CN115955571A - 一种用于嵌入式设备的图像储存方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及嵌入式开发技术领域，特别是涉及一种用于嵌入式设备的图像储存方法、装置及系统，包括：获取图像；将图像进行一次压缩，确定一次压缩后每张图像的压缩系数矩阵；将一次压缩后的图像进行二进制编码；将二进制编码后的图像进行二次压缩并生成压缩参数；根据所述系数矩阵以及所述压缩参数生成描述信息；生成包括所述描述信息以及二次压缩后的图像的固件；将固件烧录到开发板中完成图像的存储。本发明提供的方法结合了图像压缩以及上位机预处理，解决了现有嵌入式开发过程中，图像存储占用空间大、不易更新、占用计算资源较多且难以进行批量处理的问题。

Description

一种用于嵌入式设备的图像储存方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及嵌入式开发技术领域，特别是涉及一种用于嵌入式设备的图像储存方法、装置及系统。

背景技术

在嵌入式设备的系统开发中，经常需要进行图片的存储。现有技术在嵌入式系统中图片的存储主要使用两种方式：1、直接存储存.jpg、.png等经过压缩的图片，这种方式占用空间小；2、将图片与软包一同打包烧录，由于不需要经过解码，这种方式可以节省系统的计算资源。

但是上述两种方式也存在各自的缺点：采用第一种方式需要消耗系统的计算资源进行解码运算，对芯片性能要求高；第二种方式占用空间较大，且由于图片数据内嵌在系统固件中难以更新。

特别地，当需要处理的图片数量较多时，上述问题更为明显。

发明内容

基于此，有必要针对上述的问题，提供一种用于嵌入式设备的图像储存方法、装置及系统。

本发明实施例是这样实现的，一种用于嵌入式设备的图像储存方法，应用于开发平台，所述用于嵌入式设备的图像储存方法包括：

获取图像；

将图像进行一次压缩，确定一次压缩后每张图像的压缩系数矩阵；

将一次压缩后的图像进行二进制编码；

将二进制编码后的图像进行二次压缩并生成压缩参数；

根据所述系数矩阵以及所述压缩参数生成描述信息；

生成包括所述描述信息以及二次压缩后的图像的固件；

将固件烧录到开发板中完成图像的存储。

在其中一个实施例中，本发明提供了一种用于嵌入式设备的图像储存装置，所述用于嵌入式设备的图片储存装置包括：

图像获取模块，用于获取图像；

一次压缩模块，用于将图像进行一次压缩，确定一次压缩后每张图像的压缩系数矩阵；

转码模块，用于将一次压缩后的图像进行二进制编码；

二次压缩模块，用于将二进制编码后的图像进行二次压缩并生成压缩参数；

描述信息生成模块，用于根据所述系数矩阵以及所述压缩参数生成描述信息；

固件生成模块，用于生成包括所述描述信息以及二次压缩后的图像的固件；

烧录模块，用于将固件烧录到开发板中完成图像的存储。

在其中一个实施例中，本发明提供了一种用于嵌入式设备的图像储存系统，所述用于嵌入式设备的图片储存系统包括：

嵌入式设备；以及

在线开发平台，所述在线开发平台与所述嵌入式设备通信，用于执行如本发明所述的用于嵌入式设备的图像储存方法以将图像存储于所述嵌入式设备。

本发明提供的方法结合了图像压缩以及上位机预处理，解决了现有嵌入式开发过程中，图像存储占用空间大、不易更新、占用计算资源较多且难以进行批量处理的问题。采用本发明方案，嵌入式设备不需要对图像进行解码，提高了读取速度，同时由于使用压缩机制避免了过大的储存空间占用；同时，本发明图像的空间占用率低，每张图像以文件方式单独储存，可以方便的使用网络、U盘、SD卡等载体在不需要重新烧录固件的前提下实现图像数据的更新。同时，提出了一次压缩与二次压缩的方案，当处理单张图像时，一次压缩不起效，故而可以实现无解压过程直接绘制图像；而当存在多张图像时，一次压缩生效，但是这种压缩方式解码简单，且可以实现多线程并行计算，并不会明显占用计算资源。

