CN113055677A - 一种基于fpga的图像压缩方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于FPGA的图像压缩方法，属于图像处理技术领域，该处理方法具体步骤如下：(1)布置图像采集装置；(2)图像数据采集；(3)采集数据分类标记；(4)数据优化；(5)数据压缩；(6)数据检索与显示；(7)数据存储；步骤(1)中所述图像采集装置主要由多路摄像头、信息存储模块、信息处理模块、信息传输模块以及调配电路组成；本发明能够方便工作人员随时随地调用并查看数据，提高了数据安全性，数据不易丢失，降低了图像数据在经过压缩处理后生成的显示数据与实际产生的误差，节省时间，提高了工作人员的工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种基于FPGA的图像压缩方法。
背景技术
经检索，中国专利号CN109379598A公开了一种基于FPGA实现的图像无损压缩方法；该发明虽然提高上位机的解压缩速度，但是无法对数据类型进行分类处理，容易导致数据压缩出现错误；图像数据之所以能被压缩，就是因为数据中存在着冗余，图像数据的冗余主要表现为图像中相邻像素间的相关性引起的空间冗余，图像序列中不同帧之间存在相关性引起的时间冗余，不同彩色平面或频谱带的相关性引起的频谱冗余，数据压缩的目的就是通过去除这些数据冗余来减少表示数据所需的比特数，由于图像数据量的庞大,在存储、传输与处理时非常困难,因此图像数据的压缩就显得非常重要，图像无损压缩技术是指通过降低图像数据冗余度来获取高压缩比并可以100％重建原图像，该技术在图像数据传输、医学图像以及遥感图像等领域具有广泛的应用，对于图像传输系统，使用无损压缩技术可以提高传输链路的吞吐率，随着集成电路的不断发展，大多数图像处理都是通过FPGA芯片进行处理；因此，发明出一种基于FPGA的图像压缩方法变得尤为重要；
首先，现有的基于FPGA的图像压缩方法对收集到的图像数据进行统一压缩处理，导致不同的图像数据在经过压缩处理后生成的结果数据容易与实际产生误差，需要后续进行图像修复，浪费时间，降低工作人员工作效率，其次，现有的基于FPGA的图像压缩方法将数据直接存储在存储单元中，不方便工作人员调用并查看数据，同时数据安全性差，数据易丢失；为此，我们提出一种基于FPGA的图像压缩方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的一种基于FPGA的图像压缩方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种基于FPGA的图像压缩方法，该处理方法具体步骤如下：
(1)布置图像采集装置：将图像采集装置安装在指定位置；
(2)图像数据采集：对外部景象进行数据采集处理生成初始数据；
(3)采集数据分类标记：将采集到的初始数据进行分类处理生成原始数据；
(4)数据优化：将原始数据进行优化处理生成模板数据；
(5)数据压缩：将模板数据进行压缩处理生成结果数据；
(6)数据检索与显示：使用者检索结果数据并显示；
(7)数据存储：结果数据上传至存储云端。
进一步地，步骤(1)中所述图像采集装置主要由多路摄像头、信息存储模块、信息处理模块、信息传输模块以及调配电路组成。
进一步地，所述调配电路将图像采集装置与计算机电性连接，所述多路摄像头用于对外部景象进行采集，所述信息存储模块用于对接收到的数据进行存储，所述信息处理模块用于将信息存储模块中的数据进行数据转换处理，所述信息传输模块用于将转换完成的数据进行传输，多路摄像头观察角度通过计算机进行调整。
进一步地，步骤(2)中所述外部景象被实时采集并按照数据字典的定义进行转换处理生成初始数据。
进一步地，步骤(3)中所述初始数据按照不同类型进行分类标记处理生成原始数据，不同类型包括图片与视频，其分类标记的主要步骤如下：
步骤一：对初始数据进行数据分析；
步骤二：若接收到的初始数据类型为图片，将其标记为A；
步骤三：若接收到的初始数据类型为视频，将其标记为B。
进一步地，步骤(4)中所述原始数据按照不同数据类型进行分类优化处理生成模板数据，不同数据类型包括图片与视频，其分类优化具体步骤如下：
Ⅰ、当接收到A时，对A进行如下优化步骤：
S1：对A进行数据分析并构建对应灰度直方图；
S2：通过灰度直方图统计灰度值；
S3：对A的灰度值进行均衡化处理；
S4：对A进行图像校正处理生成模板数据，标记为X；
Ⅱ、当接收到B时，对B进行如下优化步骤：
SS1：对B进行数据分析并构建对应灰度直方图统计灰度值；
SS2：对B的灰度值进行均衡化处理；
SS3：对B中多余的噪音进行滤波处理，处理完成后进行边缘提取处理；
SS4：将B进行图像分割处理生成模板数据，标记为Y。
进一步地，步骤(5)中所述模板数据通过整合压缩处理生成可以正常显示的结果数据并进行分类标记，其具体分类标记步骤如下：
a、当X通过整合压缩处理生成可以正常显示的结果数据后，将其标记为P；
b、当Y通过整合压缩处理生成可以正常显示的结果数据后，将其标记为V。
进一步地，步骤(6)中所述使用者通过检索对结果数据进行调用并显示，其具体检索步骤如下：
第一步，使用者首先输入需要查找时间段T；
