CN112199358B - 一种面向红外图像的数据库管理方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种面向红外图像的数据库管理方法和系统，用以解决现有技术中多来源红外数据无法统一管理的问题。所述面向红外图像的数据库管理方法，将红外图像数据的存储格式进行规范化，对具有规范存储格式的红外图像序列进行清洗和标记，将标记的红外图像数据存入数据库中；在存储统一格式红外图像数据的基础上，提供检索和下载服务。本发明将零散的红外图像规范化、集成化、系统化，保留了红外图像数据的全部参数信息，形成了红外图像大数据库的统一管理方法，有效支撑了红外图像数据的使用，为红外图像数据的识别、检测、跟踪等应用技术提供了有效资源，提高相关工作人员的工作效率。

Description

一种面向红外图像的数据库管理方法和系统

技术领域

本发明属于数据库管理领域，具体涉及一种面向红外图像的数据库管理方法和系统。

背景技术

红外成像是一种利用探测仪探测向外辐射红外线的物体的监测方法，红外图像可以更真实的反映记录时刻的场景，因此，需要在相当的时间段内对红外图像进行储存保管。随着红外成像在安防、医疗、航空航天及军事领域中的应用，数据呈级数增长，亟需一个可以为红外图像的识别、检测、跟踪提供应用平台的数据库管理系统。

现有技术中，没有一种针对红外图像序列的数据库系统。同时，红外图像呈现出不同于其他图像的共性特征。通常情况下，波长为2.0～1000微米的电磁波为红外线，现有的红外成像所采用的波段根据仪器的分辨率和仪器精度有所不同，所获得的红外图像也有很大差别；要将大量的不同途径采集的红外图像整合到一个数据库中，需要巨大的资源。另外，不能将红外图像及其采集时刻的相关信息参数绑定，无法对红外图像序列大数据进行系统、全面的管理，导致用于识别、检测、跟踪等技术的红外图像序列应用率低，延长了红外图像的应用周期。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本发明旨在提供一种面向红外图像的数据库管理方法和系统，在对红外图像存储格式的规范化的基础上，对红外图像进行清洗和标记，将红外图像的图像灰度信息和采集时刻附属信息一一绑定，不仅提高红外图像序列的使用价值，且能够实现对红外图像数据库的智能化管理，提高对红外图像的检索效率，获得良好的数据库管理性能。

为了实现上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种面向红外图像的数据库管理方法，所述面向红外图像的数据库管理方法，包括如下步骤：

步骤S1，将红外图像数据的存储格式进行规范化；

步骤S2，对具有规范存储格式的红外图像序列进行清洗和标记；

步骤S3，将标记的红外图像数据存入数据库中。

上述方案中，所述规范化，通过将红外图像的图像灰度信息与采集时刻的附属信息参数一一绑定，整合到统一的图像格式中。

上述方案中，采集时刻附属信息参数包括图像尺寸、探测器视场角、采集设备名称、数据深度、气象环境、目标类型、采集高度、探测器姿态角度。

上述方案中，所述统一的图像格式，是二进制的dat文件，每一个红外图像序列存储为一个dat文件。

上述方案中，所述dat文件，由文件头、图像信息和附属信息参数三部分组成；其中，文件头存储图像序列共有的参数，且一个dat文件只有一个文件头，放在最开始的1024个字节中；图像信息是图像的8位或16位灰度信息，每一幅图像为一包图像信息，按图像信息实际占用字节数存储；附属信息是每一幅图对应的参数信息，放置在每一包图像信息前的256个字节中。

上述方案中，步骤S2中所述标记，对清洗后有使用价值的图像进行标记，标记每一幅图像中的目标位置和目标属性。

上述方案中，步骤S3中，所述标记完成的红外图像存入数据库，在数据库中基于采集设备和采集地点创建子库，把标记完成的统一存储格式的红外图像序列包批量上传至红外图像数据库，并按两种树图方式存储：“采集设备—采集时间—采集地点”树图和“采集时间—采集设备—采集地点”树图。