附图说明

图1为一个实施例提供的用于嵌入式设备的图像储存方法的流程图；

图2为一个实施例提供的用于嵌入式设备的图像储存装置的结构框图；

图3为一个实施例提供的用于嵌入式设备的图像储存系统的结构框图；

图4为一个实施例中计算机设备的内部结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

可以理解，本发明所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但除非特别说明，这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本发明的范围的情况下，可以将第一xx脚本称为第二xx脚本，且类似地，可将第二xx脚本称为第一xx脚本。

如图1所示，在一个实施例中，提出了一种用于嵌入式设备的图像储存方法，具体可以包括以下步骤：

步骤S100，获取图像；

步骤S200，将图像进行一次压缩，确定一次压缩后每张图像的压缩系数矩阵；

步骤S300，将一次压缩后的图像进行二进制编码；

步骤S400，将二进制编码后的图像进行二次压缩并生成压缩参数；

步骤S500，根据所述系数矩阵以及所述压缩参数生成描述信息；

步骤S600，生成包括所述描述信息以及二次压缩后的图像的固件；

步骤S700，将固件烧录到开发板中完成图像的存储。

在本实施例中，图像可以由用户上传到开发平台，开发平台是一个在线平台，通过网页的方式操作以及使用，实现在线开发。

在本实施例中，需要说明的是，用户上传的图像可以是单张也可以是多张，其中，一次压缩仅对多张图像起效，单张图像一次压缩的方式不起效，不需要经过解压缩即可以直接绘制图像。在本实施例中，压缩系数矩阵是用于描述压缩方式的，利用该矩阵嵌入式设备可以方便地实现解压缩从而还原出多张图像。

在本实施例中，采用二进制编码得到的图像嵌入式设备可以直接读取绘制，不需要经过复杂的解码运算；二次压缩是基于二进制编码的，这种压缩具有压缩快速，解压缩快捷，可以实现边绘制边解压，速度远超过其它解压缩方式。

在本实施例中，这里的描述信息是用于描述图像的基本信息，包括图像的数量、一次压缩以及二次压缩的参数等，用于文件的识别以及解压。

在本实施例中，将固件烧录到开发板中即烧录到嵌入式设备中，烧录过程可以是在线的，也可以通过其它存储介质实现离线烧录。

本发明提供的方法结合了图像压缩以及上位机预处理，解决了现有嵌入式开发过程中，图像存储占用空间大、不易更新、占用计算资源较多且难以进行批量处理的问题。采用本发明方案，嵌入式设备不需要对图像进行解码，提高了读取速度，同时由于使用压缩机制避免了过大的储存空间占用；同时，本发明图像的空间占用率低，每张图像以文件方式单独储存，可以方便的使用网络、U盘、SD卡等载体在不需要重新烧录固件的前提下实现图像数据的更新。同时，提出了一次压缩与二次压缩的方案，当处理单张图像时，一次压缩不起效，故而可以实现无解压过程直接绘制图像；而当存在多张图像时，一次压缩生效，但是这种压缩方式解码简单，且可以实现多线程并行计算，并不会明显占用计算资源。

作为本发明的一个可选实施例，所述将图像进行一次压缩，包括：

根据设定的顺序，将图像叠加设置，使每张图像选定角点的像素重合；

获取每张图像的像素值；

计算所有图像对应像素点像素值的和得到一次压缩后的图像。

在本实施例中，设定的顺序可以是图像获取的次序。这里选定的角点可以图像的左上角，左下角、右上角、右下角等。在本实施例中，获取每张图像的像素值，这里的像素值包括每个像素的RGB值，RGB三个值是等同的，本发明分别对RGB值进行处理，例如先对所有图像的R值进行处理，再对所有图像的G值进行处理，最后对所有图像的B值进行处理，若非特别说明，本发明其它实施例均默认RGB值分别处理。

作为本发明的一个可选实施例，所述确定一次压缩后每张图像的压缩系数矩阵，包括：

计算相邻两张图像对应像素点像素值的和得到n个第一系数矩阵；

计算相邻两张图像对应像素点像素值的差得到n个第二系数矩阵；

由n个第一系数矩阵以及n个第二系数矩阵构成压缩系数矩阵；

其中，图像的数量为n+1。

在本实施例中，这里的对应点是指，两张图像的角点重合后，从角点出发，具有相同次序的像素点；当两张图像的长宽分别相等时，两张图像完全重合，这里的对应像素即指重合的像素。

