CN1941912A - 影像传输系统及于影像传输过程中分析变动区块的方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种影像传输系统及其实施方法，其适用于一远程控制系统以减少自至少一远程计算机化系统经由网络传送至一远程控制终端的影像数据传输量。影像传送单元，用以分析变动区块，其包含一色域转换器、一累加器、若干个加总缓存器以及一变动区块侦测器。在每一被撷取影像页面中，加总每一区块的像素数据以获得一总和数据，该总和数据将被储存于对应的加总缓存器中。变动区块侦测器依据一最小区域搜寻规则的总和表来决定一页面与一先前页面相比较的所有变动区块的总数。因此本发明能在有限频宽的网络中有效减少影像数据传输量。

Description

影像传输系统及于影像传输过程中分析变动区块的方法

【技术领域】

本发明关于一种影像传输系统及其实施方法，特别是一种能在有限频宽的网络中有效减少影像数据传输量的影像传输系统及于影像传输过程中分析变动区块的方法。

【背景技术】

现今，影像监控科技已被广泛地运用于许多不同的领域，例如：公共安全或远程网络控制。就远程网络控制而言，无论是远程影像检视或是远程撷取影像储存，在有限频宽的情形下，必须从一影像产生端传送大量变动影像数据至远程控制终端，这具有相当的难度。因此，如何能提高影像传输效能，亦即减少不需要的影像数据量，成为一个非常重要的课题。一种理想的解决方案是将影像的实时页面与先前页面对照，以取得其间变动的影像数据(即像素数据)。不管其中有任何影像变动产生，仅撷取变动的影像数据以传送至远程控制终端，而非传送每一连续页面。因此，传输的影像数据能被大量地减少。

然而，此解决方案会带来另一重要的问题，即找出影像中每两个连续页面变动部分的动作必须有效且迅速。否则，如对变动影像数据使用极为复杂的搜寻方法，将导致时间的浪费及效能不佳。另一方面，不严谨的搜寻方法则将导致不精确的结果，亦即输出失真的影像至远程控制台。

以下将说明一种用于远程控制软件的现有搜寻方法，即所熟知的虚拟网络计算(Virtual Network Computing，VNC)，该方法能够自网络环境上任何远程计算机或装置提供使用者计算机所需的监控影像。

虚拟网络计算允许不同类型计算机间进行跨平台及远程控制。就其应用而言，虚拟网络计算于对照影像的每两连续页面(即第一页面与第二页面)中，搜寻变动像素的每一矩形组。举例来说，首先以特定影像A中的第二页面对照于第一页面，于一列中自左至右扫描每一像素直至有变动的像素出现。假设没有变动的像素出现，则将以同样方式扫瞄其它相邻列。假设有变动的像素出现，则自变动像素的右起连续扫瞄同列每一相邻的像素直至无其它变动的像素出现。于此列扫描完成后，假定沿此列的水平轴建立一宽度X的连续变动像素组S1。然后连续扫描每一与此列相邻的其它列以找出是否具有宽度X的连续变动像素组，直至无此情况。在扫描第二页面的若干列后，假定沿这些列的水平轴及垂直轴建立宽度X、高度Y的连续变动像素组Sn(n＞1)。变动像素组的矩形区块具有相同的X×Y值。

最后，重复执行包含前述所有步骤的循环，直至找出特定影像A中所有变动像素组Sn。然而，当影像中大量变动区块并未连续时，现有远程控制软件，例如虚拟网络计算并未能有效地减少影像传输数据，因而确有必要提出较佳解决方案以改善现有虚拟网络计算搜寻方法的缺点。

【发明内容】

本发明的主要目的在于提供一种影像传输系统及其实施方法，依据最小区域搜寻规则来分析两连续页面间的变动区块，以在有限频宽的网络中减少影像数据传输量。

根据前述目的，本发明揭示一种影像传输系统，用以经由网络自远程控制终端控制至少一远程计算机化系统的影像信号。

影像传送单元用以分析影像的两连续页面变动区块，其包含一色域转换器、一累加器、若干个加总缓存器以及一变动区块侦测器。其中，色域转换器用以产生影像的每一页面的像素数据。累加器用以计算页面中特定群集于每一区块的像素数据，以获得总和数据。每一加总缓存器用以储存总和数据。变动区块侦测器依据最小区域搜寻规则的总和表决定每一页面中所有变动区块的总数。

