專利名稱：用于智能監(jiān)控的高分辨率圖像處理系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種智能監(jiān)控系統(tǒng)的圖像傳輸系統(tǒng)，更具體的說，本發(fā)明主要涉及一種用于以圖像識別為基礎(chǔ)的智能監(jiān)控的高分辨率圖像處理系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的高清晰度監(jiān)控?cái)z像機(jī)采用標(biāo)準(zhǔn)的視頻壓縮算法，如MPEG和H.264等主要是為娛樂業(yè)的高清視頻研發(fā)的，其目的是刪除盡可能多的圖像細(xì)節(jié)，以降低數(shù)據(jù)量，使得高清晰度電視能夠通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸或存儲在存儲設(shè)備，如U盤或磁盤內(nèi)。這些技術(shù)是把幅圖像作為單個(gè)像素的集合來處理的。其基本原理是把整個(gè)畫面分割成很多具有同樣個(gè)像素的小方塊，然后對每個(gè)小方塊進(jìn)行離散COS變換，把像素從幾何空間變換到頻域空間，然后再經(jīng)過低通濾波器把高頻成分濾掉，也就是把圖像的細(xì)節(jié)擦除。然后把剩下的低頻成分編碼后傳輸和存儲。不論圖像變化與否，每次都要做這樣的處理，傳輸和存儲。其結(jié)果是，為了把高分辨率圖像的數(shù)據(jù)量降低到能夠傳輸和存儲的地步，壓縮后的圖像失去了絕大部分的細(xì)節(jié)。對于電視，演播廳，娛樂行業(yè)，流媒體，和消費(fèi)電子設(shè)備，如便攜式數(shù)碼相機(jī)，攝像機(jī)和手機(jī)等來說，這些圖像處理方法是可以接受的，而且是非常好的。但是，對于監(jiān)控，尤其是下一代的基于面部識別，防偽識別和其他先進(jìn)的圖像處理應(yīng)用的智能監(jiān)控系統(tǒng)，圖像的細(xì)節(jié)是非常重要的。如果圖像壓縮是以損失圖像清晰度或運(yùn)動(dòng)速度為代價(jià)的，那么經(jīng)過壓縮的圖像與目前從低分辨率的攝像頭得到的，不經(jīng)壓縮的圖像的清新度沒有多少區(qū)別，甚至還不如老式的模擬監(jiān)控系統(tǒng)的圖像質(zhì)量。這就是目前高分辨率監(jiān)控系統(tǒng)難以推廣的主要原因。針對現(xiàn)有圖像處理技術(shù)在監(jiān)控系中遇到的問題，有必要做出進(jìn)一步的改進(jìn)和研究
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目 的之一在于針對上述不足，提供一種用于以圖像識別為基礎(chǔ)的智能監(jiān)控的高分辨率圖像處理系統(tǒng)，以期望解決現(xiàn)有技術(shù)中高清圖像的數(shù)據(jù)量較大，基于現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)直接傳輸難以實(shí)現(xiàn)，以及目前圖像傳輸需刪除圖像中的盡可能多的細(xì)節(jié)，以達(dá)到降低數(shù)據(jù)量的目的等技術(shù)問題。為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
本發(fā)明所提供的一種用于智能監(jiān)控的高分辨率圖像處理系統(tǒng)，所述處理系統(tǒng)至少包括圖像來源端與圖像接收端，所述圖像來源端中包括:
圖像傳感模塊，接入圖像采集及前景背景分離模塊，用于將作用范圍內(nèi)的環(huán)境情況轉(zhuǎn)換為原始圖像數(shù)據(jù)傳輸至圖像采集及前景背景分離模塊；
圖像采集及前景背景分離模塊，接入圖像處理編碼模塊，用于將原始圖像數(shù)據(jù)中的背景圖像與前景圖像進(jìn)行分離處理，并將處理后的圖像數(shù)據(jù)傳輸至圖像處理編碼模塊；
圖像處理編碼模塊，接入通訊接口，用于將圖像采集及前景背景分離模塊處理后的圖像數(shù)據(jù)中的背景圖像與前景圖像分別進(jìn)行壓縮編碼處理，并通過通訊接口按照預(yù)設(shè)時(shí)間間隔分別傳輸至圖像接收端；
所述圖像接收端中包括:
圖像解碼模塊，分別接入通訊接口與圖像合成模塊，用于將來自圖像來源端的圖像處理編碼模塊壓縮后的背景圖像數(shù)據(jù)與前景圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼處理，并傳輸至圖像合成模塊；