在本实施例中，可以理解，分别对RGB值进行处理，可以分别得到n个第一系数矩阵以及分别得到n个第二系数矩阵，故第一系数矩阵与第二系数矩阵均有3*n个。压缩系数矩阵即所有第一系数矩阵与所有第二系数矩阵的合集。其中，n为自然数。

作为本发明的一个可选实施例，所述根据设定的顺序，将图像叠加设置，使每张图像选定角点的像素重合，之前包括：

生成一个图像模板填充为纯黑色，其中，图像模板的长为所有图像中长的最大值，图像模板的宽为所有图像宽的最大值；

分别使每张图像的左上角像素与图像模板的左上角像素重合，使图像模板位于底层，拼合为新图像，对拼合后的新图像进行一次压缩。

在本实施例中，通过上述处理，可以使每张图像的大小一张，进行一次压缩时可以使每张图像完全重合；使用纯黑色（RGB值：0，0，0）进行填充，填充的部分在进行计算时不影响结果。在本实施例中，使图像模板位于底层，则当图像模板小于上层图像时，图像模板不显现。

作为本发明的一个可选实施例，所述将一次压缩后的图像进行二进制编码，包括：

获取一次压缩后的图像每个像素点的像素值；

将获取的每个像素点的像素值进行二进制编码转换。

在本实施例中，同样是获取每个像素点的RGB值，并分别对RGB值进行二进制编码。嵌入式设备可以直接利用二进制编码绘制输出图像，不需要经过解压过程。

作为本发明的一个可选实施例，所述将二进制编码后的图像进行二次压缩并生成压缩参数，包括：

采用行程编码方式对二进制编码后的图像进行二次压缩编码；

由二次压缩编码生成压缩参数。

在本实施例中，行程编码方式编码后的结果仍然可以保存为二进制数，故这种压缩方式同样不需要传统意义上的解码过程。这里的压缩参数是用于描述行程编码的相关参数，如行程步长、起始位置等。

作为本发明的一个可选实施例，所述采用行程编码方式对二进制编码后的图像进行二次压缩编码，具体包括：

将图像划分为若干个大小相等的矩形区域；

以每个矩形区域的中心为起点，沿正方向以及逆方向分别进行一次行程编码；

以每个矩形区域的角点为起点，沿正方向以及逆方向分别进行二次行程编码；

整合一次行程编码与二次行程编码的结果完成二次压缩编码。

在本实施例中，由于将图像划分成了若干个区域，可以同时对所有区域进行处理，并且每个区域的处理时长大大缩短，可以在极短时间内完成行程编码，故即使进行二次行程编码，总的耗时仍然显著低于按像素顺序对整张图像进行行程编码的时间，且划分的区域越多速度越快。

作为本发明的一个可选实施例，所述整合一次行程编码与二次行程编码的结果完成二次压缩编码，包括：

将一次行程编码的结果与二行程编码的结果进行比较找出相同编码结果与不同编码结果；

移除重复的编码结果；

整合矩形区域边界位置具有相同像素值的编码结果。

在本实施例中，这里移除重复的编码结果是指对于重复的编码结果仅保留一个；这里的重复的编码结果是指结果相同且针对的像素相同。在本实施例中，整合矩形区域边界位置具有相同像素值的编码结果，例如一条边界处，左侧的二进制值为00111111（整合后为2个0以及6个1，2061），右侧的二进制值为11011100（整合后为2个1、1个0、3个1以及2个0，21103120），则左右侧可以合并整合为2081103120，实现了边界处的整合。