上述方案中，所述面向红外图像的数据库管理方法，在红外图像存储完成后，还可以包括：

步骤S4，对红外图像数据库设置不同的使用权限；

步骤S5,根据检索项对数据库中存储的具有规范格式的红外图像进行检索；

步骤S6，根据下载请求提供数据库中存储的具有规范格式的红外图像的批量下载，并形成配置文件。

第二方面，本发明实施例还提供了一种面向红外图像的数据库管理系统，所述数据库管理系统，包括依次连接的存储格式规范化模块、数据清洗模块、数据标记模块及数据库；其中，所述存储格式规范化模块与红外图像采集设备相连：

所述存储格式规范化模块用于将接收到的来自红外图像采集模块的红外图像数据的存储格式进行规范化；所述数据清洗模块，用于对具有规范存储格式的红外图像序列进行清洗；所述数据标记模块，用于对清洗完成后的红外图像数据序列进行标记，并将标记后的红外图像存入数据库中。

上述方案中，所述面向红外图像的数据库管理系统，还包括：权限分配模块、检索模块和下载模块，三个模块均与数据库相连，权限分配模块与检索模块和下载模块相连，所述检索模块同时与下载模块相连；

其中，所述根据分配模块，用于对红外图像数据库设置不同的使用权限；所述检索模块用于根据检索项对数据库中存储的具有规范格式的红外图像进行检索；所述下载模块用于根据下载请求提供数据库中存储的具有规范格式的红外图像的批量下载，并形成配置文件。

本发明具有如下有益效果：

本发明通过将红外图像及其附属参数信息绑定，形成了规范化的红外图像序列格式，并通过智能管理系统将红外图像数据进行系统、全面的搜集和整理，将零散的红外图像规范化、集成化、系统化，保留了红外图像数据的全部参数信息，形成了红外图像大数据库的统一管理方法，并通过智能化的数据库管理系统，有效存储、管理红外图像大数据，有效支撑了红外图像数据的使用，为红外图像数据的识别、检测、跟踪等应用技术提供了有效资源，提高相关工作人员的工作效率。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施方式的面向红外图像的数据库管理方法流程图一；

图2为本发明实施方式中红外图像数据存储格式示意图；

图3为本发明实施方式中红外图像数据包的结构格式示意图；

图4为本发明实施方式的面向红外图像的数据库管理方法流程图二；

图5为本发明实施方式中数据库管理系统下载配置文件格式示例；

图6为本发明实施方式中面向红外图像的数据库管理系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1示出了本发明实施方式提供的面向红外图像的数据库管理方法流程。如图1所示，所述面向红外图像的数据库管理方法，包括如下步骤：

步骤S1，将红外图像数据的存储格式进行规范化；

步骤S2，对具有规范存储格式的红外图像序列进行清洗和标记；

步骤S3，将标记的红外图像数据存入数据库中。

如上所述，步骤S1中，所述规范化，通过将红外图像的图像灰度信息与采集时刻附属信息参数一一绑定，整合到统一的图像格式中。本实施方式中，所述统一的图像格式，是二进制的dat文件，每一个红外图像序列存储为一个dat文件。红外图像数据来源于不同探测器、不同采集设备、以及不同的数据链路格式，因此需要专用的格式转换工具，将不同来源的图像数据与规范化的图像数据格式对齐并转换。

其中，采集时刻附属信息参数包括图像尺寸、探测器视场角、采集设备名称、数据深度、气象环境、目标类型、采集高度、探测器姿态角度等。

如图2所示，所述dat文件，由文件头、图像信息和附属信息参数三部分组成，其中，文件头即为文件说明，存储图像序列共有的参数(包括图像尺寸、探测器视场角、采集设备名称、数据深度、气象环境等)，一个dat文件只有一个文件头，放在最开始的1024个字节中；图像信息是图像的8位或16位灰度信息，如图3所示，每一幅图像称为一包图像信息，按图像信息实际占用字节数存储；附属信息是每一幅图对应的参数信息(包括探测器姿态角度、采集高度、设备采集速度等)，放置在每一包图像信息前的256个字节中。图像信息整理过程中，需要把已知的所有属性参数信息补充完整，转换完成后逐一核验，确保格式和内容都正确无误。由此，将原始不同来源的红外图像序列转换为规范的存储格式。