圖像合成模塊，接入圖像顯示模塊，用于將圖像解碼模塊解碼后的前景圖像數(shù)據(jù)與背景圖像數(shù)據(jù)按照與圖像來源端的圖像采集及前景背景分離模塊對應(yīng)的算法還原為完整的圖像，并將還原后的圖像數(shù)據(jù)傳輸至圖像顯示模塊；
圖像顯示模塊，用于將還原后的圖像數(shù)據(jù)按照顯示介質(zhì)接口標(biāo)準(zhǔn)編碼并產(chǎn)生視頻圖像在顯示介質(zhì)上進(jìn)行呈現(xiàn)。作為優(yōu)選，進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述圖像采集及前景背景分離模塊圖像采集及前景背景分離模塊通過差分算法、異或運(yùn)算、平均算法、加權(quán)算法以及遞減算法當(dāng)中的任意一種將原始圖像中的背景圖像與前景圖像相分離。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述圖像采集及前景背景分離模塊圖像采集及前景背景分離模塊與圖像處理編碼模塊還分別接入第一圖像緩沖存儲器，用于由圖像采集及前景背景分離模塊將分離后的背景圖像數(shù)據(jù)與前景圖像數(shù)據(jù)傳輸至圖像緩沖存儲器中，圖像處理編碼模塊從第一圖像緩沖存儲器中讀取背景圖像數(shù)據(jù)與前景圖像數(shù)據(jù)分別進(jìn)行壓縮編碼處理。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述通訊接口為有線或無線的網(wǎng)絡(luò)接口。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述的圖像解碼模塊與圖像合成模塊還分別接入第二圖像緩沖存儲器，用于由圖像 解碼模塊將解碼后的背景圖像數(shù)據(jù)與前景圖像數(shù)據(jù)傳輸至該圖像緩沖存儲器中，圖像合成模塊從第二圖像緩沖存儲器中讀取背景圖像數(shù)據(jù)與前景圖像數(shù)據(jù)將其還原為完整的圖像。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述圖像處理編碼模塊與通訊接口之間還設(shè)有傳輸控制模塊，用于通過指定的通信協(xié)議將圖像處理編碼模塊壓縮編碼處理后的前景圖像數(shù)據(jù)與背景圖像數(shù)據(jù)傳輸至圖像接收端。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述圖像解碼模塊與通訊接口之間還設(shè)有接收控制模塊，用于通過與傳輸控制模塊相同的通信協(xié)議接收壓縮編碼處理后的前景圖像數(shù)據(jù)與背景圖像數(shù)據(jù)，并傳輸至圖像解碼模塊。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述接收控制模塊接接入外部存儲設(shè)備，用于在接收到圖像處理編碼模塊壓縮編碼處理后的前景圖像數(shù)據(jù)與背景圖像數(shù)據(jù)時(shí)，同時(shí)將該數(shù)據(jù)加上時(shí)間標(biāo)記后傳輸至外部存儲設(shè)備中存儲，提供查詢歷史圖像查詢。本發(fā)明還提供了一種用于智能監(jiān)控的高分辨率圖像處理方法，所述方法包括如下步驟:
步驟A、圖像傳感模塊將作用范圍內(nèi)的環(huán)境情況轉(zhuǎn)換為原始圖像數(shù)據(jù)傳輸至圖像采集及前景背景分離模塊；
步驟B、圖像采集及前景背景分離模塊將原始圖像數(shù)據(jù)中的背景圖像與前景圖像進(jìn)行分離處理，并將處理后的圖像數(shù)據(jù)傳輸至圖像處理編碼模塊；
步驟C、圖像處理編碼模塊將圖像采集及前景背景分離模塊處理后的圖像數(shù)據(jù)中的背景圖像與前景圖像分別進(jìn)行壓縮編碼處理，并通過通訊接口按照預(yù)設(shè)時(shí)間間隔分別傳輸至圖像接收端中的圖像解碼模塊；
步驟D、圖像解碼模塊將圖像處理編碼模塊壓縮后的背景圖像數(shù)據(jù)與前景圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼處理，并傳輸至圖像合成模塊；
步驟E、圖像合成模塊將圖像解碼模塊解碼后的前景圖像數(shù)據(jù)與背景圖像數(shù)據(jù)還原為完整的圖像，并將還原后的圖像數(shù)據(jù)傳輸至圖像顯示模塊，圖像顯示模塊將還原后的圖像數(shù)據(jù)在顯示介質(zhì)上進(jìn)行呈現(xiàn)。作為優(yōu)選，進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述步驟B中圖像采集及前景背景分離模塊通過差分算法、異或運(yùn)算、平均算法、加權(quán)算法以及遞減算法當(dāng)中的任意一種將原始圖像中的背景圖像與前景圖像相分離；
