CN113507629B - 物联网中视频端与通信端之间的数据传输控制方法和系统 - Google Patents

物联网中视频端与通信端之间的数据传输控制方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了物联网中视频端与通信端之间的数据传输控制方法和系统，其通过向视频端发送唤醒指令和拍摄工作指令而使视频端进入工作状态而获得视频数据，还判断视频数据的影像分辨率质量和数据分割可行性，以此确定视频数据能否被分割为若干视频影像子数据，并根据视频数据的分割与否情况选择合适的数据传输方式将视频数据通过通信端进行发送传输，这样能够保证当视频数据的分辨率质量较差时，将视频数据通过通信端的最大带宽的通信通道整合传输，以及当视频数据的分辨率质量较差时，将视频数据分割后通过通信端中前若干最大带宽的通信通道分割传输，从而保证视频数据能够快速地和无失真地传输以及保证视频端与通信端之间的数据传输可靠性。

Description

物联网中视频端与通信端之间的数据传输控制方法和系统
技术领域
本发明涉及物联网数据管理的技术领域，特别涉及物联网中视频端与通信端之间的数据传输控制方法和系统。
背景技术
为了实现对不同场所进行分布式监控，通常会在物联网中设置不同的摄像头作为视频端而对不同场所区域进行视频监控。同时摄像头还通过如无线通信接口或者有线通信接口等通信端将拍摄得到的视频数据发送上传至相应的云端服务器中以进行存储或者分析处理。摄像头、特别是高清摄像头拍摄的视频数据量较大，而现有技术是将摄像头与通信端中的某一个通信通道进行固定连接，即摄像头只能通过特定的通信通道才能将视频数据进行发送上传，这不仅无法将视频数据进行快速的发送上传而导致数据发送延迟，当通信通道发生故障时，则会直接导致视频数据无法正常发送上传，这大大地降低视频端与通信端之间视频数据传输的持续性和稳定性，并且无法根据视频数据自身的数量质量选择合适的数据传输方式，这不利于视频数据的高效快速传输。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供物联网中视频端与通信端之间的数据传输控制方法和系统，其通过向视频端发送唤醒指令和拍摄工作指令而使视频端进入工作状态而获得视频数据，同时还判断视频数据的影像分辨率质量和数据分割可行性，以此确定视频数据能否被分割为若干视频影像子数据，并根据视频数据的分割与否情况选择合适的数据传输方式将视频数据通过通信端进行发送传输，这样能够保证当视频数据的分辨率质量较差时，将视频数据通过通信端的最大带宽的通信通道整合传输，以及当视频数据的分辨率质量较差时，将视频数据分割后通过通信端中前若干最大带宽的通信通道分割传输，从而保证视频数据能够快速地和无失真地进行发送传输以及保证视频端与通信端之间的数据传输可靠性。
本发明提供物联网中视频端与通信端之间的数据传输控制方法，其特征在于，其包括如下步骤：
步骤S1，通过物联网向视频端发送唤醒指令，并接收视频端响应于所述唤醒指令生成的反馈消息；分析所述反馈消息，以此确定所述视频端的拍摄忙闲状态；根据所述拍摄忙闲状态，对视频端当前拍摄得到的影像数据进行打包处理或者清空处理；
步骤S2，通过物联网向视频端发送拍摄工作指令，以使视频端对外界环境进行扫描拍摄；提取视频端进行扫描拍摄得到的视频影像包含的图像帧并分析所述图像帧，以此确定所述视频影像的影像分辨率质量；再根据所述影像分辨率质量，判断所述视频影像的数据分割可行性；
步骤S3，根据通信端包含的所有通信通道各自的通信带宽以及所述视频影像的数据分割可行性，对所述视频影像通过通信端进行整合传输或者分割传输；
进一步，在所述步骤S1中，通过物联网向视频端发送唤醒指令，并接收视频端响应于所述唤醒指令生成的反馈消息；分析所述反馈消息，以此确定所述视频端的拍摄忙闲状态；根据所述拍摄忙闲状态，对视频端当前拍摄得到的影像数据进行打包处理或者清空处理具体包括：
步骤S101，通过物联网向视频端发送包含视频生成数据流获取命令的唤醒指令，并接收视频端响应于所述唤醒指令生成的反馈消息；其中，所述反馈消息包括视频端在预设时间段内的视频生成数据流比特量信息；
步骤S102，从所述反馈消息中提取得到所述视频生成数据流比特量，并将所述视频生成数据流比特量与预设数据流比特量阈值进行比对；若所述视频生成数据流比特量大于或等于预设数据流比特量阈值，则确定所述视频端处于拍摄繁忙状态；否则，确定所述视频端处于拍摄空闲状态；
步骤S103，当所述视频端处于拍摄繁忙状态时，则对视频端当前拍摄得到的影像数据进行压缩打包处理与备份处理；当所述视频端处于拍摄空闲状态时，则对视频端当前拍摄得到的影像数据进行删除清空处理；
进一步，在所述步骤S2中，通过物联网向视频端发送拍摄工作指令，以使视频端对外界环境进行扫描拍摄；提取视频端进行扫描拍摄得到的视频影像包含的图像帧并分析所述图像帧，以此确定所述视频影像的影像分辨率质量；再根据所述影像分辨率质量，判断所述视频影像的数据分割可行性具体包括：
步骤S201，通过物联网向视频端发送包含拍摄扫描周期和拍摄视场角范围的拍摄工作指令，以使视频端在所述拍摄视场角范围内以所述拍摄扫描周期进行扫描拍摄；
步骤S202，按照预设时间间隔从所述视频影像中提取得到若干图像帧；并利用下面公式(1)，确定每个图像帧的影像分辨率质量评价值，
Figure GDA0003760430570000031
