專利名稱：基于dct域差值傳輸?shù)倪h(yuǎn)程無線圖像采集監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于DCT域差值傳輸?shù)倪h(yuǎn)程無線圖像采集 監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
安全的生產(chǎn)和生活促使人們對(duì)生產(chǎn)設(shè)備安全性的需求和對(duì)構(gòu)建智能化家庭的渴望與日 俱增?，F(xiàn)在無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖侄魏头椒ㄔ絹碓蕉?，但是都無法克服傳輸速率較低的缺陷， 而且傳輸成本較高。另外一方面，現(xiàn)實(shí)對(duì)各行各業(yè)提出了節(jié)能減排的要求，而采用模塊化的緊湊型設(shè)計(jì)、 具有低功耗的監(jiān)控產(chǎn)品必然會(huì)受到社會(huì)的廣泛歡迎。傳統(tǒng)圖像監(jiān)控系統(tǒng)的缺點(diǎn)與不足傳統(tǒng)的監(jiān)控采用有線的模擬視頻傳輸方式，對(duì)監(jiān)控 現(xiàn)場的布線比較復(fù)雜，而且設(shè)備較昂貴笨重，維護(hù)費(fèi)用高，安裝缺乏靈活性，同時(shí)需要配 備大量的人力物力，成本較高、效率較低。而近年來計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、無線通信技術(shù)與數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展，也使得我選擇一種 成本低廉、新型實(shí)用的無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，搭建一種高效、實(shí)時(shí)的圖像采集監(jiān)控系統(tǒng)成為 可能。出于對(duì)上述原因的考慮，新一代的監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，將全新的數(shù)字圖像技術(shù)處理技 術(shù)應(yīng)用于廣大人們的生產(chǎn)和生活中是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。在眾多的生產(chǎn)場所，需要重點(diǎn)考慮 單張圖片的提取分析要求，而為了控制應(yīng)用成本，圖像采集監(jiān)控系統(tǒng)提供的攝像頭采用的 是定焦的，且省去云臺(tái)，所以只能以固定的方式對(duì)固定的目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控。另外，新一代的監(jiān)控系統(tǒng)采用了移動(dòng)通信運(yùn)營商技術(shù)非常成熟的網(wǎng)絡(luò)(中國移動(dòng)的GRPS網(wǎng)或中國聯(lián)通的 CDMA網(wǎng))和目前最大的互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的傳輸，確保了系統(tǒng)的可靠性，也使得監(jiān)控 范圍和傳輸距離有了質(zhì)的飛躍，系統(tǒng)能對(duì)任何信號(hào)能夠覆蓋到的區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控，通過互聯(lián) 網(wǎng)用戶可以隨時(shí)隨地査看監(jiān)控圖像，所以這種系統(tǒng)可以被廣泛地應(yīng)用于家庭安防、智能小 區(qū)、交通、銀行、公安、電力、各種生產(chǎn)監(jiān)控、污染監(jiān)控、地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)監(jiān)控等領(lǐng)域，或者是一些布線困難、布線成本高而又需要監(jiān)控的地方。這種系統(tǒng)無疑為上述需求提供了 一種可快速靈活變更監(jiān)控方案而成本廉價(jià)的監(jiān)控系統(tǒng)解決方案。目前市場上出現(xiàn)的一些問類產(chǎn)品，基本上都具各上述功能，但通常存在著系統(tǒng)龐大、 復(fù)雜、數(shù)據(jù)量大、功耗高、價(jià)格昂貴的問題。發(fā)明內(nèi)容由本發(fā)明的目的是提供功能強(qiáng)人、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)而小巧的監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)低數(shù)據(jù)量，低功耗的要求。