所述步驟B中圖像采集及前景背景分離模塊首先將分離后的背景圖像數(shù)據(jù)與前景圖像數(shù)據(jù)傳輸至第一圖像緩沖存儲器中，由圖像處理編碼模塊從圖像緩沖存儲器中讀取背景圖像數(shù)據(jù)與前景圖像數(shù)據(jù)分別進(jìn)行壓縮編碼處理；
所述步驟D中所述圖像解碼模塊首先將解碼后的背景圖像數(shù)據(jù)與前景圖像數(shù)據(jù)傳輸至第二圖像緩沖存儲器中，由圖像合成模塊從第二圖像緩沖存儲器中讀取背景圖像數(shù)據(jù)與前景圖像數(shù)據(jù)將其還原為完整的圖像；
所述步驟C中圖像處理編碼模塊通過傳輸控制模塊以指定的通信協(xié)議將圖像處理編碼模塊壓縮編碼處理后的前景圖像數(shù)據(jù)與背景圖像數(shù)據(jù)傳輸至圖像接收端中的圖像解碼模塊；
所述步驟E中圖像合成模塊按照與圖像來源端中的圖像采集及前景背景分離模塊對應(yīng)算法，將前景圖像數(shù)據(jù)與背景圖像數(shù)據(jù)疊加成為完整圖像。與現(xiàn)有技術(shù) 相比，本發(fā)明的有益效果之一是:針對監(jiān)控圖像中固定場景或緩慢變化場景占很大比例的特征，通過在圖像來源端將高清圖像中的背景與前景分離后分別進(jìn)行壓縮處理。前景數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸，對于長久不變的背景層則較長時(shí)間才傳輸一次，并在圖像接收端將背景圖像數(shù)據(jù)與前景圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行合成還原圖像。本發(fā)明將背景圖像數(shù)據(jù)從實(shí)時(shí)圖像中省略后，僅僅實(shí)時(shí)傳輸前景圖像數(shù)據(jù)，使得監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸及存儲圖像數(shù)據(jù)量極大下降，同時(shí)圖像能保留更多的細(xì)節(jié)，解決了圖像清晰度與數(shù)據(jù)量的矛盾。同時(shí)本發(fā)明所提供的一種用于智能監(jiān)控的高分辨率圖像處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，其處理方法尤其適用于安全監(jiān)控及下一代的基于面部識別、防偽識別和其他先進(jìn)的以圖像識別為基礎(chǔ)的智能監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)用范圍廣闊。
圖1為用于說明本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中圖像來源端的結(jié)構(gòu)示意 圖2為用于說明本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中圖像接收端的結(jié)構(gòu)示意 圖3為用于說明本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中圖像第一狀態(tài)示意 圖4為用于說明本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中圖像第二狀態(tài)示意 圖5為用于說明本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中圖像第三狀態(tài)示意具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。參考圖1及圖2所示，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是一種用于智能監(jiān)控的高分辨率圖像處理系統(tǒng)，所述處理系統(tǒng)至少包括圖像來源端與圖像接收端，所述圖像來源端中包括:
圖像傳感模塊，接入圖像采集及前景背景分離模塊，用于將作用范圍內(nèi)的環(huán)境情況轉(zhuǎn)換為原始圖像數(shù)據(jù)傳輸至圖像采集及前景背景分離模塊；
圖像采集及前景背景分離模塊，接入圖像處理編碼模塊，用于將原始圖像數(shù)據(jù)中的背景圖像與前景圖像進(jìn)行分離處理，并將處理后的圖像數(shù)據(jù)傳輸至圖像處理編碼模塊；
圖像處理編碼模塊，接入通訊接口，用于將圖像采集及前景背景分離模塊處理后的圖像數(shù)據(jù)中的背景圖像與前景圖像分別進(jìn)行壓縮編碼處理，并通過通訊接口按照預(yù)設(shè)時(shí)間間隔分別傳輸至圖像接收端；