此外，本发明还揭示一种影像传输单元于影像传输过程中分析变动区块的方法，包含下列步骤：

撷取至少一第一影像信号，以构成具有影像像素数据的第一页面；

计算第一页面的像素数据以获得第一总和数据并储存此第一总和数据于影像传输单元的第一加总缓存器中；

压缩此第一页面，并传送已压缩的第一页面至网络；

撷取至少一第二影像信号，以构成具有影像像素数据的第二页面；

加总第二页面中群集的每一区块的像素数据，以获得第二总和数据并储存此第二总和数据于第二加总缓存器中；

依据最小范围搜寻规则的总和表，将第二页面相较于第一页面，分析第二页面中哪些区块有产生变动；

压缩此第二页面中的变动区块，并传送已压缩之变动区块至网络；以及

以储存于第一加总缓存器中之第二总和数据取代第一总和数据。

与现有技术相比，本发明能在有限频宽的网络中有效减少影像数据传输量。

【附图说明】

图1为本发明远程控制系统的架构示意图。

图2为本发明远程计算机的架构示意图。

图3为影像传输单元应用于远程计算机的架构示意图。

图4为利用影像传输单元的传输影像方法的流程图。

图5为最小区域搜寻规则的流程图。

图6至图17显示分析变动区块的范例。

【具体实施方式】

为使本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，配合所附图式，作详细说明如下。

首先请参考图1，揭示根据本发明的控制系统1，其包含一远程控制终端10，至少一远程计算机20以及设置于远程计算机20中的一影像传送单元22，用以控制经由网络(例如：以太网)传输的远程计算机20及远程控制终端10之间的键盘、影像及鼠标(Keyboard，Video and Mouse，KVM)等控制信号。使用者操作远程控制终端台10以传送多个控制信号(键盘、鼠标等控制信号)至远程计算机20。相对地，远程计算机20传送影像信号至其影像传送单元22，藉由影像传送单元22的处理，并经由以太网络传送至远程控制终端10。一连串的影像数据可被聚集以构成一影像页面。控制系统1可以一兼容于智能平台管理接口(Intelligent Platform Management Interface，IPMI)的键盘影像鼠标切换装置中的系统整合芯片或电路来实现。

请参考图2，远程计算机20至少包含一处理器42、一影像接口46、一静态影像压缩标准(JPEG)加速器48、一直接存储器存取(Direct Memory Access，DMA)控制器50以及一存储器控制器52，影像传送单元22与处理器42配合，上述每一组件均连接至系统总线44以交互连通。

请参考图3，根据本发明的影像传送单元22，用以监控及分析产生自影像的每两个连续页面(即一第一页面与第二页面)间产生变动的区块。影像传送单元22包含一色域转换器100、一累加器110、若干个加总缓存器115以及一变动区块侦测器120。色域转换器100用以接收影像接口46所撷取的红、绿、蓝(R，G，B)影像数据并以数字方式将这些红、绿、蓝影像数据转换成相应页面的像素数据，亦即熟知的色度、蓝色差、红色差(Y，Cb，Cr)影像数据，以作为数字化的亮度、色度及色差度信号。累加器110用以计算页面中特定集群于每一区块的像素数据，以获得页面中每一区块的总和数据。每一加总缓存器115用以储存页面中每一区块的总和数据(亦即第一页面与第二页面)，其中与程序结合的驱动程序能驱动直接存储器存取控制器50(请参见图2)以存取加总缓存器115，再经由存储器控制器52储存这些总和数据至存储器单元54中，如同步动态存储器(SDRAM)。变动区块侦测器120依据最小区域搜寻规则(于后详述)的高/宽(Height/Width)总和表决定比较每两个连续页面间，即第一页面及第二页面间，所有变动区块的总数，并以区块模式的静态影像压缩标准格式压缩第二页面中变动区块以减少影像传输数据量。

请参考图4，为本发明利用影像传送单元22的影像传送方法，其包含下列步骤：

于步骤S400中，初始化控制系统以传输影像；

于步骤S405中，以色域转换器撷取第一影像信号(即红、绿、蓝影像数据)，以转换该第一影像信号成为具有影像像素数据的第一页面；

于步骤S410中，以累加器加总计算第一页面的像素数据以获得一第一总和数据并储存该第一总和数据于影像传送单元的一第一加总缓存器中，用以建立一第一总和表；

于步骤S415及步骤S420中，以静态影像压缩标准格式压缩此第一页面，并传送已压缩的第一页面至网络以传输影像；

于步骤S425，以色域转换器撷取第二影像信号(即红、绿、蓝数据)，以转换该第二影像信号成为具有影像像素数据的第二页面，该第二页面接续于第一页面之后；

于步骤S430，以累加器加总计算第二页面的像素数据以获得一第二总和数据并储存该第二总和数据于影像传送单元的一第二总和缓存器中，用以建立一第二总和表；

于步骤S435，以变动区块侦测器依据最小区域搜寻规则的高/宽总和表，分析该第二页面相较于第一页面有哪些区块产生变动；

于步骤S440及步骤S445，以静态影像压缩标准格式，压缩该第二页面中的变动区块，并传送已压缩的第二页面的变动区块至网络以减少传输影像数据量；

于步骤S450，以复制第二总和表取代第一总和表的方式，将该第一总和数据以储存于第二加总缓存器中的第二总和数据来取代。

更进一步参考图5，其揭示一实施最小区域搜寻规则的方法，用以分析第二页面需要传送的变动区块量，以预先找出最小区域变动区块的总数。实施最小区域搜寻规则的方法包括下列步骤：