如图2所示，本发明实施例还提供了一种用于嵌入式设备的图像储存装置，所述用于嵌入式设备的图片储存装置包括：

图像获取模块，用于获取图像；

一次压缩模块，用于将图像进行一次压缩，确定一次压缩后每张图像的压缩系数矩阵；

转码模块，用于将一次压缩后的图像进行二进制编码；

二次压缩模块，用于将二进制编码后的图像进行二次压缩并生成压缩参数；

描述信息生成模块，用于根据所述系数矩阵以及所述压缩参数生成描述信息；

固件生成模块，用于生成包括所述描述信息以及二次压缩后的图像的固件；

烧录模块，用于将固件烧录到开发板中完成图像的存储。

在本实施例中，上述用于嵌入式设备的图像储存装置是本发明方法的模块化，对于各个模块的具体解释说明请参看本发明方法部分的内容，本实施例在此不再赘述。

如图3所示，本发明实施例还提供了一种用于嵌入式设备的图像储存系统，所述用于嵌入式设备的图片储存系统包括：

嵌入式设备；以及

在线开发平台，所述在线开发平台与所述嵌入式设备通信，用于执行如本发明实施例所述的用于嵌入式设备的图像储存方法以将图像存储于所述嵌入式设备。

在本实施例中，上述嵌入式设备具体可以是常用设备，包括但不限于智能音箱、扫地机器人、智能手表等。在线开发平台优先采用网页平台，可以随时随地接入使用，方便快捷，减少硬件成本。

本发明提供的系统结合了图像压缩以及上位机预处理，解决了现有嵌入式开发过程中，图像存储占用空间大、不易更新、占用计算资源较多且难以进行批量处理的问题。采用本发明方案，嵌入式设备不需要对图像进行解码，提高了读取速度，同时由于使用压缩机制避免了过大的储存空间占用；同时，本发明图像的空间占用率低，每张图像以文件方式单独储存，可以方便的使用网络、U盘、SD卡等载体在不需要重新烧录固件的前提下实现图像数据的更新。同时，提出了一次压缩与二次压缩的方案，当处理单张图像时，一次压缩不起效，故而可以实现无解压过程直接绘制图像；而当存在多张图像时，一次压缩生效，但是这种压缩方式解码简单，且可以实现多线程并行计算，并不会明显占用计算资源。

图4示出了一个实施例中计算机设备的内部结构图。该计算机设备具体可以是图3中的在线开发平台。如图4所示，该计算机设备包括该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、输入装置和显示屏。其中，存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该计算机设备的非易失性存储介质存储有操作系统，还可存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器实现本发明实施例提供的用于嵌入式设备的图像储存方法。该内存储器中也可储存有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器执行本发明实施例提供的用于嵌入式设备的图像储存方法。计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图4中示出的结构，仅仅是与本发明方案相关的部分结构的框图，并不构成对本发明方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，本发明实施例提供的用于嵌入式设备的图像储存装置可以实现为一种计算机程序的形式，计算机程序可在如图4所示的计算机设备上运行。计算机设备的存储器中可存储组成该用于嵌入式设备的图像储存装置的各个程序模块，比如，图3所示的图像获取模块、一次压缩模块、转码模块、二次压缩模块、描述信息生成模块、固件生成模块和烧录模块。各个程序模块构成的计算机程序使得处理器执行本说明书中描述的本发明各个实施例的用于嵌入式设备的图像储存方法中的步骤。

例如，图4所示的计算机设备可以通过如图3所示的用于嵌入式设备的图像储存装置中的图像获取模块执行步骤S100；计算机设备可通过一次压缩模块执行步骤S200；计算机设备可通过转码模块执行步骤S300；计算机设备可通过二次压缩模块执行步骤S400；计算机设备可通过描述信息生成模块执行步骤S500；计算机设备可通过固件生成模块执行步骤S600；计算机设备可通过烧录模块执行步骤S700。

在一个实施例中，提出了一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

获取图像；

将图像进行一次压缩，确定一次压缩后每张图像的压缩系数矩阵；

将一次压缩后的图像进行二进制编码；

将二进制编码后的图像进行二次压缩并生成压缩参数；

根据所述系数矩阵以及所述压缩参数生成描述信息；

生成包括所述描述信息以及二次压缩后的图像的固件；

将固件烧录到开发板中完成图像的存储。

在一个实施例中，提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行以下步骤：

获取图像；

将图像进行一次压缩，确定一次压缩后每张图像的压缩系数矩阵；

将一次压缩后的图像进行二进制编码；

将二进制编码后的图像进行二次压缩并生成压缩参数；

根据所述系数矩阵以及所述压缩参数生成描述信息；

生成包括所述描述信息以及二次压缩后的图像的固件；

将固件烧录到开发板中完成图像的存储。

应该理解的是，虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink） DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种用于嵌入式设备的图像储存方法，应用于开发平台，其特征在于，所述用于嵌入式设备的图像储存方法包括：