本發(fā)明解決問題的技術(shù)方案如下。本發(fā)明的基于DCT域差值傳輸?shù)倪h(yuǎn)程無線圖像監(jiān)控系統(tǒng)，包括現(xiàn)場圖像采集模塊、無 線數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)中心服務(wù)器軟件和遠(yuǎn)程監(jiān)控終端軟件。圖像釆集壓縮模塊和無線數(shù) 據(jù)傳輸模塊組成現(xiàn)場監(jiān)控端，完成現(xiàn)場圖像數(shù)據(jù)的采集壓縮、加密等；數(shù)據(jù)中心服務(wù)器和 遠(yuǎn)程監(jiān)控端組成客戶端，其中數(shù)據(jù)中心服務(wù)器運(yùn)行服務(wù)端軟件，完成現(xiàn)場監(jiān)控節(jié)點(diǎn)的管理、 數(shù)據(jù)、命令的轉(zhuǎn)發(fā)等功能；遠(yuǎn)程監(jiān)控端PC機(jī)運(yùn)行對(duì)應(yīng)開發(fā)的遠(yuǎn)程客戶監(jiān)控端軟件，完成登 錄數(shù)據(jù)中心服務(wù)器、圖像監(jiān)控、命令發(fā)送等功能；現(xiàn)場監(jiān)控端檢測圖像且僅當(dāng)圖像發(fā)生變化時(shí)，現(xiàn)場監(jiān)控端才觸發(fā)報(bào)警并對(duì)采集到的圖 像進(jìn)行傳輸；在傳輸過程中，采用DCT域差值圖像傳輸方式，其步驟為，步驟A:把一幅采集到的圖像完整傳輸給遠(yuǎn)程監(jiān)控終端軟件；步驟B:只傳輸與前一副圖像之間有變化的部分；步驟C:獲取兩幅圖像之間的差值；步驟D:將并僅將該差值進(jìn)行傳輸；步驟E:遠(yuǎn)程監(jiān)控終端軟件接收該差值并進(jìn)行閣像恢復(fù)；步驟F:間隔一定時(shí)間后，再傳輸給遠(yuǎn)程監(jiān)控終端軟件一副完整圖像；重復(fù)步驟A至步驟F。檢測圖像是否變化的步驟是(1) 將前一幅圖像解碼到DCT域，獲取對(duì)應(yīng)的亮度和顏色DCT域數(shù)據(jù)；(2) 計(jì)算所有8X8塊的亮度紋理和顏色特征，保存相應(yīng)的特征值；(3) 將后一幅圖像解碼到DCT域，獲取對(duì)應(yīng)的亮度和顏色DCT域數(shù)據(jù)，并計(jì)算所 有8X8塊對(duì)應(yīng)的特征值；(4) 對(duì)前后兩幅的圖像所有對(duì)應(yīng)的塊的亮度紋理和顏色特征值進(jìn)行對(duì)比，并記錄不同塊的位置和數(shù)量；(5)判斷特征值發(fā)生變化的塊的位置是否集中在相應(yīng)的區(qū)域，確定后一幅圖像是否出現(xiàn)變化。獲取兩幅圖像之間的差值的歩驟是(1) 計(jì)算獲得DCT域的變化差值；(2) 對(duì)該差值進(jìn)行相應(yīng)的量化、編碼，加入必要的信息封裝成圖像碼流；(3) 解碼端進(jìn)行相應(yīng)的逆處理。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明采用的方案可以大大減少網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牧髁?，從向顯著地 降低監(jiān)控的數(shù)據(jù)流量費(fèi)用，同時(shí)也大大降低了系統(tǒng)功耗；采用模塊化設(shè)計(jì)，采用全球業(yè)界 標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)小巧緊湊，功耗極低，且具有良好的可擴(kuò)展性，實(shí)用性強(qiáng)。


圖l為遠(yuǎn)程無線圖像監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖。 圖2為無線監(jiān)控終端基本結(jié)構(gòu)框圖。圖3為圖像變化檢測實(shí)現(xiàn)流程框圖。圖4為圖像差值提取編碼實(shí)現(xiàn)流程框圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，基于DCT域差值傳輸?shù)臒o線圖像采集監(jiān)控系統(tǒng)由三個(gè)部分組成1、現(xiàn) 場圖像采集模塊；2、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊；3、數(shù)據(jù)中心服務(wù)器軟件和遠(yuǎn)程監(jiān)控終端軟件。 