通过相似度比较的方法实现了对同一传感器节点采集的视频图像信息的筛选，有利于节省云服务器的存储空间，降低云服务器的存储功耗，并进一步为智能终端提供简洁的视频图像信息。

在本发明第一方面的一种能够实现的方式中，该方法还包括：

所述云服务器接收所述预先确定的智能终端的加密指令，所述加密指令包括簇头标识；

所述云服务器采用预设的加密算法，对与所述加密指令中的簇头标识对应的视频图像信息进行加密。

本实施例通过对用户指定的视频图像信息进行加密，有利于防止重要的视频图像信息的泄露，保护用户的隐私，极大地提高了视频图像信息的安全性。

本发明第二方面提供了一种智能终端，所述智能终端用于执行上述所述的一种图像处理方法。

本发明第三方面提供了一种云服务器，所述云服务器用于执行上述所述的一种图像处理方法。所述云服务器包括存储模块、分析模块和通信模块，所述存储模块主要负责将从所述汇聚节点处接收的视频图像信息进行解压并分区存储至相应的数据库中，所述分析模块主要负责对解压后的视频图像进行相似度比较分析和筛选处理；所述通信模块为所述汇聚节点和智能终端提供相应的接入接口，以及通过调用所存储的视频图像信息，为智能终端提供查询、删除、标记、导入导出功能。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明一个示例性实施例的一种图像处理方法的流程示意图。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

参见图1，本发明第一方面实施例提供了一种图像处理方法，该方法包括：

S1云服务器接收由无线传感器网络传送的视频图像信息，所述视频图像信息由视频监控装置采集并通过图像压缩算法进行压缩使其适应无线传感器网络的传输；所述无线传感器网络包括多个传感器节点、多个簇头和一个与所述云服务器连接的汇聚节点，每个传感器节点至少连接一个视频监控装置以采集对应压缩后的视频图像信息，传感器节点选择距离最近的簇头加入簇，以将采集的视频图像信息发送至对应的簇头。

S2所述云服务器对视频图像信息进行对应解压，并根据簇头的标识分区存储各解压后的视频图像信息。

S3所述云服务器接收由智能终端发送的信息发送请求，所述信息发送请求包括请求发送视频图像信息的簇头标识。

S4所述云服务器根据所述信息发送请求，将与所述请求发送视频图像信息的簇头标识对应的视频图像信息发送至所述智能终端。

本发明基于无线传感器网络技术，克服了传统布线视频监控系统和网络摄像头成本高、系统部署困难和安装维护难度较大的缺点，通过云服务器和无线传感器网络的接入整合，实现了视频图像信息的采集、处理一体化，并能够实现图像信息的分类处理，便于使用者通过智能终端快速便捷地获取所需的视频图像信息。

根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，该方法还包括：

所述云服务器提取解压后的同一传感器节点的先后视频图像的图像特征，将两图像特征进行相似度比较，得到两图像特征的相似度值；

若所述相似度值低于预设的相似度阈值，所述云服务器在所述先后视频图像中随机选取一张进行删除。

本实施例通过相似度比较的方法实现了对同一传感器节点采集的视频图像信息的筛选，有利于节省云服务器的存储空间，降低云服务器的存储功耗，并进一步为智能终端提供简洁的视频图像信息。

在本发明第一方面的一种能够实现的方式中，该方法还包括：

所述云服务器接收所述预先确定的智能终端的加密指令，所述加密指令包括簇头标识；

所述云服务器采用预设的加密算法，对与所述加密指令中的簇头标识对应的视频图像信息进行加密。

本实施例通过对用户指定的视频图像信息进行加密，有利于防止重要的视频图像信息的泄露，保护用户的隐私，极大地提高了视频图像信息的安全性。

本发明第二方面实施例提供了一种智能终端，所述智能终端用于执行上述所述的一种图像处理方法。

本发明第三方面提供了一种云服务器，所述云服务器用于执行上述所述的一种图像处理方法。所述云服务器包括存储模块、分析模块和通信模块，所述存储模块主要负责将从所述汇聚节点处接收的视频图像信息进行解压并分区存储至相应的数据库中，所述分析模块主要负责对解压后的视频图像进行相似度比较分析和筛选处理；所述通信模块为所述汇聚节点和智能终端提供相应的接入接口，以及通过调用所存储的视频图像信息，为智能终端提供查询、删除、标记、导入导出功能。