在上述公式(1)中，It表示第t帧图像帧的影像分辨率质量评价值，当It越小，表示第t帧图像帧的影像分辨率质量越高，St(i,j)表示第t帧图像帧中第i行第j列像素点的分辨率值，μt(i,j)表示第t帧图像帧中第i行第j列像素点的区间期望分辨率值，即第t帧图像帧中以第i行第j列像素点为中心点的九宫格像素区域的平均分辨率值，St(i+a,j+b)表示第t帧图像帧中第i+a行第j+b列像素点的分辨率值，m表示第t帧图像帧中每一像素行包含的像素点数量，n表示第t帧图像帧中每一像素列包含的像素点数量；
步骤S203，利用下面公式(2)，并结合影像分辨率质量评价值，判断所述视频影像的数据分割可行性，
Figure GDA0003760430570000041
在上述公式(2)中，η表示视频影像的数据分割可行性评定值，当η≥0时，表示视频影像能够被分割成若干视频影像子数据，当η＜0时，表示视频影像不能被分割成若干视频影像子数据，T表示从所述视频影像中提取得到若干图像帧的总数量，u()表示阶跃函数，当括号内的数值大于或等于0时，则阶跃函数的函数值为1，当括号内的数值小于0时，则阶跃函数的函数值为0；
进一步，在所述步骤S3中，根据通信端包含的所有通信通道各自的通信带宽以及所述视频影像的数据分割可行性，对所述视频影像通过通信端进行整合传输或者分割传输具体包括：
步骤S301，当所述视频影像不能被分割成若干视频影像子数据时，则从通信端包含的所有通信通道中选择具有最大通信带宽的通信通道用于对所述视频影像进行整合传输；
步骤S302，当所述视频影像能够被分割成若干视频影像子数据时，则从通信端包含的所有通信通道中选择前三位具有最大通信带宽的通信通道，并利用下面公式(3)，将所述视频影像分割为三个视频影像子数据，
Figure GDA0003760430570000042
在上述公式(3)中，Gd表示将所述视频影像分割后的第d个视频影像子数据的数据比特量，Gt表示所述视频影像中第t帧图像帧的数据比特量，Vd表示前三位具有最大通信带宽的通信通道中第d个通信通道的通信带宽；
再将三个视频影像子数据中具有第一大数据比特量的视频影像子数据、具有第二大数据比特量的视频影像子数据、具有第三大数据比特量的视频影像子数据进行加密处理和压缩处理后，分别通过前三位具有最大通信带宽的通信通道中具有第一大通信带宽的通信通道、具有第二大通信带宽的通信通道、具有第三大通信带宽的通信通道进行传输。
本发明还提供物联网中视频端与通信端之间的数据传输控制系统，其特征在于，其包括视频端唤醒模块、视频端拍摄状态确定模块、视频端拍摄数据分析模块和视频端拍摄数据传输模块；其中，
所述视频端唤醒模块用于通过物联网向视频端发送唤醒指令，并接收视频端响应于所述唤醒指令生成的反馈消息；
所述视频端拍摄状态确定模块用于分析所述反馈消息，以此确定所述视频端的拍摄忙闲状态；根据所述拍摄忙闲状态，对视频端当前拍摄得到的影像数据进行打包处理或者清空处理；
所述视频端拍摄数据分析模块用于通过物联网向视频端发送拍摄工作指令，以使视频端对外界环境进行扫描拍摄；提取视频端进行扫描拍摄得到的视频影像包含的图像帧并分析所述图像帧，以此确定所述视频影像的影像分辨率质量；再根据所述影像分辨率质量，判断所述视频影像的数据分割可行性；
所述视频端拍摄数据传输模块用于根据通信端包含的所有通信通道各自的通信带宽以及所述视频影像的数据分割可行性，对所述视频影像通过通信端进行整合传输或者分割传输；
进一步，所述视频端唤醒模块用于通过物联网向视频端发送唤醒指令，并接收视频端响应于所述唤醒指令生成的反馈消息具体包括：
通过物联网向视频端发送包含视频生成数据流获取命令的唤醒指令，并接收视频端响应于所述唤醒指令生成的反馈消息；其中，所述反馈消息包括视频端在预设时间段内的视频生成数据流比特量信息；
以及，
所述视频端拍摄状态确定模块用于分析所述反馈消息，以此确定所述视频端的拍摄忙闲状态；根据所述拍摄忙闲状态，对视频端当前拍摄得到的影像数据进行打包处理或者清空处理具体包括：
从所述反馈消息中提取得到所述视频生成数据流比特量，并将所述视频生成数据流比特量与预设数据流比特量阈值进行比对；若所述视频生成数据流比特量大于或等于预设数据流比特量阈值，则确定所述视频端处于拍摄繁忙状态；否则，确定所述视频端处于拍摄空闲状态；
当所述视频端处于拍摄繁忙状态时，则对视频端当前拍摄得到的影像数据进行压缩打包处理与备份处理；当所述视频端处于拍摄空闲状态时，则对视频端当前拍摄得到的影像数据进行删除清空处理；
进一步，所述视频端拍摄数据分析模块用于通过物联网向视频端发送拍摄工作指令，以使视频端对外界环境进行扫描拍摄；提取视频端进行扫描拍摄得到的视频影像包含的图像帧并分析所述图像帧，以此确定所述视频影像的影像分辨率质量；再根据所述影像分辨率质量，判断所述视频影像的数据分割可行性具体包括：
通过物联网向视频端发送包含拍摄扫描周期和拍摄视场角范围的拍摄工作指令，以使视频端在所述拍摄视场角范围内以所述拍摄扫描周期进行扫描拍摄；
按照预设时间间隔从所述视频影像中提取得到若干图像帧；并利用下面公式(1)，确定每个图像帧的影像分辨率质量评价值，
Figure GDA0003760430570000061