其中圖像采集壓縮模塊和無線數(shù)據(jù)傳輸模塊組成現(xiàn)場監(jiān)控端，完成現(xiàn)場圖像數(shù)據(jù)的采集壓 縮、加密等?，F(xiàn)場監(jiān)控采集終端可由ARM嵌入式微控制器，現(xiàn)今流行的嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)， 例如成熟與性能優(yōu)良的uC/OS—n、嵌入式Linux等操作系統(tǒng)構(gòu)成；客戶端由數(shù)據(jù)中心服 務(wù)器和遠(yuǎn)程監(jiān)控端組成，其中數(shù)據(jù)中心服務(wù)器運(yùn)行專門開發(fā)的服務(wù)端軟件，完成現(xiàn)場監(jiān)控 節(jié)點(diǎn)的管理、數(shù)據(jù)、命令的轉(zhuǎn)發(fā)等功能；遠(yuǎn)程監(jiān)控端PC機(jī)運(yùn)行對(duì)應(yīng)開發(fā)的遠(yuǎn)程客戶監(jiān)控端 軟件，該軟件具有簡潔的易操作界面，完成登錄數(shù)據(jù)中心服務(wù)器、圖像監(jiān)控、命令發(fā)送等 功能。采用此模式，主要優(yōu)點(diǎn)是只需要一臺(tái)固定IP地址的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，客戶在任何能 鏈接Internet的地方均能實(shí)現(xiàn)監(jiān)控等功能。本無線圖像采集監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，可擴(kuò)展件 強(qiáng)。圖像采集壓縮模塊監(jiān)控終端圖像采集模塊，其功能是從普通的攝像頭中捕捉瞬時(shí)的視頻信號(hào)，經(jīng)圖像處理芯片壓縮成JPEG格式圖像。同時(shí)該模塊完成DCT域差值的提取，采 用嵌入式處理器完成該算法。也是本系統(tǒng)的核心所在。用戶可以根據(jù)需要選擇多種不同的 壓縮比和圖像大小。無線數(shù)據(jù)傳輸模塊監(jiān)控采集終端數(shù)據(jù)傳輸模塊，其功能是把壓縮好的JPEG圖像通 過內(nèi)置的GPRS無線模塊傳送到運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)，該模塊封裝有PPP撥號(hào)，支持TCP/IP協(xié)議 和域名解析。數(shù)據(jù)中心服務(wù)器軟件和遠(yuǎn)程監(jiān)控終端軟件數(shù)據(jù)中心服務(wù)器軟件為運(yùn)行在一個(gè)擁有固 定IP地址或采用域名解析方式的服務(wù)器上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)、現(xiàn)場圖像采集節(jié)點(diǎn)的管理。 遠(yuǎn)程監(jiān)控終端軟模塊，其功能是通過接入互聯(lián)網(wǎng)，登錄數(shù)據(jù)中心，完成現(xiàn)場監(jiān)控終端節(jié)點(diǎn) 的管理，并可以在監(jiān)視器上顯示圖像及監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)管理，包括圖像的選擇性存儲(chǔ)與査看等。無線遠(yuǎn)程圖像采集傳送系統(tǒng)依照C/S模式(客戶端/服務(wù)端模式)設(shè)計(jì)，由無線采集終 端、數(shù)據(jù)中心以及客戶控制端組成。系統(tǒng)工作時(shí)，先由無線采集終端啟動(dòng)圖像采集和壓縮 過程并發(fā)起與遠(yuǎn)方的數(shù)據(jù)中心傳送連接，依據(jù)與數(shù)據(jù)中心端的命令交互決定圖像壓縮數(shù)據(jù) 包的即時(shí)傳送；數(shù)據(jù)中心端則以服務(wù)器模式運(yùn)行，等待遠(yuǎn)方無線采集終端的傳送連接并依 據(jù)需要作好圖像壓縮數(shù)據(jù)包的接收及解碼處理、數(shù)據(jù)庫保存等工作，以及按要求從數(shù)據(jù)中 心傳送數(shù)據(jù)到客戶終端。同時(shí)，數(shù)據(jù)中心能接收客戶端發(fā)來的命令，再把命令傳輸至無線 采集終端。從通信系統(tǒng)理論的一般角度來看，系統(tǒng)總體可以分成幾個(gè)部分現(xiàn)場原始圖像采集、 原始圖像的壓縮、壓縮圖像數(shù)據(jù)的無線信道傳送、中心壓縮圖像數(shù)據(jù)的接收、解密、解碼 和接收圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫保存。