第二步，使用者输入完时间段T后，再次输入需要调用的P或V；
第三步，使用者输入完成后，对应的P或V开始显示；
第四步，当使用者不进行检索查询时，P或V正常进行实时显示。
进一步地，步骤(7)中所述结果数据经过数据转换处理生成存储数据并上传存储云端进行存储。
相比于现有技术，本发明的有益效果在于：
1、该基于FPGA的图像压缩方法将结果数据按照数据字典的定义进行转换处理成编码形式的存储数据，并将存储数据按照不同数据类型进行分类标记，不同数据类型包括图片与视频，将分类标记完成的存储数据上传至存储云端，方便工作人员随时随地调用并查看数据，提高了数据安全性，数据不易丢失；
2、该基于FPGA的图像压缩方法通过多路摄像头对外部景象进行实时采集并按照数据字典的定义进行转换处理生成初始数据后，将原始数据按照不同数据类型进行分类，不同数据类型包括图片与视频，将分类完成的两组初始数据分别进行数据优化生成两组原始数据，两组原始数据分别通过整合压缩生成可以显示的结果数据，降低了图像数据在经过压缩处理后生成的显示数据与实际产生的误差，节省时间，提高了工作人员的工作效率。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1为本发明提出的一种基于FPGA的图像压缩方法的流程框图。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1，一种基于FPGA的图像压缩方法，该处理方法具体步骤如下：
(1)布置图像采集装置：将图像采集装置安装在指定位置；
(2)图像数据采集：对外部景象进行数据采集处理生成初始数据；
(3)采集数据分类标记：将采集到的初始数据进行分类处理生成原始数据；
(4)数据优化：将原始数据进行优化处理生成模板数据；
(5)数据压缩：将模板数据进行压缩处理生成结果数据；
(6)数据检索与显示：使用者检索结果数据并显示；
(7)数据存储：结果数据上传至存储云端。
步骤(1)中所述图像采集装置主要由多路摄像头、信息存储模块、信息处理模块、信息传输模块以及调配电路组成。
所述调配电路将图像采集装置与计算机电性连接，所述多路摄像头用于对外部景象进行采集，所述信息存储模块用于对接收到的数据进行存储，所述信息处理模块用于将信息存储模块中的数据进行数据转换处理，所述信息传输模块用于将转换完成的数据进行传输，多路摄像头观察角度通过计算机进行调整。
步骤(2)中所述外部景象被实时采集并按照数据字典的定义进行转换处理生成初始数据。
步骤(3)中所述初始数据按照不同类型进行分类标记处理生成原始数据，不同类型包括图片与视频，其分类标记的主要步骤如下：
步骤一：对初始数据进行数据分析；
步骤二：若接收到的初始数据类型为图片，将其标记为A；
步骤三：若接收到的初始数据类型为视频，将其标记为B。
步骤(4)中所述原始数据按照不同数据类型进行分类优化处理生成模板数据，不同数据类型包括图片与视频，其分类优化具体步骤如下：
Ⅰ、当接收到A时，对A进行如下优化步骤：
S1：对A进行数据分析并构建对应灰度直方图；
S2：通过灰度直方图统计灰度值；
S3：对A的灰度值进行均衡化处理；
S4：对A进行图像校正处理生成模板数据，标记为X；
Ⅱ、当接收到B时，对B进行如下优化步骤：
SS1：对B进行数据分析并构建对应灰度直方图统计灰度值；
SS2：对B的灰度值进行均衡化处理；
SS3：对B中多余的噪音进行滤波处理，处理完成后进行边缘提取处理；
SS4：将B进行图像分割处理生成模板数据，标记为Y。
步骤(5)中所述模板数据通过整合压缩处理生成可以正常显示的结果数据并进行分类标记，其具体分类标记步骤如下：
a、当X通过整合压缩处理生成可以正常显示的结果数据后，将其标记为P；
b、当Y通过整合压缩处理生成可以正常显示的结果数据后，将其标记为V。
步骤(6)中所述使用者通过检索对结果数据进行调用并显示，其具体检索步骤如下：
第一步，使用者首先输入需要查找时间段T；
第二步，使用者输入完时间段T后，再次输入需要调用的P或V；
第三步，使用者输入完成后，对应的P或V开始显示；
第四步，当使用者不进行检索查询时，P或V正常进行实时显示。
步骤(7)中所述结果数据经过数据转换处理生成存储数据并上传存储云端进行存储。
本发明的工作原理及使用流程：该无线传感器网络传输方法，首先将图像采集装置安装在指定位置，其中，图像采集装置主要由多路摄像头、信息存储模块、信息处理模块、信息传输模块以及调配电路组成，调配电路将图像采集装置与计算机电性连接，所述多路摄像头用于对外部景象进行采集，所述信息存储模块用于对接收到的数据进行存储，所述信息处理模块用于将信息存储模块中的数据进行数据转换处理，所述信息传输模块用于将转换完成的数据进行传输，多路摄像头观察角度通过计算机进行调整，外部景象被多路摄像头实时采集后按照数据字典的定义进行转换处理生成初始数据，初始数据按照不同类型进行分类标记处理生成原始数据，其分类标记具体步骤如下：初始数据类型为图片，将其标记为A；初始数据类型为视频，将其标记为B；A与B按照不同数据类型进行分类优化处理生成模板数据，其分类优化具体步骤如下：对A进行数据分析并构建对应灰度直方图，通过灰度直方图统计灰度值，对A的灰度值进行均衡化处理，处理完成后对A进行图像校正处理生成模板数据，标记为X