所述圖像接收端中包括:
圖像解碼模塊，分別接入通訊接口與圖像合成模塊，用于將圖像處理編碼模塊壓縮后的背景圖像數(shù)據(jù)與前景圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼處理，并傳輸至圖像合成模塊；
圖像合成模塊，接入圖像顯示模塊，用于將圖像解碼模塊解碼后的前景圖像數(shù)據(jù)與背景圖像數(shù)據(jù)還原為完整的圖像，并將還原后的圖像數(shù)據(jù)傳輸至圖像顯示模塊；
圖像顯示模塊，用于將還原后的圖像數(shù)據(jù)在顯示介質(zhì)上進(jìn)行呈現(xiàn)。在本實(shí)施例中，上述圖像采集及前景背景分離模塊對原始圖像數(shù)據(jù)的分離可采用多種，方式實(shí)現(xiàn)，例如現(xiàn)有技術(shù)中的差分算法、異或運(yùn)算、平均算法、加權(quán)算法以及遞減算法等等。并且考慮到現(xiàn)有技術(shù)中，監(jiān)控系 統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)某Ｒ?guī)介質(zhì)，可將上述的通訊接口設(shè)置為有線或無線的網(wǎng)絡(luò)接口，對于具體的接口類型在現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用得較為普遍，此處不再多做說明。仍然參考圖1及圖2所示，在本發(fā)明用于解決技術(shù)問題更加優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施例中，為避免數(shù)據(jù)的持續(xù)傳輸發(fā)生信息堵塞或紊亂，造成圖像數(shù)據(jù)丟失等情形，最好在上述圖像來源端的圖像采集及前景背景分離模塊與圖像處理編碼模塊之間增設(shè)可暫存數(shù)據(jù)的方式；即上述圖像采集及前景背景分離模塊與圖像處理編碼模塊分別接入第一圖像緩沖存儲器，其作用是由圖像采集及前景背景分離模塊將分離后的背景圖像數(shù)據(jù)與前景圖像數(shù)據(jù)傳輸至圖像緩沖存儲器中，圖像處理編碼模塊從第一圖像緩沖存儲器中讀取背景圖像數(shù)據(jù)與前景圖像數(shù)據(jù)分別進(jìn)行壓縮編碼處理。正如上述實(shí)施例所提到的，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)統(tǒng)一原理，將上述的圖像解碼模塊與圖像合成模塊分別接入第二圖像緩沖存儲器，其作用仍然是由圖像解碼模塊將解碼后的背景圖像數(shù)據(jù)與前景圖像數(shù)據(jù)傳輸至圖像緩沖存儲器中，圖像合成模塊從第二圖像緩沖存儲器中讀取背景圖像數(shù)據(jù)與前景圖像數(shù)據(jù)將其還原為完整的圖像，從而防止數(shù)據(jù)的持續(xù)傳輸發(fā)生信息堵塞或紊亂，造成圖像數(shù)據(jù)丟失等情形。更進(jìn)一步的，同樣為保證上述圖像數(shù)據(jù)傳輸完整性，上述經(jīng)圖像處理編碼模塊分別壓縮處理的前景圖像數(shù)據(jù)與背景圖像數(shù)據(jù)需通過制定的通信協(xié)議傳輸，優(yōu)選的技術(shù)手段是在上述圖像處理編碼模塊與通訊接口之間增設(shè)傳輸控制模塊，用于通過指定的通信協(xié)議將圖像處理編碼模塊壓縮編碼處理后的前景圖像數(shù)據(jù)與背景圖像數(shù)據(jù)傳輸至圖像接收端。同樣的，上述圖像解碼模塊與通訊接口之間增設(shè)接收控制模塊，用于通過與傳輸控制模塊相同的通信協(xié)議接收壓縮編碼處理后的前景圖像數(shù)據(jù)與背景圖像數(shù)據(jù)，并傳輸至圖像解碼模塊。再參考圖2所示，在本發(fā)明用于解決技術(shù)問題更加優(yōu)選的另一個(gè)實(shí)施例中，為實(shí)現(xiàn)由圖像來源端傳輸至圖像接收端的所有圖像均可被再次查詢，還可上述接收控制模塊接接入外部存儲設(shè)備，用于在接收到圖像處理編碼模塊壓縮編碼處理后的前景圖像數(shù)據(jù)與背景圖像數(shù)據(jù)時(shí)，同時(shí)將該數(shù)據(jù)加上時(shí)間標(biāo)記后傳輸至外部存儲設(shè)備中存儲，即作為備份，以提供查詢歷史圖像查詢的功能。另一方面，本發(fā)明較上述有所不同的一個(gè)實(shí)施例是一種用于智能監(jiān)控的高分辨率圖像處理方法，所述方法包括如下步驟:
步驟A、圖像傳感模塊將作用范圍內(nèi)的環(huán)境情況轉(zhuǎn)換為原始圖像數(shù)據(jù)傳輸至圖像采集及前景背景分離模塊；