前兩部分屬于無線采集終端，其中包括采集控制用的硬件 及支持功能實(shí)現(xiàn)的軟件，后兩部分屬于中心端，包括硬件及相應(yīng)的軟件。其中無線圖像采 集終端硬件包括由圖像采集芯片處理器、牛.控制器和GPRS Modem模塊，軟件即指終端控 制軟件及圖像壓縮處理軟件，這些都運(yùn)行于現(xiàn)場無線圖像采集終端主機(jī)。數(shù)據(jù)中心為一連 入Internet的主機(jī)，擁有固定公網(wǎng)IP地址，負(fù)責(zé)接收來自無線圖像采集終端傳送來的采集 圖像壓縮數(shù)據(jù)按要求進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)、進(jìn)行解壓及數(shù)據(jù)庫保存。壓縮圖像數(shù)據(jù)的無線信道傳送則 依靠GPRS移動(dòng)通信網(wǎng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)來實(shí)現(xiàn)。整個(gè)系統(tǒng)作為一套視頻圖像采集傳送接收系統(tǒng)，包括以下幾個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)無線采集終 端系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心服務(wù)器系統(tǒng)以及客服端控制系統(tǒng)。無線采集終端系統(tǒng)負(fù)責(zé)采集視頻圖像 數(shù)據(jù)、壓縮編碼視頻圖像數(shù)據(jù)、差值提取、圖像數(shù)據(jù)加密以及對(duì)加密后的數(shù)據(jù)傳送至遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)中心；數(shù)據(jù)中心端系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)接收到的壓縮視頻圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行解密、解碼、差值圖像 恢復(fù)并顯示，或按照遠(yuǎn)程客服端軟件要求完成存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)功能。現(xiàn)場圖像采集終端系統(tǒng)硬件 部分由視頻圖像采集模塊、采集控制、終端處理器部分以及GPRS Modem無線傳輸模塊等 部分組成?，F(xiàn)場圖像采集監(jiān)控終端包括圖像采集部分和GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸部分，圖像采集部分由視 頻專用壓縮芯片實(shí)現(xiàn)模擬圖像的數(shù)字化轉(zhuǎn)換以及實(shí)現(xiàn)JPEG圖像壓縮編碼。GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸 部分由專用GPRS模塊實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸功能，它與圖像采集部分的接口是通用異步串行接口 (UART)。數(shù)據(jù)中心服務(wù)器部分包括硬件和軟件，硬件為一臺(tái)具有公網(wǎng)IP地址的PC機(jī)，軟 件即為服務(wù)器程序，由數(shù)據(jù)中心服務(wù)器軟件實(shí)現(xiàn)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊和遠(yuǎn)程監(jiān)控終端間的 命令傳遞和數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?。考慮到無線圖像采集監(jiān)控系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)是經(jīng)過壓縮后的圖像數(shù)據(jù)，因此數(shù)據(jù)量較少， 系統(tǒng)圖像傳輸采用的是信號(hào)覆蓋面較廣的GPRS網(wǎng)絡(luò)，即在無線數(shù)據(jù)傳輸模塊中用的是 GPRS模塊。而對(duì)于CDMA網(wǎng)，因?yàn)槠鋫鬏斔俾瘦^GPRS快，但并不影響系統(tǒng)采集到的圖 像傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。