在上述公式(1)中，It表示第t帧图像帧的影像分辨率质量评价值，当It越小，表示第t帧图像帧的影像分辨率质量越高，St(i,j)表示第t帧图像帧中第i行第j列像素点的分辨率值，μt(i,j)表示第t帧图像帧中第i行第j列像素点的区间期望分辨率值，即第t帧图像帧中以第i行第j列像素点为中心点的九宫格像素区域的平均分辨率值，St(i+a,j+b)表示第t帧图像帧中第i+a行第j+b列像素点的分辨率值，m表示第t帧图像帧中每一像素行包含的像素点数量，n表示第t帧图像帧中每一像素列包含的像素点数量；
利用下面公式(2)，并结合影像分辨率质量评价值，判断所述视频影像的数据分割可行性，
Figure GDA0003760430570000071
在上述公式(2)中，η表示视频影像的数据分割可行性评定值，当η≥0时，表示视频影像能够被分割成若干视频影像子数据，当η＜0时，表示视频影像不能被分割成若干视频影像子数据，T表示从所述视频影像中提取得到若干图像帧的总数量，u()表示阶跃函数，当括号内的数值大于或等于0时，则阶跃函数的函数值为1，当括号内的数值小于0时，则阶跃函数的函数值为0；
进一步，所述视频端拍摄数据传输模块用于根据通信端包含的所有通信通道各自的通信带宽以及所述视频影像的数据分割可行性，对所述视频影像通过通信端进行整合传输或者分割传输具体包括：
当所述视频影像不能被分割成若干视频影像子数据时，则从通信端包含的所有通信通道中选择具有最大通信带宽的通信通道用于对所述视频影像进行整合传输；
当所述视频影像能够被分割成若干视频影像子数据时，则从通信端包含的所有通信通道中选择前三位具有最大通信带宽的通信通道，并利用下面公式(3)，将所述视频影像分割为三个视频影像子数据，
Figure GDA0003760430570000072
在上述公式(3)中，Gd表示将所述视频影像分割后的第d个视频影像子数据的数据比特量，Gt表示所述视频影像中第t帧图像帧的数据比特量，Vd表示前三位具有最大通信带宽的通信通道中第d个通信通道的通信带宽；
再将三个视频影像子数据中具有第一大数据比特量的视频影像子数据、具有第二大数据比特量的视频影像子数据、具有第三大数据比特量的视频影像子数据进行加密处理和压缩处理后，分别通过前三位具有最大通信带宽的通信通道中具有第一大通信带宽的通信通道、具有第二大通信带宽的通信通道、具有第三大通信带宽的通信通道进行传输。
相比于现有技术，该物联网中视频端与通信端之间的数据传输控制方法和系统通过向视频端发送唤醒指令和拍摄工作指令而使视频端进入工作状态而获得视频数据，同时还判断视频数据的影像分辨率质量和数据分割可行性，以此确定视频数据能否被分割为若干视频影像子数据，并根据视频数据的分割与否情况选择合适的数据传输方式将视频数据通过通信端进行发送传输，这样能够保证当视频数据的分辨率质量较差时，将视频数据通过通信端的最大带宽的通信通道整合传输，以及当视频数据的分辨率质量较差时，将视频数据分割后通过通信端中前若干最大带宽的通信通道分割传输，从而保证视频数据能够快速地和无失真地进行发送传输以及保证视频端与通信端之间的数据传输可靠性。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的物联网中视频端与通信端之间的数据传输控制方法的流程示意图。
图2为本发明提供的物联网中视频端与通信端之间的数据传输控制系统的结构示意图。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参阅图1，为本发明实施例提供的物联网中视频端与通信端之间的数据传输控制方法的流程示意图。该物联网中视频端与通信端之间的数据传输控制方法包括如下步骤：
步骤S1，通过物联网向视频端发送唤醒指令，并接收视频端响应于该唤醒指令生成的反馈消息；分析该反馈消息，以此确定该视频端的拍摄忙闲状态；根据该拍摄忙闲状态，对视频端当前拍摄得到的影像数据进行打包处理或者清空处理；
步骤S2，通过物联网向视频端发送拍摄工作指令，以使视频端对外界环境进行扫描拍摄；提取视频端进行扫描拍摄得到的视频影像包含的图像帧并分析该图像帧，以此确定该视频影像的影像分辨率质量；再根据该影像分辨率质量，判断该视频影像的数据分割可行性；
步骤S3，根据通信端包含的所有通信通道各自的通信带宽以及该视频影像的数据分割可行性，对该视频影像通过通信端进行整合传输或者分割传输。
上述技术方案的有益效果为：该物联网中视频端与通信端之间的数据传输控制方法通过向视频端发送唤醒指令和拍摄工作指令而使视频端进入工作状态而获得视频数据，同时还判断视频数据的影像分辨率质量和数据分割可行性，以此确定视频数据能否被分割为若干视频影像子数据，并根据视频数据的分割与否情况选择合适的数据传输方式将视频数据通过通信端进行发送传输，这样能够保证当视频数据的分辨率质量较差时，将视频数据通过通信端的最大带宽的通信通道整合传输，以及当视频数据的分辨率质量较差时，将视频数据分割后通过通信端中前若干最大带宽的通信通道分割传输，从而保证视频数据能够快速地和无失真地进行发送传输以及保证视频端与通信端之间的数据传输可靠性。
优选地，在该步骤S1中，通过物联网向视频端发送唤醒指令，并接收视频端响应于该唤醒指令生成的反馈消息；分析该反馈消息，以此确定该视频端的拍摄忙闲状态；根据该拍摄忙闲状态，对视频端当前拍摄得到的影像数据进行打包处理或者清空处理具体包括：
步骤S101，通过物联网向视频端发送包含视频生成数据流获取命令的唤醒指令，并接收视频端响应于该唤醒指令生成的反馈消息；其中，该反馈消息包括视频端在预设时间段内的视频生成数据流比特量信息；
