降低彩色圖像實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)量的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種降低彩色圖像實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)量的方法，用于彩色CCD相機(jī)采集、傳輸圖像數(shù)據(jù)至計(jì)算機(jī)，其包括以下步驟：利用相機(jī)開(kāi)發(fā)指令，將彩色CCD相機(jī)設(shè)置為單色原始裸數(shù)據(jù)模式（即灰度模式）；運(yùn)行相機(jī)，實(shí)時(shí)采集圖像、傳輸和存儲(chǔ)均為單通道的原始裸數(shù)據(jù)；采集、傳輸完成，計(jì)算機(jī)將已存儲(chǔ)的單色原始裸數(shù)據(jù)進(jìn)行彩色插值計(jì)算，得到每個(gè)像素插值后的三通道彩色圖像。本發(fā)明專利技術(shù)的操作和計(jì)算簡(jiǎn)單可行，在傳輸過(guò)程中將三通道數(shù)據(jù)量減少到單通道，也即減少到原來(lái)的三分之一，借此可以有效降低實(shí)時(shí)傳輸和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量，進(jìn)而減輕硬件壓力，解決丟幀問(wèn)題，可見(jiàn)，本發(fā)明專利技術(shù)是一種既不影響數(shù)據(jù)又簡(jiǎn)單可行的方法，可應(yīng)用在大數(shù)據(jù)量的彩色圖像實(shí)時(shí)采集領(lǐng)域。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及彩色圖像傳輸
，尤其是大數(shù)據(jù)量彩色圖像實(shí)時(shí)傳輸
，具體而言，本專利技術(shù)特別涉及一種。
技術(shù)介紹
隨著電子技術(shù)、CO) (Charge-Coupled Device,電荷稱合元件)成像技術(shù)的飛速發(fā)展，在各個(gè)領(lǐng)域如航空航天、工業(yè)控制、交通運(yùn)輸、多媒體網(wǎng)絡(luò)等越來(lái)越多地使用高采集頻率、高分辨率、多個(gè)彩色工業(yè)攝像機(jī)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間地圖像采集，這時(shí)就需要實(shí)時(shí)地傳輸和存儲(chǔ)大量的圖像數(shù)據(jù)。這對(duì)硬件，諸如圖像采集卡、計(jì)算機(jī)內(nèi)存、硬盤等，提出了非常高的要求，而且往往由于硬件的傳輸和存儲(chǔ)能力有限或者性能不穩(wěn)定，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)丟幀現(xiàn)象，從而影響應(yīng)用。目前，大多數(shù)的工業(yè)級(jí)相機(jī)采用基于Bayer模板(見(jiàn)圖1)的面陣C⑶芯片捕獲彩色圖像，Bayer模板CXD的主要特征是在像素位置以間隔的方式放置紅、綠、藍(lán)色的濾光片，即彩色濾光陣列(color filter arrays, CFA),其中綠色濾光片的數(shù)量為紅色(或藍(lán)色)的兩倍。單CCD需要通過(guò)CFA插值算法來(lái)重構(gòu)全彩圖像，而現(xiàn)有很多相機(jī)其插值算法都被集成在相機(jī)內(nèi)部或圖像采集卡的處理模塊中，也就是說(shuō)從相機(jī)中直接得到的就是三通道的彩色圖像，其數(shù)據(jù)量非常大，尤其是在高幀速、高分辨率、多相機(jī)運(yùn)行時(shí)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種，以解決目前從相機(jī)中直接得到的三通道彩色圖像數(shù)據(jù)量太大的問(wèn)題。為了解決上述問(wèn)題，本專利技術(shù)提供一種，其技術(shù)方案如下:一種，用于彩色CCD相機(jī)采集、傳輸圖像數(shù)據(jù)至計(jì)算機(jī)，其包括以下步驟:將彩色CCD相機(jī)設(shè)置為灰度模式；運(yùn)行相機(jī)，實(shí)時(shí)采集圖像、傳輸和存儲(chǔ)均為單通道的原始裸數(shù)據(jù)即灰度圖像；采集、傳輸完成，計(jì)算機(jī)將已存儲(chǔ)的單色原始裸數(shù)據(jù)(即灰度圖像)進(jìn)行彩色插值計(jì)算，得到每個(gè)像素插值后的三通道彩色圖像。在上述方法的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述彩色CCD相機(jī)為基于Bayer模板的彩色CXD相機(jī)，并通過(guò)Bayer模板排列方法將已存儲(chǔ)的灰度圖像進(jìn)行彩色插值計(jì)算。在上述方法的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，采用雙線性插值方法對(duì)灰度圖像進(jìn)行彩色插值計(jì)算。分析及測(cè)試得知，本專利技術(shù)的操作和計(jì)算簡(jiǎn)單可行，在傳輸過(guò)程中將三通道數(shù)據(jù)量減少到單通道，也即減少到原來(lái)的三分之一，借此可以有效降低實(shí)時(shí)傳輸和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量，進(jìn)而減輕硬件壓力，解決丟幀問(wèn)題，可見(jiàn)，本專利技術(shù)是一種既不影響數(shù)據(jù)又簡(jiǎn)單可行的方法，可應(yīng)用在大數(shù)據(jù)量的彩色圖像實(shí)時(shí)采集領(lǐng)域。【附圖說(shuō)明】圖1為Bayer模板的面陣排列示意圖。【具體實(shí)施方式】下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本專利技術(shù)做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。