在上述的图像处理方法及智能终端中，各簇头根据自己的通信级别将簇内传感器节点传送的视频图像信息发送至所述汇聚节点，包括：

一级簇头采用直接通信模式，二级簇头根据自身的当前剩余能量选择直接通信模式或者间接通信模式，三级簇头采用间接通信模式；

其中，所述直接通信模式为：簇头直接将已接收的视频图像信息发送至所述汇聚节点；所述间接通信模式为：传感器节点在其通信范围内的簇头中选择一个簇头作为下一跳节点，将已接收的视频图像信息发送至该下一跳节点，以由下一跳节点转发该视频图像信息，直至该视频图像信息传送至汇聚节点；

其中，网络中每个簇头能调节的通信距离范围皆为[C_min,C_max]，簇头的通信级别由汇聚节点确定，具体为：

(1)网络初始化时，所述汇聚节点向各簇头广播hello消息并启动计时器，各簇头收到所述hello消息后，计算自己的通信权值，并向所述汇聚节点发送反馈消息，所述反馈消息包括簇头标识、所述通信权值以及位置信息：

式中，V_d为簇头d的通信权值，M_d为簇头d通信范围内的簇头数量，X_dy为簇头d与其通信范围内的第y个簇头的距离；

(2)预先设定第一直接通信距离阈值X_τ1、第二直接通信距离阈值X_τ2，C_max>X_τ2>X_τ1，所述汇聚节点根据各簇头的位置信息和通信权值分配簇头的通信级别，并向各簇头广播分配信息：若簇头到汇聚节点的距离不大于X_τ1，或者簇头到汇聚节点的距离在[X_τ1,X_τ2]内且通信权值大于2/5，则分配该簇头的通信级别为一级；若簇头到汇聚节点的距离在[X_τ1,X_τ2]内且通信权值不大于2/5，则分配该簇头的通信级别为二级；若簇头到汇聚节点的距离大于X_τ2，则分配该簇头的通信级别为三级。

本实施例中，各簇头根据自己的通信级别将采集的视频图像信息发送至所述汇聚节点，其中所述通信级别由所述汇聚节点根据簇头的通信权值和位置信息进行确定。本实施例创造性地提出了通信权值的新指标，可见簇头的邻近簇头越密集，则该簇头的通信权值越大。该通信权值由各簇头分别自行计算并反馈至汇聚节点，有利于平衡各簇头的计算负载，提高为各簇头分配通信级别的效率；通过设置通信级别，有利于提高簇头路由的灵活性，使得周边邻近簇头密集的簇头能够优先直接与汇聚节点通信，避免无谓的数据转发，并能够使得与汇聚节点相距较远的簇头由于采取间接通信模式，而节省在发送视频图像信息方面的能耗。

在一个实施例中，所述二级簇头根据自身的当前剩余能量选择直接通信模式或者间接通信模式，具体为：设二级簇头u与距离最近的簇头的距离为X_minu，二级簇头到汇聚节点的距离为X_ou，若X_minu-X_ou≥0，所述二级簇头u始终选择直接通信模式；若X_minu-X_ou＜0，所述二级簇头u计算自己的通信距离阈值C_Tu，若C_Tu≥X_ou，则所述二级簇头u选择直接通信模式；若C_Tu＜X_ou，则所述二级簇头u选择间接通信模式，并以距离最近的簇头作为下一跳节点；其中，通信距离阈值C_Tu按照下列公式计算：