步骤S102，从该反馈消息中提取得到该视频生成数据流比特量，并将该视频生成数据流比特量与预设数据流比特量阈值进行比对；若该视频生成数据流比特量大于或等于预设数据流比特量阈值，则确定该视频端处于拍摄繁忙状态；否则，确定该视频端处于拍摄空闲状态；
步骤S103，当该视频端处于拍摄繁忙状态时，则对视频端当前拍摄得到的影像数据进行压缩打包处理与备份处理；当该视频端处于拍摄空闲状态时，则对视频端当前拍摄得到的影像数据进行删除清空处理。
上述技术方案的有益效果为：物联网属于分布式网络，其在物联网不同的位置设置有摄像头作为视频端，这样每个摄像头能够对各自负责的区域进行视频拍摄。当摄像头处于休眠状态时，摄像头会暂停拍摄影像，相应地摄像头基本不形成任何影像数据，当摄像头处于工作等非休眠状态时，摄像头会持续拍摄影像，相应地摄像头会形成相应的影像数据流。通过物联网向摄像头发送唤醒指令后，摄像头接收到该唤醒指令后，当摄像头原本处于休眠状态，则摄像头会切换至影像拍摄的工作状态，当摄像头原本处于非休眠状态，则摄像头会保持原来的工作状态不变；并且摄像头接收到该唤醒指令后，会针对该唤醒指令生成相应的反馈消息，其中该反馈消息包括摄像头在预设时间段内的视频生成数据流比特量信息，该预设时间段可为但不限于是摄像头在接收到唤醒指令前的1min或者5min；后续对该反馈消息进行分析处理，这样能够提取得到该视频生成数据流比特量，以便于快速确定摄像头是处于拍摄繁忙状态还是拍摄空闲状态。当摄像头处于拍摄繁忙状态，表明摄像头正处于影像拍摄，此时将摄像头拍摄得到的影像数据进行压缩打包处理与备份处理，能够减小占用摄像头的存储空间和提高影像数据的数据安全性；当摄像头处于拍摄空闲状态，表明摄像头已经长时间没有进行影像拍摄，此时将摄像头拍摄得到的影像数据进行删除清空处理，能够避免无用的影像数据占用摄像头的存储空间。
优选地，在该步骤S2中，通过物联网向视频端发送拍摄工作指令，以使视频端对外界环境进行扫描拍摄；提取视频端进行扫描拍摄得到的视频影像包含的图像帧并分析该图像帧，以此确定该视频影像的影像分辨率质量；再根据该影像分辨率质量，判断该视频影像的数据分割可行性具体包括：
步骤S201，通过物联网向视频端发送包含拍摄扫描周期和拍摄视场角范围的拍摄工作指令，以使视频端在该拍摄视场角范围内以该拍摄扫描周期进行扫描拍摄；
步骤S202，按照预设时间间隔从该视频影像中提取得到若干图像帧；并利用下面公式(1)，确定每个图像帧的影像分辨率质量评价值，
Figure GDA0003760430570000111
在上述公式(1)中，It表示第t帧图像帧的影像分辨率质量评价值，当It越小，表示第t帧图像帧的影像分辨率质量越高，St(i,j)表示第t帧图像帧中第i行第j列像素点的分辨率值，μt(i,j)表示第t帧图像帧中第i行第j列像素点的区间期望分辨率值，即第t帧图像帧中以第i行第j列像素点为中心点的九宫格像素区域的平均分辨率值，St(i+a,j+b)表示第t帧图像帧中第i+a行第j+b列像素点的分辨率值，m表示第t帧图像帧中每一像素行包含的像素点数量，n表示第t帧图像帧中每一像素列包含的像素点数量；
步骤S203，利用下面公式(2)，并结合影像分辨率质量评价值，判断该视频影像的数据分割可行性，
Figure GDA0003760430570000121
在上述公式(2)中，η表示视频影像的数据分割可行性评定值，当η≥0时，表示视频影像能够被分割成若干视频影像子数据，当η＜0时，表示视频影像不能被分割成若干视频影像子数据，T表示从该视频影像中提取得到若干图像帧的总数量，u()表示阶跃函数，当括号内的数值大于或等于0时，则阶跃函数的函数值为1，当括号内的数值小于0时，则阶跃函数的函数值为0。
上述技术方案的有益效果为：当摄像头被唤醒后，则再次通过物联网向摄像头发送包含拍摄扫描周期和拍摄视场角范围的拍摄工作指令，这样摄像头能够在该拍摄视场角范围内以该拍摄扫描周期进行周期性扫描拍摄，从而获得对应区域的影像数据。摄像头在扫描拍摄过程中可能会受到外界震动等干扰的影像而导致拍摄的视频影像分辨率较低。通过上述公式(1)和(2)，能够对视频影像提取得到的图像帧的影像分辨率质量进行量化评价，从而便于为后续视频影像能够进行数据分割提供可靠的依据。一般而言，当影像分辨率质量评价值越小，表明视频影像的分辨率较高，该视频影像包含的影像细节较多，若对视频影像进行分割后能够保证分割得到的每个子数据可真实反映视频影像的实际影像细节信息；当影像分辨率质量评价值越大，表明视频影像的分辨率较低，该视频影像包含的影像细节较少，若对视频影像进行分割后无法保证分割得到的每个子数据能够无失真地反映视频影像的实际影像细节信息，从而为视频影像是否适宜进行分割提供可靠的判断依据。
优选地，在该步骤S3中，根据通信端包含的所有通信通道各自的通信带宽以及该视频影像的数据分割可行性，对该视频影像通过通信端进行整合传输或者分割传输具体包括：
步骤S301，当该视频影像不能被分割成若干视频影像子数据时，则从通信端包含的所有通信通道中选择具有最大通信带宽的通信通道用于对该视频影像进行整合传输；
步骤S302，当该视频影像能够被分割成若干视频影像子数据时，则从通信端包含的所有通信通道中选择前三位具有最大通信带宽的通信通道，并利用下面公式(3)，将该视频影像分割为三个视频影像子数据，
Figure GDA0003760430570000131