根據(jù)用戶需要，也可以把GPRS模塊換成CDMA模塊，以適于在CDMA 網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。這樣的設(shè)計(jì)也是出于實(shí)用性、低成本和低功耗的考慮。圖像監(jiān)控采用動(dòng)態(tài)偵測算法，只有圖像變化系統(tǒng)才會(huì)觸發(fā)報(bào)警并對(duì)采集到的圖像進(jìn)行傳輸。在傳輸過程中，又采用了技術(shù)領(lǐng)先的DCT域差值圖像傳輸方式，先把一幅采集到的圖像完整傳輸給用戶監(jiān)控端之后，接下來只是傳輸與前一副圖像間有變化的部分，得到兩幅圖像的差值，系統(tǒng)將只對(duì)這個(gè)產(chǎn)生的差值進(jìn)行傳輸，而在用戶遠(yuǎn)程監(jiān)控終端采用相關(guān)技術(shù)進(jìn)行圖像恢復(fù)，間隔一定時(shí)間后，系統(tǒng)再傳輸一副完整圖像。這樣做的好處是可以大大減少網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牧髁?，從而顯著地降低監(jiān)控的數(shù)據(jù)流量費(fèi)用，同時(shí)也大大降低了系統(tǒng)功耗，本技術(shù)也是系統(tǒng)的主要特點(diǎn)?？偟膶?shí)現(xiàn)框架結(jié)構(gòu)如圖2所示，系統(tǒng)主要以ARM嵌入式處理器為核心構(gòu)成。整個(gè)系 統(tǒng)主要包括NXP公司的嵌入式處理器LPC2214、無線GPRS通信終端模塊SIM300C、串 口擴(kuò)張模塊、存儲(chǔ)器擴(kuò)展模塊和圖像采集模塊等。LPC2214通過UART1與GPRS模塊進(jìn) 行通信，完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ埽籙ARTO用來控制圖像采集模塊C328，完成圖像模塊的控 制和圖像數(shù)據(jù)的采集；同時(shí)通過擴(kuò)展的串口完成與PC機(jī)之間的通信，以實(shí)現(xiàn)調(diào)試信息的 輸出；整個(gè)系統(tǒng)通過JTAG接口實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的調(diào)試功能。由于LPC2214內(nèi)置存儲(chǔ)器只有16KB， 要完成圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)以及實(shí)現(xiàn)簡單的圖像數(shù)據(jù)處理，所以這里需要外擴(kuò)SRAM，系 統(tǒng)采用ISSI公司的生產(chǎn)的1MB的存儲(chǔ)器IS61LV51216，較大的存儲(chǔ)器系統(tǒng)，為一個(gè)方便 系統(tǒng)的升級(jí)以及完成復(fù)雜的運(yùn)算控制做準(zhǔn)備。本系統(tǒng)具有強(qiáng)大的監(jiān)控能力，在監(jiān)控圖像采集終端預(yù)留多個(gè)GPIO 口，可配置成輸入200810073562.3說明書第6/8頁或輸出檢測，用于外部輸入設(shè)備(如有些用戶要求外接紅外傳感器等)或帶動(dòng)外部的門禁 等動(dòng)作設(shè)備，以組建更高級(jí)、功能更強(qiáng)大的監(jiān)控系統(tǒng)。采集圖像的格式采用JPEG格式，圖像大小多級(jí)可調(diào)，本系統(tǒng)最大分辨率為640X480， 這是對(duì)實(shí)用性和圖像清晰度、網(wǎng)絡(luò)傳輸實(shí)時(shí)性等綜合考慮折衷的結(jié)果。對(duì)于圖像 采集方式，系統(tǒng)提供了用戶監(jiān)控終端命令采集、定時(shí)采集和時(shí)間可調(diào)的間隔采集， 為監(jiān)控方案提供了極大的靈活性。系統(tǒng)的監(jiān)控接入方式主要采用的是用戶PC機(jī)接入監(jiān)控，考慮到目前國內(nèi)手機(jī)用戶群 非常大，系統(tǒng)支持手機(jī)接收短信報(bào)警，實(shí)時(shí)性強(qiáng)。而對(duì)于市場上出現(xiàn)的其它產(chǎn)品中采用的 Email接收信息或PDA接入等，因?yàn)閷?shí)時(shí)性不夠強(qiáng)，出于實(shí)用性的考慮，本系統(tǒng)省去了這 部分的設(shè)計(jì)，為用戶節(jié)約成本。