如上所述，步骤S2中，所述清洗，对每一个规范格式的红外图像进行审核，将无效的图像删除，仅留存有使用价值的图像，提升红外图像大数据库的使用价值，而不单单是图像的罗列；同时将连续的图像序列进行重组，形成完整、连续、有使用价值的图像序列包。这里的审核，通过规范化数据的看图工具对图像内容进行筛选。

所述标记，对有使用价值的图像进行标记，标记每一幅图像中的目标位置和目标属性，使红外图像大数据库中的图像是有属性标签的，提升图像数据的价值，方便使用。其中，目标位置包括目标区域和目标中心点位置，目标属性包括固定目标、移动目标、目标有无遮挡及场景复杂度等。标记内容供图像序列使用者分析研究使用，并且可以再使用过程中优化属性信息。这里的标记，采用规范化数据的自动/半自动标记软件，对图像序列中每一幅图像中的目标位置进行标记，通过人眼观察确定目标的状态属性(固定目标、移动目标、目标有无遮挡等)，通过图像分析工具确定目标的特征属性(场景复杂度等级等)，并将记录结果保存到标准图像格式的对应字节中，与图像数据一一绑定，其中，目标、场景等共有属性保存在文件头中，目标位置、有无遮挡和场景复杂度等级等每一帧图像特有的属性保存在辅助信息中。

如上所述，步骤S3中，所述标记完成的红外图像存入数据库，在数据库中基于采集设备和采集地点创建子库，把标记完成的统一存储格式的红外图像序列包批量上传至红外图像数据库。

本步骤中数据上传前，首先在数据库中以采集设备和采集地点为基准建立子库，相同采集设备相同采集地点为一个采集子库，建立子库时再填入采集时间段，每一个子库具有采集地点、采集设备和采集时间段三个标签；把标记完成的具有规范格式的红外图像序列包批量上传至红外图像数据库中的相应子库中，数据库逐一核验每一包dat图像数据文件，数据格式不满足规范格式的，上传过程会报错，并返回步骤S1，如图4所示。

作为本发明的一个优选实施例，对于成功传入数据库中的数据，按照多种树图方式存储图像路径，根据实际经验，优选为两种树图：“采集设备—采集时间—采集地点”树图和“采集时间—采集设备—采集地点”树图。其中，采集设备和采集地点在规范化的图像数据包中存储，数据库自动解析；采集时间是上传至图像库时建立的属性。树图的存储方式便于使用者快速定位到所需图像数据，增加数据库的可使用性。

作为本发明的一个优选实施例，基于上述实施方式中的数据库管理方法，如图4所示，在红外图像存储完成后，还可以包括：

步骤S4，对红外图像数据库设置不同的使用权限。

具体地，本步骤中，使用权限包括管理员权限和游客权限，管理员可以对数据库中所有任务进行操作，比如对数据库中的图像数据进行删除、修改、上传等；而游客只能访问数据库，可以查看图像数据内容，也可以检索下载，但不能对数据库进行任何的改动。

步骤S5,根据检索项对数据库中存储的具有规范格式的红外图像进行检索。

具体地，本步骤中，所述红外图像数据的检索，使用者按照需求在图像数据库中快速检索到所需图像序列，检索项为dat文件中文件头的所有信息，文件头中涵盖了采集时间、气象环境、目标类型、目标属性等信息，图像数据在入库前已经全部信息整理记录完成，数据库系统自动解析文件头信息，并形成检索项。