于步骤S510，判断一特定最小区域中变动区块的总数是否大于沿该特定最小区域对角在线所有变动区块的最大数。若变动区块的总数大于沿该特定最小区域对角在线所有变动区块的最大数，即表示于最小区域中变动区块的总数过多，则执行步骤S540压缩该特定最小区域以提高效能；否则，执行步骤S520；

于步骤S520，判断变动像素数据的总数是否大于变动区块的像素数据的总数，其中像素数据可被视为最小区域区块。若变动像素数据的总数大于变动区块的像素数据的总数，表示虽然最小区域中变动区块的总数并未过多，但变动区块的像素数据并不连续，则执行步骤S540压缩该特定最小区域以提高效能；否则，执行步骤S530；

于步骤S530，决定垂直方向变动区块的总数是否大于垂直方向变动坐标的总数。若垂直方向变动区块的总数大于垂直方向变动坐标的总数，则执行步骤S540压缩特定最小区域以提高效能；否则，执行步骤S535；

于步骤S535，分别压缩每一变动区块以减少影像传输量；以及

于步骤S540，压缩包含所有变动区块的最小区域。

总之，根据本发明的影像传输系统及其方法使用最小区域搜寻规则以分析在连续页面之间产生变动的区块，可在有限频宽之网络中，减少影像数据传输量。

请参考图6至图17，其分别为根据本发明所采用的最小区域搜寻规则来分析每两个连续的第一及第二页面之间的变动区块的范例。这些图中的每一变动区块均以“1”填满标示并以虚线标记。于图6中，由于变动区块或变动像素的数量不符合揭示于如图5中自步骤S510至步骤S530的标准，因此影像传输单元仅找到一个变动区块，因此并压缩此变动区块加以传送。于图7至第9图中，同样地，影像传送单元分别找到四个、二个及二个变动区块。于第10图中，由于变动像素的数量大于变动区块中变动像素的总数(请见步骤S520)，故影像传送单元仅找到一个变动区块。于第11图中，由于垂直方向变动区块的总数大于垂直方向变动坐标的总数(请见步骤S530)，故影像传送单元找到四个变动区块。于第12图及第13图中，同样地，影像传送单元分别找到三个及四个变动区块。于第14图及第15图中，由于变动像素之数量大于变动区块的变动像素的总数(请见步骤S520)，故影像传送单元均仅找到一个变动区块。于第16图及图17中，由于垂直方向变动区块的总数大于垂直方向变动坐标的总数(请见步骤S530)，影像传送单元均仅找到一个变动区块。

Claims (8)

1.一种影像传输系统，用以分析群集于每一页面中的区块，其特征在于该影像传输系统包含：

一色域转换器，用以接收每一影像信号以构成一具有像素数据的特定页面；

一累加器，用以加总计算页面中每一群集区块的像素数据，以获得一对应的总和数据；

一加总缓存器，用以储存该页面的总和数据；以及

一变动区块侦测器，用以比较每两个连续页面以侦测其间的变动区块；该变动区块侦测器依据一最小区域搜寻规则，决定须传送的变动区块数量。

2.如权利要求1所述的影像传输系统，其特征在于该最小区域搜寻规则包含下列步骤：

找出一最小区域中变动区块的总数量；

比较该最小区域中变动区块的总数量与该最小区域对角在线包含所有变动区块的最大数量。

3.如权利要求2所述的影像传输系统，其特征在于最小区搜寻规则另包含一比较变动像素的总数量与变动区块中总像素数量的步骤。

4.如权利要求3所述的影像传输系统，其特征在于最小区域搜寻规则另包含一比较垂直方向变动区块总数量与垂直方向变动坐标总数量的步骤。

5.一种于影像传输过程中分析变动区块的方法，其特征在于包含下列步骤：

自一影像撷取具有像素数据的一第一页面；

加总计算该第一页面的像素数据以获得一第一总和数据；

压缩该第一页面；

传送已压缩的该第一页面至一网络；

撷取具有像素数据的一第二页面；

加总计算该第二页面中每一群集区块的像素数据以获得一第二总和数据；

依据一最小区域搜寻规则，比较该第二页面与第一页面之间变动区块的数量；

压缩该变动区块；

传送已压缩的该变动区块至网络；以及

以该第二总和数据取代该第一总和数据。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于最小区域搜寻规则包含下列步骤：

找出最小区域中变动区块的总数量；

比较该最小区域中变动区块的总数量与该最小区域的对角在线包含所有变动区块的最大数量。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于最小区域搜寻规则另包含一比较变动像素的总数量与变动区块中总像素数量的步骤。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于最小区域搜寻规则另包含一比较垂直方向变动区块的总数量与垂直方向变动坐标的总数量的步骤。

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