另外，針對(duì)目前廣泛使用的即時(shí)通訊工具，系統(tǒng)擬設(shè)計(jì)可 以用即時(shí)通訊工具接入報(bào)警，使系統(tǒng)具有更強(qiáng)的靈活性。在用戶監(jiān)控終端，系統(tǒng)在多畫面瀏覽時(shí)會(huì)對(duì)報(bào)警的圖像自動(dòng)全屏顯示并觸發(fā)聲音報(bào) 警，并將變化報(bào)警的圖像及時(shí)存儲(chǔ)。同時(shí)系統(tǒng)會(huì)為不同的用戶提供不同的訪問權(quán)限，保證 系統(tǒng)的安全性。圖像差值提取傳輸算法實(shí)現(xiàn) (一)、基于壓縮域的JPEG圖像變化檢測1、 基本原理將前后兩幅JPEG圖像解碼到DCT域，得到以8X8塊為單位的Y、 Cb和Cr各分量所 對(duì)應(yīng)的DCT系數(shù)矩陣，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的亮度紋理和顏色特征值計(jì)算，對(duì)比前后兩幀 對(duì)應(yīng)塊的特征值，以確定JPEG圖像的變化。2、 算法描述以8X8的塊為例，設(shè)紋理或者顏色分量的像素的值為/(Z,j)， / = 0，1，...，7，7 = 0,1,—，7， 其對(duì)應(yīng)的DCT系數(shù)為/(it,v),it =0,l,...，7，v = 0，1,...，7 。 二維的DCT變換如下<formula>formula see original document page 9</formula>(1)4 ,=oJ=o 16 161 其他其中，C(m)，C(v) DCT逆變換為m, v = 0 2<formula>formula see original document page 10</formula>(2)一般來說，亮度或顏色分量在8X8塊的平均強(qiáng)度與其DC系數(shù)的值具有以下的關(guān)系[l]: (可以通過式(2)進(jìn)行推導(dǎo)得到！)<formula>formula see original document page 10</formula>(3)根據(jù)帕塞瓦爾定理，DCT變換僅僅是改變空間能量的分布，而能量的總量沒有發(fā)生變 化，于是有-<formula>formula see original document page 10</formula>圖像塊的亮度紋理或顏色特征為(4)<formula>formula see original document page 10</formula>(5)8x8 =0 v=0如圖3所示，算法實(shí)現(xiàn)的步驟如下(1) 首先將前一幅JPEG圖像解碼到DCT域，獲取對(duì)應(yīng)的亮度和顏色DCT域數(shù)據(jù)(每 個(gè)8X8塊對(duì)應(yīng)3個(gè)亮度或顏色分量塊)。(2) 利用式子(5)計(jì)算所有8X8塊的亮度紋理和顏色特征，保存相應(yīng)的特征值。(3) 將后一幅JPEG圖像解碼到DCT域，獲取對(duì)應(yīng)的亮度和顏色DCT域數(shù)據(jù)，并計(jì)算 所有8X8塊對(duì)應(yīng)的特征值。(4) 對(duì)前后兩幅的圖像所有對(duì)應(yīng)的塊的亮度紋理和顏色特征值進(jìn)行對(duì)比，并記錄不同塊 的位置和數(shù)量。(5) 判斷特征值發(fā)生變化的塊的位置是否集中在相應(yīng)的區(qū)域，確定后一幅圖像是否出現(xiàn) 變化。如圖4所示，圖像變化差值提取歩驟如下 L、基本原理根據(jù)前面圖像變化檢測的結(jié)果，對(duì)亮度紋理和顏色特征發(fā)生變化的塊進(jìn)行DCT域差 值提取，并對(duì)其差值進(jìn)行相應(yīng)的量化、熵編碼等。 2、算法描述設(shè)&0，v)和《("，v)分別為前后兩幅JPEG圖像解碼到DCT域的系數(shù)值。 算法步驟(1) 利用式(6)獲得DCT域的變化差值 A(M，v)^c(M，v)-i^(M，v) (6)(2) 對(duì)該差值進(jìn)行相應(yīng)的量化、編碼，加入必要的信息封裝成JPEG碼流。(3) 解碼端需要進(jìn)行相應(yīng)的逆處理。
權(quán)利要求