在上述公式(3)中，Gd表示将该视频影像分割后的第d个视频影像子数据的数据比特量，Gt表示该视频影像中第t帧图像帧的数据比特量，Vd表示前三位具有最大通信带宽的通信通道中第d个通信通道的通信带宽；
再将三个视频影像子数据中具有第一大数据比特量的视频影像子数据、具有第二大数据比特量的视频影像子数据、具有第三大数据比特量的视频影像子数据进行加密处理和压缩处理后，分别通过前三位具有最大通信带宽的通信通道中具有第一大通信带宽的通信通道、具有第二大通信带宽的通信通道、具有第三大通信带宽的通信通道进行传输。
上述技术方案的有益效果为：无线通信接口或者有线通信接口等通信端包含若干通信通道，每个通信通道具有不同的通信带宽。当确定视频影像不能被分割后，直接利用所有通信通道中具有最大通信带宽的通信通道，将该视频影像进行整合传输，从而保证该视频影像能够以最快的传输速度进行发送。当去顶视频影像能够被分割，同时为了降低对分割后的视频影像进行重组的难度，此时将该视频影像分割为三个视频影像子数据，并且利用上述公式(3)，能够根据所有通信通道中前三位具有最大通信带宽的通信通道各自的通信带宽，将视频影像分割为三个分别与选择的通信通道向匹配的视频影像子数据，这样能够保证分割得到的视频影像子数据能够通过相对应的通信通道进行快速的传输，以保证视频影像传输的效率。
参阅图2，为本发明实施例提供的物联网中视频端与通信端之间的数据传输控制系统的结构示意图。该物联网中视频端与通信端之间的数据传输控制系统包括视频端唤醒模块、视频端拍摄状态确定模块、视频端拍摄数据分析模块和视频端拍摄数据传输模块；其中，
该视频端唤醒模块用于通过物联网向视频端发送唤醒指令，并接收视频端响应于该唤醒指令生成的反馈消息；
该视频端拍摄状态确定模块用于分析该反馈消息，以此确定该视频端的拍摄忙闲状态；根据该拍摄忙闲状态，对视频端当前拍摄得到的影像数据进行打包处理或者清空处理；
该视频端拍摄数据分析模块用于通过物联网向视频端发送拍摄工作指令，以使视频端对外界环境进行扫描拍摄；提取视频端进行扫描拍摄得到的视频影像包含的图像帧并分析该图像帧，以此确定该视频影像的影像分辨率质量；再根据该影像分辨率质量，判断该视频影像的数据分割可行性；
该视频端拍摄数据传输模块用于根据通信端包含的所有通信通道各自的通信带宽以及该视频影像的数据分割可行性，对该视频影像通过通信端进行整合传输或者分割传输。
上述技术方案的有益效果为：该物联网中视频端与通信端之间的数据传输控制系统通过向视频端发送唤醒指令和拍摄工作指令而使视频端进入工作状态而获得视频数据，同时还判断视频数据的影像分辨率质量和数据分割可行性，以此确定视频数据能否被分割为若干视频影像子数据，并根据视频数据的分割与否情况选择合适的数据传输方式将视频数据通过通信端进行发送传输，这样能够保证当视频数据的分辨率质量较差时，将视频数据通过通信端的最大带宽的通信通道整合传输，以及当视频数据的分辨率质量较差时，将视频数据分割后通过通信端中前若干最大带宽的通信通道分割传输，从而保证视频数据能够快速地和无失真地进行发送传输以及保证视频端与通信端之间的数据传输可靠性。
优选地，该视频端唤醒模块用于通过物联网向视频端发送唤醒指令，并接收视频端响应于该唤醒指令生成的反馈消息具体包括：
通过物联网向视频端发送包含视频生成数据流获取命令的唤醒指令，并接收视频端响应于该唤醒指令生成的反馈消息；其中，该反馈消息包括视频端在预设时间段内的视频生成数据流比特量信息；
以及，
该视频端拍摄状态确定模块用于分析该反馈消息，以此确定该视频端的拍摄忙闲状态；根据该拍摄忙闲状态，对视频端当前拍摄得到的影像数据进行打包处理或者清空处理具体包括：
从该反馈消息中提取得到该视频生成数据流比特量，并将该视频生成数据流比特量与预设数据流比特量阈值进行比对；若该视频生成数据流比特量大于或等于预设数据流比特量阈值，则确定该视频端处于拍摄繁忙状态；否则，确定该视频端处于拍摄空闲状态；
当该视频端处于拍摄繁忙状态时，则对视频端当前拍摄得到的影像数据进行压缩打包处理与备份处理；当该视频端处于拍摄空闲状态时，则对视频端当前拍摄得到的影像数据进行删除清空处理。
上述技术方案的有益效果为：物联网属于分布式网络，其在物联网不同的位置设置有摄像头作为视频端，这样每个摄像头能够对各自负责的区域进行视频拍摄。当摄像头处于休眠状态时，摄像头会暂停拍摄影像，相应地摄像头基本不形成任何影像数据，当摄像头处于工作等非休眠状态时，摄像头会持续拍摄影像，相应地摄像头会形成相应的影像数据流。通过物联网向摄像头发送唤醒指令后，摄像头接收到该唤醒指令后，当摄像头原本处于休眠状态，则摄像头会切换至影像拍摄的工作状态，当摄像头原本处于非休眠状态，则摄像头会保持原来的工作状态不变；并且摄像头接收到该唤醒指令后，会针对该唤醒指令生成相应的反馈消息，其中该反馈消息包括摄像头在预设时间段内的视频生成数据流比特量信息，该预设时间段可为但不限于是摄像头在接收到唤醒指令前的1min或者5min；后续对该反馈消息进行分析处理，这样能够提取得到该视频生成数据流比特量，以便于快速确定摄像头是处于拍摄繁忙状态还是拍摄空闲状态。当摄像头处于拍摄繁忙状态，表明摄像头正处于影像拍摄，此时将摄像头拍摄得到的影像数据进行压缩打包处理与备份处理，能够减小占用摄像头的存储空间和提高影像数据的数据安全性；当摄像头处于拍摄空闲状态，表明摄像头已经长时间没有进行影像拍摄，此时将摄像头拍摄得到的影像数据进行删除清空处理，能够避免无用的影像数据占用摄像头的存储空间。