步驟B、圖像采集及前景背景分離模塊將原始圖像數(shù)據(jù)中的背景圖像與前景圖像進(jìn)行分離處理，并將處理后的圖像數(shù)據(jù)傳輸至圖像處理編碼模塊； 步驟C、圖像處理編碼模塊將圖像采集及前景背景分離模塊處理后的圖像數(shù)據(jù)中的背景圖像與前景圖像分別進(jìn)行壓縮編碼處理，并通過通訊接口按照預(yù)設(shè)時(shí)間間隔分別傳輸至圖像接收端中的圖像解碼模塊；
步驟D、圖像解碼模塊將圖像處理編碼模塊壓縮后的背景圖像數(shù)據(jù)與前景圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼處理，并傳輸至圖像合成模塊；
步驟E、圖像合成模塊將圖像解碼模塊解碼后的前景圖像數(shù)據(jù)與背景圖像數(shù)據(jù)還原為完整的圖像，并將還原后的圖像數(shù)據(jù)傳輸至圖像顯示模塊，圖像顯示模塊將還原后的圖像數(shù)據(jù)在顯示介質(zhì)上進(jìn)行呈現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例:所述步驟B中圖像采集及前景背景分離模塊通過差分算法、異或運(yùn)算、平均算法、加權(quán)算法以及遞減算法當(dāng)中的任意一種將原始圖像中的背景圖像與前景圖像相分離；
所述步驟B中圖像采集及前景背景分離模塊首先將分離后的背景圖像數(shù)據(jù)與前景圖像數(shù)據(jù)傳輸至第一圖像緩沖存儲器中，由圖像處理編碼模塊從該圖像緩沖存儲器中讀取背景圖像數(shù)據(jù)與前景圖像數(shù)據(jù)分別進(jìn)行壓縮編碼處理；
所述步驟D中所述圖像解碼模塊首先將解碼后的背景圖像數(shù)據(jù)與前景圖像數(shù)據(jù)傳輸至第二圖像緩沖存儲器中，由圖像合成模塊從第二圖像緩沖存儲器中讀取背景圖像數(shù)據(jù)與前景圖像數(shù)據(jù)將其還原為完整的圖像；
所述步驟C中圖像處理編碼模塊通過傳輸控制模塊以指定的通信協(xié)議將圖像處理編碼模塊壓縮編碼處理后的前景圖像數(shù)據(jù)與背景圖像數(shù)據(jù)傳輸至圖像接收端中的圖像解碼模塊；
所述步驟E中圖像合成模塊按照與圖像來源端中前景與背景分離模塊的對應(yīng)算法，將前景圖像數(shù)據(jù)與背景圖像數(shù)據(jù)疊加成為完整圖像。參考圖1、圖2、圖3、圖4及圖5所示，對本發(fā)明更為詳細(xì)的說明如下:圖像采集及前景背景分離模塊把光學(xué)系統(tǒng)在圖像傳感器上的成像采集后得到原始圖像，然后進(jìn)行前景與背景分離處理。前景背景分離的算法可以有多種，可以是簡單的差分算法，如把歷史參考圖像與當(dāng)前圖像逐點(diǎn)逐行進(jìn)行差分運(yùn)算，其結(jié)果就相當(dāng)于把圖3從圖4中減去，所得到的就是前景如圖5所示。然后再從當(dāng)前的圖像中減去前景，就得到當(dāng)時(shí)的背景。最后把當(dāng)前的圖像存為歷史參考圖像，為下一幅圖像的前景背景分離做好準(zhǔn)備。當(dāng)然還有別的算法可以分離前景與背景。如把歷史參考圖像與當(dāng)前圖像進(jìn)行逐點(diǎn)逐行的異或運(yùn)算等。為提高背景的穩(wěn)定性，歷史參考圖像可以是多幅圖像的綜合結(jié)果，如平均算法，加權(quán)算法，遞減算法或投票選擇算法等。在有的應(yīng)用環(huán)境中，可以采用預(yù)先設(shè)定歷史參照背景的方案，降低由噪聲引起的背景波動(dòng)現(xiàn)象，從而進(jìn)一步減少圖像的數(shù)據(jù)量。同時(shí)該模塊根據(jù)環(huán)境光強(qiáng)等因數(shù)等，調(diào)整圖像傳感器的光圈及快門等曝光參數(shù)，同時(shí)調(diào)整圖像采集的算法，優(yōu)化圖像質(zhì)量。圖像采集的速率可以根據(jù)應(yīng)用要求及使用環(huán)境調(diào)整，如每秒5幅到每秒60幅等。圖1中所示的圖像來源端的圖像處理編碼模塊把分離出來的前景與背景分別用不同的圖像壓縮算法進(jìn)行處理后，并把處理過的前景和背景數(shù)據(jù)分別存儲圖像緩沖存儲器內(nèi)的不同區(qū)域內(nèi)。壓縮算法根據(jù)應(yīng)用可以有多種。前景是監(jiān)控圖像的關(guān)鍵部分，可以用無損壓縮算法，如LZ，DEDLATE，Huffman編碼等，或者采用不壓縮得方案。背景的清晰度要求不是很高，可以采用有損壓縮算法，如MPEG-4，H.264等，或者簡單的離散COS變換把背景圖像的高頻成分濾除后再用無損壓縮算法編碼。圖1中所示的傳輸控制模塊把處理過的前景數(shù)據(jù)根據(jù)通信協(xié)議打包后優(yōu)先傳輸，之后，再緩慢傳輸背景數(shù)據(jù)。