1. 一種基于DCT域差值傳輸?shù)倪h(yuǎn)程無線圖像監(jiān)控系統(tǒng)，包括現(xiàn)場圖像采集模塊、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)中心服務(wù)器軟件和遠(yuǎn)程監(jiān)控終端軟件，圖像采集壓縮模塊和無線數(shù)據(jù)傳輸模塊組成現(xiàn)場監(jiān)控端，完成現(xiàn)場圖像數(shù)據(jù)的采集壓縮、加密等；數(shù)據(jù)中心服務(wù)器和遠(yuǎn)程監(jiān)控端組成客戶端，其中數(shù)據(jù)中心服務(wù)器運(yùn)行服務(wù)端軟件，完成現(xiàn)場監(jiān)控節(jié)點(diǎn)的管理、數(shù)據(jù)、命令的轉(zhuǎn)發(fā)等功能；遠(yuǎn)程監(jiān)控端PC機(jī)運(yùn)行對(duì)應(yīng)開發(fā)的遠(yuǎn)程客戶監(jiān)控端軟件，完成登錄數(shù)據(jù)中心服務(wù)器、圖像監(jiān)控、命令發(fā)送等功能；其特征是，現(xiàn)場監(jiān)控端檢測圖像且僅當(dāng)圖像發(fā)生變化時(shí)，現(xiàn)場監(jiān)控端才觸發(fā)報(bào)警并對(duì)采集到的圖像進(jìn)行傳輸；在傳輸過程中，采用DCT域差值圖像傳輸方式，其步驟為，步驟A把一幅采集到的圖像完整傳輸給遠(yuǎn)程監(jiān)控終端軟件；步驟B只傳輸與前一副圖像之間有變化的部分；步驟C獲取兩幅圖像之間的差值；步驟D將并僅將該差值進(jìn)行傳輸；步驟E遠(yuǎn)程監(jiān)控終端軟件接收該差值并進(jìn)行圖像恢復(fù)；步驟F間隔一定時(shí)間后，再傳輸給遠(yuǎn)程監(jiān)控終端軟件一副完整圖像；重復(fù)步驟A至步驟F。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于DCT域差值傳輸?shù)倪h(yuǎn)程無線圖像監(jiān)控系統(tǒng)，其特征為， 所述檢測圖像是否變化步驟是(1) 將前一幅圖像解碼到DCT域，獲取對(duì)應(yīng)的亮度和顏色DCT域數(shù)據(jù)；(2) 計(jì)算所有8X8塊的亮度紋理和顏色特征，保存相應(yīng)的特征值；(3) 將后一幅圖像解碼到DCT域，獲取對(duì)應(yīng)的亮度和顏色DCT域數(shù)據(jù)，并計(jì)算 所有8X8塊對(duì)應(yīng)的特征值；(4) 對(duì)前后兩幅的圖像所有對(duì)應(yīng)的塊的亮度紋理和顏色特征值進(jìn)行對(duì)比，并記錄 不同塊的位置和數(shù)量；(5) 判斷特征值發(fā)生變化的塊的位置是否集中在相應(yīng)的區(qū)域，確定后一幅圖像是 否出現(xiàn)變化。
3.如權(quán)利要求1或2所述的基于DCT域差值傳輸?shù)倪h(yuǎn)程無線圖像監(jiān)控系統(tǒng)，獲取 兩幅圖像之間的差值的步驟是(1) 計(jì)算獲得DCT域的變化差值；(2) 對(duì)該差值進(jìn)行相應(yīng)的量化、編碼，加入必要的信息封裝成圖像碼流；(3) 解碼端進(jìn)行相應(yīng)的逆處理。
全文摘要
本發(fā)明為基于DCT域差值傳輸?shù)倪h(yuǎn)程無線圖像監(jiān)控系統(tǒng)，包括現(xiàn)場圖像采集模塊、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)中心服務(wù)器軟件和遠(yuǎn)程監(jiān)控終端軟件。現(xiàn)場監(jiān)控端檢測圖像且僅當(dāng)圖像發(fā)生變化時(shí)，現(xiàn)場監(jiān)控端才觸發(fā)報(bào)警并對(duì)采集到的圖像進(jìn)行傳輸；在傳輸過程中，采用DCT域差值圖像傳輸方式。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明采用的方案可以大大減少網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牧髁?，從而顯著地降低監(jiān)控的數(shù)據(jù)流量費(fèi)用，同時(shí)也大大降低了系統(tǒng)功耗；采用模塊化設(shè)計(jì)，采用全球業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)小巧緊湊，功耗極低，且具有良好的可擴(kuò)展性，實(shí)用性強(qiáng)。
文檔編號(hào)H04N7/18GK101282463SQ20081007356
公開日2008年10月8日 申請日期2008年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月5日
發(fā)明者劉運(yùn)毅, 唐振華, 唐秋玲, 覃團(tuán)發(fā), 陳俊江, 陳海強(qiáng), 黎相成 申請人:廣西大學(xué)