优选地，该视频端拍摄数据分析模块用于通过物联网向视频端发送拍摄工作指令，以使视频端对外界环境进行扫描拍摄；提取视频端进行扫描拍摄得到的视频影像包含的图像帧并分析该图像帧，以此确定该视频影像的影像分辨率质量；再根据该影像分辨率质量，判断该视频影像的数据分割可行性具体包括：
通过物联网向视频端发送包含拍摄扫描周期和拍摄视场角范围的拍摄工作指令，以使视频端在该拍摄视场角范围内以该拍摄扫描周期进行扫描拍摄；
按照预设时间间隔从该视频影像中提取得到若干图像帧；并利用下面公式(1)，确定每个图像帧的影像分辨率质量评价值，
Figure GDA0003760430570000161
在上述公式(1)中，It表示第t帧图像帧的影像分辨率质量评价值，当It越小，表示第t帧图像帧的影像分辨率质量越高，St(i,j)表示第t帧图像帧中第i行第j列像素点的分辨率值，μt(i,j)表示第t帧图像帧中第i行第j列像素点的区间期望分辨率值，即第t帧图像帧中以第i行第j列像素点为中心点的九宫格像素区域的平均分辨率值，St(i+a,j+b)表示第t帧图像帧中第i+a行第j+b列像素点的分辨率值，m表示第t帧图像帧中每一像素行包含的像素点数量，n表示第t帧图像帧中每一像素列包含的像素点数量；
利用下面公式(2)，并结合影像分辨率质量评价值，判断该视频影像的数据分割可行性，
Figure GDA0003760430570000171
在上述公式(2)中，η表示视频影像的数据分割可行性评定值，当η≥0时，表示视频影像能够被分割成若干视频影像子数据，当η＜0时，表示视频影像不能被分割成若干视频影像子数据，T表示从该视频影像中提取得到若干图像帧的总数量，u()表示阶跃函数，当括号内的数值大于或等于0时，则阶跃函数的函数值为1，当括号内的数值小于0时，则阶跃函数的函数值为0。
上述技术方案的有益效果为：当摄像头被唤醒后，则再次通过物联网向摄像头发送包含拍摄扫描周期和拍摄视场角范围的拍摄工作指令，这样摄像头能够在该拍摄视场角范围内以该拍摄扫描周期进行周期性扫描拍摄，从而获得对应区域的影像数据。摄像头在扫描拍摄过程中可能会受到外界震动等干扰的影像而导致拍摄的视频影像分辨率较低。通过上述公式(1)和(2)，能够对视频影像提取得到的图像帧的影像分辨率质量进行量化评价，从而便于为后续视频影像能够进行数据分割提供可靠的依据。一般而言，当影像分辨率质量评价值越小，表明视频影像的分辨率较高，该视频影像包含的影像细节较多，若对视频影像进行分割后能够保证分割得到的每个子数据可真实反映视频影像的实际影像细节信息；当影像分辨率质量评价值越大，表明视频影像的分辨率较低，该视频影像包含的影像细节较少，若对视频影像进行分割后无法保证分割得到的每个子数据能够无失真地反映视频影像的实际影像细节信息，从而为视频影像是否适宜进行分割提供可靠的判断依据。
优选地，该视频端拍摄数据传输模块用于根据通信端包含的所有通信通道各自的通信带宽以及该视频影像的数据分割可行性，对该视频影像通过通信端进行整合传输或者分割传输具体包括：
当该视频影像不能被分割成若干视频影像子数据时，则从通信端包含的所有通信通道中选择具有最大通信带宽的通信通道用于对该视频影像进行整合传输；
当该视频影像能够被分割成若干视频影像子数据时，则从通信端包含的所有通信通道中选择前三位具有最大通信带宽的通信通道，并利用下面公式(3)，将该视频影像分割为三个视频影像子数据，
Figure GDA0003760430570000181
在上述公式(3)中，Gd表示将该视频影像分割后的第d个视频影像子数据的数据比特量，Gt表示该视频影像中第t帧图像帧的数据比特量，Vd表示前三位具有最大通信带宽的通信通道中第d个通信通道的通信带宽；
再将三个视频影像子数据中具有第一大数据比特量的视频影像子数据、具有第二大数据比特量的视频影像子数据、具有第三大数据比特量的视频影像子数据进行加密处理和压缩处理后，分别通过前三位具有最大通信带宽的通信通道中具有第一大通信带宽的通信通道、具有第二大通信带宽的通信通道、具有第三大通信带宽的通信通道进行传输。
上述技术方案的有益效果为：无线通信接口或者有线通信接口等通信端包含若干通信通道，每个通信通道具有不同的通信带宽。当确定视频影像不能被分割后，直接利用所有通信通道中具有最大通信带宽的通信通道，将该视频影像进行整合传输，从而保证该视频影像能够以最快的传输速度进行发送。当去顶视频影像能够被分割，同时为了降低对分割后的视频影像进行重组的难度，此时将该视频影像分割为三个视频影像子数据，并且利用上述公式(3)，能够根据所有通信通道中前三位具有最大通信带宽的通信通道各自的通信带宽，将视频影像分割为三个分别与选择的通信通道向匹配的视频影像子数据，这样能够保证分割得到的视频影像子数据能够通过相对应的通信通道进行快速的传输，以保证视频影像传输的效率。
从上述实施例的内容可知，该物联网中视频端与通信端之间的数据传输控制方法和系统通过向视频端发送唤醒指令和拍摄工作指令而使视频端进入工作状态而获得视频数据，同时还判断视频数据的影像分辨率质量和数据分割可行性，以此确定视频数据能否被分割为若干视频影像子数据，并根据视频数据的分割与否情况选择合适的数据传输方式将视频数据通过通信端进行发送传输，这样能够保证当视频数据的分辨率质量较差时，将视频数据通过通信端的最大带宽的通信通道整合传输，以及当视频数据的分辨率质量较差时，将视频数据分割后通过通信端中前若干最大带宽的通信通道分割传输，从而保证视频数据能够快速地和无失真地进行发送传输以及保证视频端与通信端之间的数据传输可靠性。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.物联网中视频端与通信端之间的数据传输控制方法，其特征在于，其包括如下步骤：