這里的通信協(xié)議可以有多種，如物理層可以是超五類或六類網(wǎng)線，光纖，或WiFi等無線標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)鏈路及網(wǎng)絡(luò)層可以是IEEE802.3，IEEE802.11，TCP/IP或?qū)Ｓ玫乃接袇f(xié)議。打包時(shí)，前景和背景具有不同的數(shù)據(jù)包類型或標(biāo)識號，也可以加入時(shí)間標(biāo)記，序列號等。前景數(shù)據(jù)的 傳輸速度主要由通信線路的帶寬決定，可以是隨到隨傳，或按時(shí)標(biāo)傳。背景數(shù)據(jù)的傳輸速率可以根據(jù)傳輸帶寬及存儲量的要求調(diào)整，如每5秒或10秒傳輸一幅完整的背景圖像，主要用于防止接收端的背景圖像因通信故障丟失而失去同步。在有的應(yīng)用中可以長達(dá)幾個(gè)鐘頭傳輸一幅背景圖像。同時(shí)該模塊可以在接收端的控制下通過機(jī)械傳動(dòng)模塊進(jìn)行聚焦及云臺操作等。圖2中所示的圖像接收端與圖像來源端對應(yīng)的，具有相同通信規(guī)約的接收控制模塊根據(jù)通信協(xié)議把接收到的前景與背景數(shù)據(jù)包傳給圖像解碼模塊用于產(chǎn)生實(shí)時(shí)圖像顯示。同時(shí)，把收到的未經(jīng)解碼的數(shù)據(jù)加上時(shí)間標(biāo)記后送到外部存儲設(shè)備中作為歷史圖像。在歷史回放時(shí)由此通信模塊把外部存儲器中的這些歷史數(shù)據(jù)按時(shí)間標(biāo)記讀入，去除時(shí)間標(biāo)記后，按接收到的時(shí)間順序傳給圖像解碼模塊進(jìn)行解碼，如同從圖像來源端接收到的數(shù)據(jù)一樣。圖2中所示的圖像解碼模塊把接收到的前景及背景數(shù)據(jù)解碼后，根據(jù)具體實(shí)施方案，分別存儲到的圖像緩沖存儲器內(nèi)的不同區(qū)域內(nèi)，或者在前景解碼后，把過前景和背景進(jìn)行與圖像來源端相對應(yīng)的合成運(yùn)算，把前景與背景合成后成為完整圖像，存入一個(gè)圖像緩沖區(qū)。圖像合成模塊根據(jù)外部顯示器的接口標(biāo)準(zhǔn)以及圖像解碼模塊的實(shí)施方案，周期性地逐點(diǎn)逐行地從圖像緩沖存儲器內(nèi)把合成后的圖像讀出，按照顯示接口標(biāo)準(zhǔn)編碼后直接送到顯示器；或者把背景和前景的數(shù)據(jù)讀出，進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算后合成為完整的圖像，再進(jìn)行編碼后，最后送到顯示器，成為完整的圖像。而除上述以外，還需要說明的是在本說明書中所談到的“一個(gè)實(shí)施例”、“另一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”等，指的是結(jié)合該實(shí)施例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)包括在本申請概括性描述的至少一個(gè)實(shí)施例中。在說明書中多個(gè)地方出現(xiàn)同種表述不是一定指的是同一個(gè)實(shí)施例。進(jìn)一步來說，結(jié)合任一實(shí)施例描述一個(gè)具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)時(shí)，所要主張的是結(jié)合其他實(shí)施例來實(shí)現(xiàn)這種特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)也落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。盡管這里參照本發(fā)明的多個(gè)解釋性實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)出很多其他的修改和實(shí)施方式，這些修改和實(shí)施方式將落在本申請公開的原則范圍和精神之內(nèi)。更具體地說，在本申請公開、附圖和權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以對主題組合布局的組成部件和/或布局進(jìn)行多種變型和改進(jìn)。除了對組成部件和/或布局進(jìn)行的變型和改進(jìn)外，對 于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，其他的用途也將是明顯的。