式中，Q_0u为二级簇头u的初始能量，Q_u为二级簇头u的当前剩余能量，M_u为二级簇头u所在簇内的传感器节点数量，

为簇头u所在簇内与簇头u距离小于

的传感器节点数量，

为基于簇内密集度的能量影响因子，h为预设的基于簇内密集度的能量影响的权重系数，h的取值范围为[0.1,0.2]。

本实施例中，二级簇头能够根据自身的当前剩余能量调节自己的通信模式，提高了二级簇头路由的灵活性。其中，本实施例创新性地根据能量因素设计了通信距离阈值的衡量指标；其中在考虑能量因素时，创新性地引入了基于簇内密集度的能量影响因子。簇头所在簇内接近该簇头的传感器节点更密集时，簇头为管理簇内传感器节点所花费的能耗更少。通过能量影响因子的引入，将使得管理簇内传感器节点所花费的能耗更少的簇头的通信距离阈值更大，坚持直接通信模式的时间更为持久，这样将有利于平衡各簇头的能量消耗。

同时在另一方面，本实施例根据通信距离阈值与到汇聚节点的距离二者的比较结果，确定二级簇头的通信模式，有利于在保障二级簇头在发送视频图像信息方面的可靠度的前提下，较优化地节省二级簇头的能量，延缓二级簇头的能量消耗，从而延长二级簇头的工作周期，进一步在整体上延长无线传感器网络的寿命。

在一个实施例中，三级簇头选择下一跳节点时，具体执行：

(1)三级簇头获取其通信范围内相对于其距离汇聚节点更近的簇头作为备选节点，构建备选节点集；

(2)初始时，三级簇头确定选择距离为C_max，并在备选节点集中选择与其距离最接近C_max的备选节点作为下一跳节点；

(3)每隔一个预设的周期ΔT，三级簇头按照下列公式更新选择距离，并重新选择与其距离最接近当前更新的选择距离的备选节点作为下一跳节点：

式中，C_e(p+ΔT)为当前更新的三级簇头e的选择距离，C_e(p)为上一次更新的三级簇头e的选择距离，Q_e为三级簇头e的当前剩余能量，Q_0e为三级簇头e的初始能量，w为预设的基于能量的影响权值，w的取值范围为[2.5π,3π]。

其中，当更新的次数达到预设的次数阈值，或者更新的选择距离小于C_min时，所述三级簇头停止下一跳节点的更新。

本实施例提出了三级簇头选择下一跳节点的具体机制，其中提出了选择距离的选择指标。本实施例根据三级簇头自身的能量确定选择距离，并选择与其距离最接近当前更新的选择距离的备选节点作为下一跳节点，有利于在保障视频图像信息的可靠转发的前提下，尽可能地减少转发视频图像信息的下一跳节点数量，从而有利于提高转发视频图像信息的效率。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将系统的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统和终端的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解应当理解，可以以硬件、软件、固件、中间件、代码或其任何恰当组合来实现这里描述的实施例。对于硬件实现，处理器可以在一个或多个下列单元中实现：专用集成电路、数字信号处理器、数字信号处理系统、可编程逻辑器件、现场可编程门阵列、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计用于实现这里所描述功能的其他电子单元或其组合。对于软件实现，实施例的部分或全部流程可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。实现时，可以将上述程序存储在计算机可读介质中或作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。计算机可读介质可以包括但不限于随机存取存储器、只读内存镜像、带电可擦可编程只读存储器或其他光盘存储、磁盘存储介质或者其他磁存储系统、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (6)

1.一种图像处理方法，其特征是，该方法包括：

云服务器接收由无线传感器网络传送的视频图像信息，所述视频图像信息由视频监控装置采集并通过图像压缩算法进行压缩使其适应无线传感器网络的传输；所述无线传感器网络包括多个传感器节点、多个簇头和一个与所述云服务器连接的汇聚节点，每个传感器节点至少连接一个视频监控装置以采集对应压缩后的视频图像信息，传感器节点选择距离最近的簇头加入簇，以将采集的视频图像信息发送至对应的簇头；