；对B进行数据分析并构建对应灰度直方图统计灰度值，对B的灰度值进行均衡化处理，对B中多余的噪音进行滤波处理，处理完成后进行边缘提取处理，将B进行图像分割处理生成模板数据，标记为Y；X与Y分别通过整合压缩处理生成可以正常显示的结果数据并进行分类标记，其具体分类标记步骤如下：当X通过整合压缩处理生成可以正常显示的结果数据后，将其标记为P，当Y通过整合压缩处理生成可以正常显示的结果数据后，将其标记为V；使用者通过检索对结果数据进行调用并显示，其具体检索步骤如下：使用者首先输入需要查找时间段T，使用者输入完时间段T后，再次输入需要调用的P或V，使用者输入完成后，对应的P或V开始显示，当使用者不进行检索查询时，P或V正常进行实时显示；结果数据经过数据转换处理生成存储数据并上传存储云端进行存储。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于FPGA的图像压缩方法，其特征在于，该处理方法具体步骤如下：
(1)布置图像采集装置：将图像采集装置安装在指定位置；
(2)图像数据采集：对外部景象进行数据采集处理生成初始数据；
(3)采集数据分类标记：将采集到的初始数据进行分类处理生成原始数据；
(4)数据优化：将原始数据进行优化处理生成模板数据；
(5)数据压缩：将模板数据进行压缩处理生成结果数据；
(6)数据检索与显示：使用者检索结果数据并显示；
(7)数据存储：结果数据上传至存储云端。
2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的图像压缩方法，其特征在于，步骤(1)中所述图像采集装置主要由多路摄像头、信息存储模块、信息处理模块、信息传输模块以及调配电路组成。
3.根据权利要求2所述的一种基于FPGA的图像压缩方法，其特征在于，所述调配电路将图像采集装置与计算机电性连接，所述多路摄像头用于对外部景象进行采集，所述信息存储模块用于对接收到的数据进行存储，所述信息处理模块用于将信息存储模块中的数据进行数据转换处理，所述信息传输模块用于将转换完成的数据进行传输，多路摄像头观察角度通过计算机进行调整。
4.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的图像压缩方法，其特征在于，步骤(2)中所述外部景象被实时采集并按照数据字典的定义进行转换处理生成初始数据。
5.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的图像压缩方法，其特征在于，步骤(3)中所述初始数据按照不同类型进行分类标记处理生成原始数据，不同类型包括图片与视频，其分类标记的主要步骤如下：
步骤一：对初始数据进行数据分析；
步骤二：若接收到的初始数据类型为图片，将其标记为A；
步骤三：若接收到的初始数据类型为视频，将其标记为B。
6.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的图像压缩方法，其特征在于，步骤(4)中所述原始数据按照不同数据类型进行分类优化处理生成模板数据，不同数据类型包括图片与视频，其分类优化具体步骤如下：
Ⅰ、当接收到A时，对A进行如下优化步骤：
S1：对A进行数据分析并构建对应灰度直方图；
S2：通过灰度直方图统计灰度值；
S3：对A的灰度值进行均衡化处理；
S4：对A进行图像校正处理生成模板数据，标记为X；
Ⅱ、当接收到B时，对B进行如下优化步骤：
SS1：对B进行数据分析并构建对应灰度直方图统计灰度值；
SS2：对B的灰度值进行均衡化处理；
SS3：对B中多余的噪音进行滤波处理，处理完成后进行边缘提取处理；
SS4：将B进行图像分割处理生成模板数据，标记为Y。
7.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的图像压缩方法，其特征在于，步骤(5)中所述模板数据通过整合压缩处理生成可以正常显示的结果数据并进行分类标记，其具体分类标记步骤如下：
a、当X通过整合压缩处理生成可以正常显示的结果数据后，将其标记为P；
b、当Y通过整合压缩处理生成可以正常显示的结果数据后，将其标记为V。
8.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的图像压缩方法，其特征在于，步骤(6)中所述使用者通过检索对结果数据进行调用并显示，其具体检索步骤如下：
第一步，使用者首先输入需要查找时间段T；
第二步，使用者输入完时间段T后，再次输入需要调用的P或V；
第三步，使用者输入完成后，对应的P或V开始显示；
第四步，当使用者不进行检索查询时，P或V正常进行实时显示。
9.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的图像压缩方法，其特征在于，步骤(7)中所述结果数据经过数据转换处理生成存储数据并上传存储云端进行存储。
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| GR01 | Patent grant | ||
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