權(quán)利要求
1.一種用于智能監(jiān)控的高分辨率圖像處理系統(tǒng)，其特征在于所述處理系統(tǒng)至少包括圖像來源端與圖像接收端，所述圖像來源端中包括: 圖像傳感模塊，接入圖像采集及前景背景分離模塊，用于將作用范圍內(nèi)的環(huán)境情況轉(zhuǎn)換為原始圖像數(shù)據(jù)傳輸至圖像采集及前景背景分離模塊； 圖像采集及前景背景分離模塊，接入圖像處理編碼模塊，用于將原始圖像數(shù)據(jù)中的背景圖像與前景圖像進(jìn)行分離處理，并將處理后的圖像數(shù)據(jù)傳輸至圖像處理編碼模塊； 圖像處理編碼模塊，接入通訊接口，用于將圖像采集及前景背景分離模塊處理后的圖像數(shù)據(jù)中的背景圖像與前景圖像分別進(jìn)行壓縮編碼處理，并通過通訊接口按照預(yù)設(shè)時(shí)間間隔分別傳輸至圖像接收端； 所述圖像接收端中包括: 圖像解碼模塊，分別接入通訊接口與圖像合成模塊，用于將來自圖像來源端的圖像處理編碼模塊 壓縮后的背景圖像數(shù)據(jù)與前景圖像數(shù)據(jù)分別進(jìn)行解碼處理，并傳輸至圖像合成模塊； 圖像合成模塊，接入圖像顯示模塊，用于將圖像解碼模塊解碼后的前景圖像數(shù)據(jù)與背景圖像數(shù)據(jù)按照與圖像來源端的圖像采集及前景背景分離模塊對應(yīng)的算法還原為完整的圖像，并將還原后的圖像數(shù)據(jù)傳輸至圖像顯示模塊； 圖像顯示模塊，用于將還原后的圖像數(shù)據(jù)按照顯示介質(zhì)接口標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生編碼并視頻圖像在顯示介質(zhì)上進(jìn)行呈現(xiàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于智能監(jiān)控的高分辨率圖像處理系統(tǒng)，其特征在于:所述圖像采集及前景背景分離模塊通過差分算法、異或運(yùn)算、平均算法、加權(quán)算法以及遞減算法當(dāng)中的任意一種將原始圖像中的背景圖像與前景圖像相分離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于智能監(jiān)控的高分辨率圖像處理系統(tǒng)，其特征在于:所述圖像采集及前景背景分離模塊與圖像處理編碼模塊還分別接入第一圖像緩沖存儲器，用于由圖像采集及前景背景分離模塊將分離后的背景圖像數(shù)據(jù)與前景圖像數(shù)據(jù)傳輸至該圖像緩沖存儲器中，圖像處理編碼模塊從第一圖像緩沖存儲器中讀取背景圖像數(shù)據(jù)與前景圖像數(shù)據(jù)分別進(jìn)行壓縮編碼處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于智能監(jiān)控的高分辨率圖像處理系統(tǒng)，其特征在于:所述通訊接口為有線或無線的網(wǎng)絡(luò)接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于智能監(jiān)控的高分辨率圖像處理系統(tǒng)，其特征在于:所述的圖像解碼模塊與圖像合成模塊還分別接入第二圖像緩沖存儲器，用于由圖像解碼模塊將解碼后的背景圖像數(shù)據(jù)與前景圖像數(shù)據(jù)傳輸至該圖像緩沖存儲器中，圖像合成模塊從第二圖像緩沖存儲器中讀取背景圖像數(shù)據(jù)與前景圖像數(shù)據(jù)將其還原為完整的圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于智能監(jiān)控的高分辨率圖像處理系統(tǒng)，其特征在于:所述圖像處理編碼模塊與通訊接口之間還設(shè)有傳輸控制模塊，用于通過指定的通信協(xié)議將圖像處理編碼模塊壓縮編碼處理后的前景圖像數(shù)據(jù)與背景圖像數(shù)據(jù)分別傳輸至圖像接收端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于智能監(jiān)控的高分辨率圖像處理系統(tǒng)，其特征在于:所述圖像解碼模塊與通訊接口之間還設(shè)有接收控制模塊，用于通過與傳輸控制模塊相同的通信協(xié)議接收壓縮編碼處理后的前景圖像數(shù)據(jù)與背景圖像數(shù)據(jù)，并傳輸至圖像解碼模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于智能監(jiān)控的高分辨率圖像處理系統(tǒng)，其特征在于:所述接收控制模塊接入外部存儲設(shè)備或內(nèi)置存儲器，用于在接收到圖像處理編碼模塊壓縮編碼處理后的前景圖像數(shù)據(jù)與背景圖像數(shù)據(jù)時(shí)，同時(shí)將該數(shù)據(jù)加上時(shí)間標(biāo)記后傳輸至外部存儲設(shè)備或內(nèi)置存儲器中存儲，提供歷史圖像查詢及回放。