所述云服务器对视频图像信息进行对应解压，并根据簇头的标识分区存储各解压后的视频图像信息；

所述云服务器接收由智能终端发送的信息发送请求，所述信息发送请求包括请求发送视频图像信息的簇头标识；

所述云服务器根据所述信息发送请求，将与所述请求发送视频图像信息的簇头标识对应的视频图像信息发送至所述智能终端；

各簇头根据自己的通信级别将簇内传感器节点传送的视频图像信息发送至所述汇聚节点，包括：

一级簇头采用直接通信模式，二级簇头根据自身的当前剩余能量选择直接通信模式或者间接通信模式，三级簇头采用间接通信模式；

其中，所述直接通信模式为：簇头直接将已接收的视频图像信息发送至所述汇聚节点；所述间接通信模式为：传感器节点在其通信范围内的簇头中选择一个簇头作为下一跳节点，将已接收的视频图像信息发送至该下一跳节点，以由下一跳节点转发该视频图像信息，直至该视频图像信息传送至汇聚节点；

其中，网络中每个簇头能调节的通信距离范围皆为[C_min,C_max]，簇头的通信级别由汇聚节点确定，具体为：

(1)网络初始化时，所述汇聚节点向各簇头广播hello消息并启动计时器，各簇头收到所述hello消息后，计算自己的通信权值，并向所述汇聚节点发送反馈消息，所述反馈消息包括簇头标识、所述通信权值以及位置信息：

式中，V_d为簇头d的通信权值，M_d为簇头d通信范围内的簇头数量，X_dy为簇头d与其通信范围内的第y个簇头的距离；

(2)预先设定第一直接通信距离阈值X_τ1、第二直接通信距离阈值X_τ2，C_max>X_τ2>X_τ1，所述汇聚节点根据各簇头的位置信息和通信权值分配簇头的通信级别，并向各簇头广播分配信息：若簇头到汇聚节点的距离不大于X_τ1，或者簇头到汇聚节点的距离在[X_τ1,X_τ2]内且通信权值大于2/5，则分配该簇头的通信级别为一级；若簇头到汇聚节点的距离在[X_τ1,X_τ2]内且通信权值不大于2/5，则分配该簇头的通信级别为二级；若簇头到汇聚节点的距离大于X_τ2，则分配该簇头的通信级别为三级。

2.根据权利要求1所述的一种图像处理方法，其特征是，该方法还包括：

所述云服务器提取解压后的同一传感器节点的先后视频图像的图像特征，将两图像特征进行相似度比较，得到两图像特征的相似度值；

若所述相似度值低于预设的相似度阈值，所述云服务器在所述先后视频图像中随机选取一张进行删除。

3.根据权利要求1或2所述的一种图像处理方法，其特征是，该方法还包括：

所述云服务器接收预先确定的智能终端的加密指令，所述加密指令包括簇头标识；

所述云服务器采用预设的加密算法，对与所述加密指令中的簇头标识对应的视频图像信息进行加密。

4.一种云服务器，其特征是，所述云服务器用于执行如权利要求3所述的一种图像处理方法。

5.根据权利要求4所述的一种云服务器，其特征是，所述云服务器包括存储模块、分析模块和通信模块，所述存储模块主要负责将从所述汇聚节点处接收的视频图像信息进行解压并分区存储至相应的数据库中，所述分析模块主要负责对解压后的视频图像进行相似度比较分析和筛选处理；所述通信模块为所述汇聚节点和智能终端提供相应的接入接口，以及通过调用所存储的视频图像信息，为智能终端提供查询、删除、标记、导入导出功能。

6.一种智能终端，其特征是，所述智能终端用于执行如权利要求3所述的一种图像处理方法。

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