获取图像；

将图像进行一次压缩，确定一次压缩后每张图像的压缩系数矩阵；

将一次压缩后的图像进行二进制编码；

将二进制编码后的图像进行二次压缩并生成压缩参数；

根据所述系数矩阵以及所述压缩参数生成描述信息；

生成包括所述描述信息以及二次压缩后的图像的固件；

将固件烧录到开发板中完成图像的存储。

2.根据权利要求1所述的用于嵌入式设备的图像储存方法，其特征在于，所述将图像进行一次压缩，包括：

根据设定的顺序，将图像叠加设置，使每张图像选定角点的像素重合；

获取每张图像的像素值；

计算所有图像对应像素点像素值的和得到一次压缩后的图像。

3.根据权利要求2所述的用于嵌入式设备的图像储存方法，其特征在于，所述确定一次压缩后每张图像的压缩系数矩阵，包括：

计算相邻两张图像对应像素点像素值的和得到n个第一系数矩阵；

计算相邻两张图像对应像素点像素值的差得到n个第二系数矩阵；

由n个第一系数矩阵以及n个第二系数矩阵构成压缩系数矩阵；

其中，图像的数量为n+1。

4.根据权利要求2所述的用于嵌入式设备的图像储存方法，其特征在于，所述根据设定的顺序，将图像叠加设置，使每张图像选定角点的像素重合，之前包括：

生成一个图像模板填充为纯黑色，其中，图像模板的长为所有图像中长的最大值，图像模板的宽为所有图像宽的最大值；

分别使每张图像的左上角像素与图像模板的左上角像素重合，使图像模板位于底层，拼合为新图像，对拼合后的新图像进行一次压缩。

5.根据权利要求1所述的用于嵌入式设备的图像储存方法，其特征在于，所述将一次压缩后的图像进行二进制编码，包括：

获取一次压缩后的图像每个像素点的像素值；

将获取的每个像素点的像素值进行二进制编码转换。

6.根据权利要求5所述的用于嵌入式设备的图像储存方法，其特征在于，所述将二进制编码后的图像进行二次压缩并生成压缩参数，包括：

采用行程编码方式对二进制编码后的图像进行二次压缩编码；

由二次压缩编码生成压缩参数。

7.根据权利要求6所述的用于嵌入式设备的图像储存方法，其特征在于，所述采用行程编码方式对二进制编码后的图像进行二次压缩编码，具体包括：

将图像划分为若干个大小相等的矩形区域；

以每个矩形区域的中心为起点，沿正方向以及逆方向分别进行一次行程编码；

以每个矩形区域的角点为起点，沿正方向以及逆方向分别进行二次行程编码；

整合一次行程编码与二次行程编码的结果完成二次压缩编码。

8.根据权利要求7所述的用于嵌入式设备的图像储存方法，其特征在于，所述整合一次行程编码与二次行程编码的结果完成二次压缩编码，包括：

将一次行程编码的结果与二行程编码的结果进行比较找出相同编码结果与不同编码结果；

移除重复的编码结果；

整合矩形区域边界位置具有相同像素值的编码结果。

9.一种用于嵌入式设备的图像储存装置，其特征在于，所述用于嵌入式设备的图片储存装置包括：

图像获取模块，用于获取图像；

一次压缩模块，用于将图像进行一次压缩，确定一次压缩后每张图像的压缩系数矩阵；

转码模块，用于将一次压缩后的图像进行二进制编码；

二次压缩模块，用于将二进制编码后的图像进行二次压缩并生成压缩参数；

描述信息生成模块，用于根据所述系数矩阵以及所述压缩参数生成描述信息；

固件生成模块，用于生成包括所述描述信息以及二次压缩后的图像的固件；

烧录模块，用于将固件烧录到开发板中完成图像的存储。

10.一种用于嵌入式设备的图像储存系统，其特征在于，所述用于嵌入式设备的图片储存系统包括：

嵌入式设备；以及

在线开发平台，所述在线开发平台与所述嵌入式设备通信，用于执行如权利要求1-8任意一项所述的用于嵌入式设备的图像储存方法以将图像存储于所述嵌入式设备。

Images