9.一種用于智能監(jiān)控的高分辨率圖像處理方法，其特征在于所述方法包括如下步驟: 步驟A、圖像傳感模塊將作用范圍內(nèi)的環(huán)境情況轉(zhuǎn)換為原始圖像數(shù)據(jù)傳輸至圖像采集及前景背景分離模塊； 步驟B、圖像采集及前景背景分離模塊將原始圖像數(shù)據(jù)中的背景圖像與前景圖像進(jìn)行分離處理，并將處理后的圖像數(shù)據(jù)傳輸至圖像處理編碼模塊； 步驟C、圖像處理編碼模塊將圖像采集及前景背景分離模塊處理后的圖像數(shù)據(jù)中的背景圖像與前景圖像分別進(jìn)行壓縮編碼處理，并通過通訊接口按照預(yù)設(shè)時(shí)間間隔分別傳輸至圖像接收端中的圖像解碼模塊； 步驟D、圖像解碼模塊將圖像處理編碼模塊壓縮后的背景圖像數(shù)據(jù)與前景圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼處理，并傳輸至圖像合成模塊； 步驟E、圖像合成模塊將圖像解碼模塊解碼后的前景圖像數(shù)據(jù)與背景圖像數(shù)據(jù)還原為完整的圖像，并將還原后的圖像數(shù)據(jù)傳輸至圖像顯示模塊，圖像顯示模塊將還原后的圖像數(shù)據(jù)在顯示介質(zhì)上進(jìn)行呈現(xiàn)。
10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于智能監(jiān)控的高分辨率圖像處理系統(tǒng)，其特征在于:所述步驟B中圖像采集及前景背景分離模塊通過差分算法、異或運(yùn)算、平均算法、加權(quán)算法以及遞減算法當(dāng)中的任意一種將原始圖像中的背景圖像與前景圖像相分離； 所述步驟B中圖像采集及前景背景分離模塊首先將分離后的背景圖像數(shù)據(jù)與前景圖像數(shù)據(jù)傳輸至第一圖像緩沖存儲器中，由圖像處理編碼模塊從圖像緩沖存儲器中讀取背景圖像數(shù)據(jù)與前景圖像數(shù)據(jù)分別進(jìn)行壓縮編碼處理； 所述步驟D中所述圖像解碼模塊首先將解碼后的背景圖像數(shù)據(jù)與前景圖像數(shù)據(jù)傳輸至圖像緩沖存儲器中，由圖像合成模塊從第二圖像緩沖存儲器中讀取背景圖像數(shù)據(jù)與前景圖像數(shù)據(jù)將其還原為完整的圖像； 所述步驟C中圖像處理編碼模塊通過傳輸控制模塊以指定的通信協(xié)議將圖像處理編碼模塊壓縮編碼處理后的前景圖像數(shù)據(jù)與背景圖像數(shù)據(jù)傳輸至圖像接收端中的圖像解碼模塊； 所述步驟E中圖像合成模塊按照與圖像來源端中的圖像采集及前景背景分離模塊對應(yīng)算法，將前景圖像數(shù)據(jù)與背景圖像數(shù)據(jù)疊加成為完整圖像。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于智能監(jiān)控的高分辨率圖像處理系統(tǒng)及方法，屬智能監(jiān)控系統(tǒng)的圖像傳輸系統(tǒng)，所述處理系統(tǒng)至少包括圖像來源端與圖像接收端，所述圖像來源端中包括圖像傳感模塊，圖像采集及分離模塊與圖像處理編碼模塊；所述圖像接收端中包括圖像解碼模塊，圖像合成模塊與圖像顯示模塊；通過在圖像來源端將高清圖像中的背景與前景分開壓縮傳輸，前景數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸，對于長久不變的背景層則較長時(shí)間才傳輸一次，并在圖像接收端將背景圖像數(shù)據(jù)與前景圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行合成還原圖像，使得圖像能保留更多的細(xì)節(jié)，解決了圖像清晰度與數(shù)據(jù)量的矛盾，尤其適用于監(jiān)控及下一代的基于面部識別、防偽識別和其他先進(jìn)的圖像處理應(yīng)用的智能監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)用范圍廣闊。
文檔編號H04N5/14GK103220530SQ20131014017
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月22日
發(fā)明者鄭永春, 周飛標(biāo), 樓奇峰, 黃杰榮, 胡林, 張祝軍, 孫莉, 章立楊 申請人:鄭永春