步骤S1，通过物联网向视频端发送唤醒指令，并接收视频端响应于所述唤醒指令生成的反馈消息；分析所述反馈消息，以此确定所述视频端的拍摄忙闲状态；根据所述拍摄忙闲状态，对视频端当前拍摄得到的影像数据进行打包处理或者清空处理；
步骤S2，通过物联网向视频端发送拍摄工作指令，以使视频端对外界环境进行扫描拍摄；提取视频端进行扫描拍摄得到的视频影像包含的图像帧并分析所述图像帧，以此确定所述视频影像的影像分辨率质量；再根据所述影像分辨率质量，判断所述视频影像的数据分割可行性；
步骤S3，根据通信端包含的所有通信通道各自的通信带宽以及所述视频影像的数据分割可行性，对所述视频影像通过通信端进行整合传输或者分割传输；
其中，在所述步骤S2中，通过物联网向视频端发送拍摄工作指令，以使视频端对外界环境进行扫描拍摄；提取视频端进行扫描拍摄得到的视频影像包含的图像帧并分析所述图像帧，以此确定所述视频影像的影像分辨率质量；再根据所述影像分辨率质量，判断所述视频影像的数据分割可行性具体包括：
步骤S201，通过物联网向视频端发送包含拍摄扫描周期和拍摄视场角范围的拍摄工作指令，以使视频端在所述拍摄视场角范围内以所述拍摄扫描周期进行扫描拍摄；
步骤S202，按照预设时间间隔从所述视频影像中提取得到若干图像帧；并利用下面公式(1)，确定每个图像帧的影像分辨率质量评价值，
Figure FDA0003760430560000021
在上述公式(1)中，It表示第t帧图像帧的影像分辨率质量评价值，当It越小，表示第t帧图像帧的影像分辨率质量越高，St(i,j)表示第t帧图像帧中第i行第j列像素点的分辨率值，μt(i,j)表示第t帧图像帧中第i行第j列像素点的区间期望分辨率值，即第t帧图像帧中以第i行第j列像素点为中心点的九宫格像素区域的平均分辨率值，St(i+a,j+b)表示第t帧图像帧中第i+a行第j+b列像素点的分辨率值，m表示第t帧图像帧中每一像素行包含的像素点数量，n表示第t帧图像帧中每一像素列包含的像素点数量；
步骤S203，利用下面公式(2)，并结合影像分辨率质量评价值，判断所述视频影像的数据分割可行性，
Figure FDA0003760430560000022
在上述公式(2)中，η表示视频影像的数据分割可行性评定值，当η≥0时，表示视频影像能够被分割成若干视频影像子数据，当η＜0时，表示视频影像不能被分割成若干视频影像子数据，T表示从所述视频影像中提取得到若干图像帧的总数量，u()表示阶跃函数，当括号内的数值大于或等于0时，则阶跃函数的函数值为1，当括号内的数值小于0时，则阶跃函数的函数值为0。
2.如权利要求1所述的物联网中视频端与通信端之间的数据传输控制方法，其特征在于：
在所述步骤S1中，通过物联网向视频端发送唤醒指令，并接收视频端响应于所述唤醒指令生成的反馈消息；分析所述反馈消息，以此确定所述视频端的拍摄忙闲状态；根据所述拍摄忙闲状态，对视频端当前拍摄得到的影像数据进行打包处理或者清空处理具体包括：
步骤S101，通过物联网向视频端发送包含视频生成数据流获取命令的唤醒指令，并接收视频端响应于所述唤醒指令生成的反馈消息；其中，所述反馈消息包括视频端在预设时间段内的视频生成数据流比特量信息；
步骤S102，从所述反馈消息中提取得到所述视频生成数据流比特量，并将所述视频生成数据流比特量与预设数据流比特量阈值进行比对；若所述视频生成数据流比特量大于或等于预设数据流比特量阈值，则确定所述视频端处于拍摄繁忙状态；否则，确定所述视频端处于拍摄空闲状态；
步骤S103，当所述视频端处于拍摄繁忙状态时，则对视频端当前拍摄得到的影像数据进行压缩打包处理与备份处理；当所述视频端处于拍摄空闲状态时，则对视频端当前拍摄得到的影像数据进行删除清空处理。
3.如权利要求2所述的物联网中视频端与通信端之间的数据传输控制方法，其特征在于：
在所述步骤S3中，根据通信端包含的所有通信通道各自的通信带宽以及所述视频影像的数据分割可行性，对所述视频影像通过通信端进行整合传输或者分割传输具体包括：
步骤S301，当所述视频影像不能被分割成若干视频影像子数据时，则从通信端包含的所有通信通道中选择具有最大通信带宽的通信通道用于对所述视频影像进行整合传输；
步骤S302，当所述视频影像能够被分割成若干视频影像子数据时，则从通信端包含的所有通信通道中选择前三位具有最大通信带宽的通信通道，并利用下面公式(3)，将所述视频影像分割为三个视频影像子数据，
Figure FDA0003760430560000041
在上述公式(3)中，Gd表示将所述视频影像分割后的第d个视频影像子数据的数据比特量，Gt表示所述视频影像中第t帧图像帧的数据比特量，Vd表示前三位具有最大通信带宽的通信通道中第d个通信通道的通信带宽；
再将三个视频影像子数据中具有第一大数据比特量的视频影像子数据、具有第二大数据比特量的视频影像子数据、具有第三大数据比特量的视频影像子数据进行加密处理和压缩处理后，分别通过前三位具有最大通信带宽的通信通道中具有第一大通信带宽的通信通道、具有第二大通信带宽的通信通道、具有第三大通信带宽的通信通道进行传输。