在检索项界面，使用者按照需求检索某一项或某几项内容，数据库按照检索项快速检索到所需图像序列，使用者可以通过阅览来确认是否是想要的序列，如果是选中，加入下载列表，然后可以继续检索其他检索项，同样选中加入下载列表，直至满足需要为止。比如，使用者想要找含有“固定目标”、“移动目标”、“云遮挡”的三类特征属性的红外图像，在数据库中检索项为目标特征的一栏中选择“固定目标”，把检索出来的7个图像序列全部选中，加入下载列表；然后在目标特征检索项的一栏中选择“移动目标”，把检索出来的2个图像序列全部选中，加入下载列表；最后在目标特征检索项的一栏中选择“云遮挡”，把检索到的1个图像序列选中，加入下载列表，则满足需要的三类特征属性红外图像全部检索完成，并加入下载列表。

步骤S6，根据下载请求提供数据库中存储的具有规范格式的红外图像的批量下载，并形成配置文件。

本步骤中，所述红外图像大数据的批量下载，在使用者检索到自己所需图像序列后，可批量下载到本地计算机使用，同时在下载过程中形成本次下载的配置文件。所述配置文件为ini文件。如图5所示，所述配置文件包含下载到本地计算机的路径、检索信息、及对应检索信息下的图像列表。例如，把步骤2中的检索结果下载到本地磁盘E的图像库文件夹，则下载列表中的全部文件下载到制定位置，并生成下载配置文件。如图5所示，配置文件中把所有图像名称列表，并标记每一个图像序列所属的特征检索属性，使用者可以直接使用下载配置文件，完成所需图像的调用和性能统计。

图6示出了本发明实施方式所提供的面向红外图像的数据库管理系统。如图6所示，所述数据库管理系统，包括依次连接的存储格式规范化模块、数据清洗模块、数据标记模块及数据库；其中，所述存储格式规范化模块与红外图像采集设备相连。

所述存储格式规范化模块用于将接收到的来自红外图像采集模块的红外图像数据的存储格式进行规范化；所述数据清洗模块，用于对具有规范存储格式的红外图像序列进行清洗；所述数据标记模块，用于对清洗完成后的红外图像数据序列进行标记，并将标记后的红外图像存入数据库中。

作为本发明的一个优选实施例，所述面向红外图像的数据库管理系统，还可以包括：权限分配模块、检索模块和下载模块，三个模块均与数据库相连，权限分配模块与检索模块和下载模块相连，所述检索模块同时与下载模块相连。

其中，所述根据分配模块，用于对红外图像数据库设置不同的使用权限；所述检索模块用于根据检索项对数据库中存储的具有规范格式的红外图像进行检索；所述下载模块用于根据下载请求提供数据库中存储的具有规范格式的红外图像的批量下载，并形成配置文件。所述配置文件为ini文件。

以上所述面向红外图像的数据库管理系统，与实施方式提供的面向红外图像的数据库管理方法是对应的，对所述方法描述和限定，同样适用于所述管理系统，在此不再赘述。

由上述方案可以看出，本发明通过规范化的红外图像存储格式，将图像与其附属信息参数一一绑定，保留了红外图像数据的全部参数信息，形成了红外图像大数据库的统一管理方法，并通过智能化的数据库管理系统，有效存储、管理红外图像大数据，有效支撑了红外图像数据的使用，积累了宝贵的红外图像序列资源，缩短了相关技术的研制周期。

以上描述仅为本发明的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本发明中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本发明中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (6)

1.一种面向红外图像的数据库管理方法，其特征在于，所述面向红外图像的数据库管理方法，包括如下步骤：

步骤S1，将红外图像数据的存储格式进行规范化,将原始不同来源的红外图像序列转换为规范的存储格式；所述规范化，通过将红外图像的图像灰度信息与采集时刻的附属信息参数一一对应绑定，整合到统一的图像格式中,形成规范化的红外图像序列；