4.物联网中视频端与通信端之间的数据传输控制系统，其特征在于，其包括视频端唤醒模块、视频端拍摄状态确定模块、视频端拍摄数据分析模块和视频端拍摄数据传输模块；其中，
所述视频端唤醒模块用于通过物联网向视频端发送唤醒指令，并接收视频端响应于所述唤醒指令生成的反馈消息；
所述视频端拍摄状态确定模块用于分析所述反馈消息，以此确定所述视频端的拍摄忙闲状态；根据所述拍摄忙闲状态，对视频端当前拍摄得到的影像数据进行打包处理或者清空处理；
所述视频端拍摄数据分析模块用于通过物联网向视频端发送拍摄工作指令，以使视频端对外界环境进行扫描拍摄；提取视频端进行扫描拍摄得到的视频影像包含的图像帧并分析所述图像帧，以此确定所述视频影像的影像分辨率质量；再根据所述影像分辨率质量，判断所述视频影像的数据分割可行性；
所述视频端拍摄数据传输模块用于根据通信端包含的所有通信通道各自的通信带宽以及所述视频影像的数据分割可行性，对所述视频影像通过通信端进行整合传输或者分割传输；
其中，所述视频端拍摄数据分析模块用于通过物联网向视频端发送拍摄工作指令，以使视频端对外界环境进行扫描拍摄；提取视频端进行扫描拍摄得到的视频影像包含的图像帧并分析所述图像帧，以此确定所述视频影像的影像分辨率质量；再根据所述影像分辨率质量，判断所述视频影像的数据分割可行性具体包括：
通过物联网向视频端发送包含拍摄扫描周期和拍摄视场角范围的拍摄工作指令，以使视频端在所述拍摄视场角范围内以所述拍摄扫描周期进行扫描拍摄；
按照预设时间间隔从所述视频影像中提取得到若干图像帧；并利用下面公式(1)，确定每个图像帧的影像分辨率质量评价值，
Figure FDA0003760430560000051
在上述公式(1)中，It表示第t帧图像帧的影像分辨率质量评价值，当It越小，表示第t帧图像帧的影像分辨率质量越高，St(i,j)表示第t帧图像帧中第i行第j列像素点的分辨率值，μt(i,j)表示第t帧图像帧中第i行第j列像素点的区间期望分辨率值，即第t帧图像帧中以第i行第j列像素点为中心点的九宫格像素区域的平均分辨率值，St(i+a,j+b)表示第t帧图像帧中第i+a行第j+b列像素点的分辨率值，m表示第t帧图像帧中每一像素行包含的像素点数量，n表示第t帧图像帧中每一像素列包含的像素点数量；
利用下面公式(2)，并结合影像分辨率质量评价值，判断所述视频影像的数据分割可行性，
Figure FDA0003760430560000061
在上述公式(2)中，η表示视频影像的数据分割可行性评定值，当η≥0时，表示视频影像能够被分割成若干视频影像子数据，当η＜0时，表示视频影像不能被分割成若干视频影像子数据，T表示从所述视频影像中提取得到若干图像帧的总数量，u()表示阶跃函数，当括号内的数值大于或等于0时，则阶跃函数的函数值为1，当括号内的数值小于0时，则阶跃函数的函数值为0。
5.如权利要求4所述的物联网中视频端与通信端之间的数据传输控制系统，其特征在于：
所述视频端唤醒模块用于通过物联网向视频端发送唤醒指令，并接收视频端响应于所述唤醒指令生成的反馈消息具体包括：
通过物联网向视频端发送包含视频生成数据流获取命令的唤醒指令，并接收视频端响应于所述唤醒指令生成的反馈消息；其中，所述反馈消息包括视频端在预设时间段内的视频生成数据流比特量信息；
以及，
所述视频端拍摄状态确定模块用于分析所述反馈消息，以此确定所述视频端的拍摄忙闲状态；根据所述拍摄忙闲状态，对视频端当前拍摄得到的影像数据进行打包处理或者清空处理具体包括：
从所述反馈消息中提取得到所述视频生成数据流比特量，并将所述视频生成数据流比特量与预设数据流比特量阈值进行比对；若所述视频生成数据流比特量大于或等于预设数据流比特量阈值，则确定所述视频端处于拍摄繁忙状态；否则，确定所述视频端处于拍摄空闲状态；
当所述视频端处于拍摄繁忙状态时，则对视频端当前拍摄得到的影像数据进行压缩打包处理与备份处理；当所述视频端处于拍摄空闲状态时，则对视频端当前拍摄得到的影像数据进行删除清空处理。
6.如权利要求5所述的物联网中视频端与通信端之间的数据传输控制系统，其特征在于：
所述视频端拍摄数据传输模块用于根据通信端包含的所有通信通道各自的通信带宽以及所述视频影像的数据分割可行性，对所述视频影像通过通信端进行整合传输或者分割传输具体包括：
当所述视频影像不能被分割成若干视频影像子数据时，则从通信端包含的所有通信通道中选择具有最大通信带宽的通信通道用于对所述视频影像进行整合传输；
当所述视频影像能够被分割成若干视频影像子数据时，则从通信端包含的所有通信通道中选择前三位具有最大通信带宽的通信通道，并利用下面公式(3)，将所述视频影像分割为三个视频影像子数据，
Figure FDA0003760430560000071
在上述公式(3)中，Gd表示将所述视频影像分割后的第d个视频影像子数据的数据比特量，Gt表示所述视频影像中第t帧图像帧的数据比特量，Vd表示前三位具有最大通信带宽的通信通道中第d个通信通道的通信带宽；
再将三个视频影像子数据中具有第一大数据比特量的视频影像子数据、具有第二大数据比特量的视频影像子数据、具有第三大数据比特量的视频影像子数据进行加密处理和压缩处理后，分别通过前三位具有最大通信带宽的通信通道中具有第一大通信带宽的通信通道、具有第二大通信带宽的通信通道、具有第三大通信带宽的通信通道进行传输。
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