所述采集时刻的附属信息参数包括图像尺寸、探测器视场角、采集设备名称、数据深度、气象环境、目标类型、采集高度、探测器姿态角度；

所述统一的图像格式，是二进制的dat文件，每一个红外图像序列存储为一个dat文件,且dat文件由文件头、图像信息和附属信息三部分组成；其中，文件头存储图像序列共有的参数，且一个dat文件只有一个文件头，放在最开始的1024个字节中；图像信息是图像的8位或16位灰度信息，每一幅图像为一包图像信息，按图像信息实际占用字节数存储；附属信息是每一幅图对应的参数信息，放置在每一包图像信息前的256个字节中；

步骤S2，对具有规范存储格式的红外图像序列进行清洗和标记；

步骤S3，将标记的红外图像数据存入数据库中。

2.根据权利要求1所述的面向红外图像的数据库管理方法，其特征在于，步骤S2中所述标记，对清洗后有使用价值的图像进行标记，标记每一幅图像中的目标位置和目标属性。

3.根据权利要求1所述的面向红外图像的数据库管理方法，其特征在于，步骤S3中，标记完成的红外图像存入数据库，在数据库中基于采集设备和采集地点创建子库，每一个子库具有采集地点、采集设备和采集时间段三个标签；把标记完成的具有规范格式的红外图像序列包批量上传至红外图像数据库中的相应子库中。

4.根据权利要求1至3任一项所述的面向红外图像的数据库管理方法，其特征在于，所述面向红外图像的数据库管理方法，在红外图像存储完成后，还可以包括：

步骤S4，对红外图像数据库设置不同的使用权限；

步骤S5,根据检索项对数据库中存储的具有规范格式的红外图像进行检索；

步骤S6，根据下载请求提供数据库中存储的具有规范格式的红外图像的批量下载，并形成配置文件。

5.一种面向红外图像的数据库管理系统，其特征在于，所述数据库管理系统，包括依次连接的存储格式规范化模块、数据清洗模块、数据标记模块及数据库；其中，所述存储格式规范化模块与红外图像采集设备相连：

所述存储格式规范化模块用于将接收到的来自红外图像采集模块的红外图像数据的存储格式进行规范化,将原始不同来源的红外图像序列转换为规范的存储格式；所述数据清洗模块，用于对具有规范存储格式的红外图像序列进行清洗；所述数据标记模块，用于对清洗完成后的红外图像数据序列进行标记，并将标记后的红外图像存入数据库中;

所述规范化，通过将红外图像的图像灰度信息与采集时刻的附属信息参数一一对应绑定，整合到统一的图像格式中,形成规范化的红外图像序列;

所述采集时刻的附属信息参数包括图像尺寸、探测器视场角、采集设备名称、数据深度、气象环境、目标类型、采集高度、探测器姿态角度;

所述统一的图像格式，是二进制的dat文件，每一个红外图像序列存储为一个dat文件,且dat文件由文件头、图像信息和附属信息三部分组成；其中，文件头存储图像序列共有的参数，且一个dat文件只有一个文件头，放在最开始的1024个字节中；图像信息是图像的8位或16位灰度信息，每一幅图像为一包图像信息，按图像信息实际占用字节数存储；附属信息是每一幅图对应的参数信息，放置在每一包图像信息前的256个字节中。

6.根据权利要求5所述的面向红外图像的数据库管理系统，其特征在于，所述面向红外图像的数据库管理系统，还包括：权限分配模块、检索模块和下载模块，三个模块均与数据库相连，权限分配模块与检索模块和下载模块相连，所述检索模块同时与下载模块相连；

其中，所述根据分配模块，用于对红外图像数据库设置不同的使用权限；所述检索模块用于根据检索项对数据库中存储的具有规范格式的红外图像进行检索；所述下载模块用于根据下载请求提供数据库中存储的具有规范格式的红外图像的批量下载，并形成配置文件。

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