為了降低大量彩色圖像傳輸和存儲(chǔ)時(shí)的數(shù)據(jù)量，本專利技術(shù)提供一種，其主要包括以下步驟:根據(jù)相機(jī)開(kāi)發(fā)指令，將彩色相機(jī)設(shè)置為灰度模式(此申請(qǐng)文件中的灰度模式是指單色原始裸數(shù)據(jù)模式)。優(yōu)選地，該彩色相機(jī)為基于Bayer模板的彩色CCD相機(jī)，可支持二次開(kāi)發(fā)。運(yùn)行彩色相機(jī)，實(shí)時(shí)采集圖像，這時(shí)傳輸和存儲(chǔ)至計(jì)算機(jī)的圖像均為單通道的灰度圖像(此申請(qǐng)文件中的灰度圖像是指原始裸數(shù)據(jù))。采集、傳輸完成，計(jì)算機(jī)通過(guò)Bayer模板排列方法將已存儲(chǔ)的灰度圖像進(jìn)行彩色插值計(jì)算，例如采用雙線性插值方法進(jìn)行彩色插值計(jì)算。如圖1所示，以任意一個(gè)R (Red,紅色)像元為例:R=R0G= (G1+G2+G3+G4) /4,其中G1-G4為R鄰近的四個(gè)G (Green，綠色)像元灰度。B=(B1+B2+B3+B4) /4,其中B1-B4為R鄰近的四個(gè)B (Blue，藍(lán)色)像元灰度。更具體而言，在圖1中，以R52像元為例，與其臨近的四個(gè)G像元為G42、G51、G53和G62，與其臨近的四個(gè)B像元為B41、B43、B61、B63。接著，參照上一步驟，同理計(jì)算其它兩個(gè)通道，即得到每個(gè)像素插值后的三通道彩色圖像，即完成彩色圖像的傳輸和存儲(chǔ)，比直接存儲(chǔ)彩色圖像減少了 2倍的數(shù)據(jù)量。通過(guò)驗(yàn)證，此方法對(duì)圖像顏色和分辨率無(wú)任何影響。為了驗(yàn)證本專利技術(shù)的實(shí)施效果，采用三臺(tái)彩色CCD相機(jī)采集、同步傳輸圖像數(shù)據(jù)，相機(jī)的圖像分辨率均為1600*1200,8位3通道(RGB)彩色圖像，每秒采集速度為30幀，那么每秒的總數(shù)據(jù)量達(dá)到3*1600*1200*3*30=500M，即數(shù)據(jù)量大約為500MBt/s。使用的高速硬盤的讀寫速度為500MBt/s以內(nèi)，使用多塊硬盤綁定，其極限讀寫速度只能到600MBt/s，由于圖像采集卡、硬盤的傳輸和存儲(chǔ)能力有限，長(zhǎng)時(shí)間接近極限的存儲(chǔ)，導(dǎo)致經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)丟幀現(xiàn)象，影響后續(xù)的處理和計(jì)算。根據(jù)相機(jī)開(kāi)發(fā)指令，將彩色CXD相機(jī)設(shè)置為灰度模式，運(yùn)行相機(jī)實(shí)時(shí)采集圖像，這時(shí)傳輸和存儲(chǔ)的均為8位的單通道灰度圖像。采集完成后，通過(guò)Bayer模板排列方法將已存儲(chǔ)的灰度圖像每個(gè)像素進(jìn)行彩色插值計(jì)算，得到插值后的三通道彩色圖像。由于實(shí)時(shí)采集時(shí)傳輸和存儲(chǔ)的是8位單通道灰度圖像，其數(shù)據(jù)量3*1600*1200*30=165M，即其傳輸速度為165MBt/s，比之前的500MBt/s下降了 2倍，有效減少了數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸量。綜上所述，常用的工業(yè)級(jí)彩色(XD，通常其相機(jī)本身或圖像采集卡的內(nèi)嵌模塊已經(jīng)通過(guò)插值得到紅綠藍(lán)三通道的彩色圖像，然后存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)中，這時(shí)其傳輸和存儲(chǔ)的是三通道數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量非常大。鑒于此，本專利技術(shù)提供一種。本專利技術(shù)從彩色CCD成像原理出發(fā)，改進(jìn)數(shù)據(jù)傳輸方式，先利用彩色CCD拍攝灰度圖像，在采集過(guò)程中先把CCD接收到的單色原始裸數(shù)據(jù)(即灰度圖像)保存到硬盤中。當(dāng)采集完成后，再根據(jù)CCD特定的像元顏色排列順序，通過(guò)插值計(jì)算來(lái)得到紅綠藍(lán)三通道的彩色圖像。這樣相機(jī)實(shí)時(shí)傳輸和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量降到之前的三分之一。可見(jiàn)，本專利技術(shù)可以從根本上降低數(shù)據(jù)量，避免對(duì)硬件提出過(guò)高要求，解決丟幀問(wèn)題，非常適合應(yīng)用在大數(shù)據(jù)量的彩色圖像實(shí)時(shí)采集、傳輸、存儲(chǔ)領(lǐng)域，大大減輕硬件的傳輸和存儲(chǔ)壓力，保證圖像的正常采集和傳輸，是一種既不影響數(shù)據(jù)質(zhì)量又簡(jiǎn)單可行的方法。由技術(shù)常識(shí)可知，本專利技術(shù)可以通過(guò)其它的不脫離其精神實(shí)質(zhì)或必要特征的實(shí)施方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，上述公開(kāi)的實(shí)施方案，就各方面而言，都只是舉例說(shuō)明，并不是僅有的。所有在本專利技術(shù)范圍內(nèi)或在等同于本專利技術(shù)的范圍內(nèi)的改變均被本專利技術(shù)包含。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種降低彩色圖像實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)量的方法，用于彩色CCD相機(jī)采集、傳輸圖像數(shù)據(jù)至計(jì)算機(jī)，其特征在于，包括以下步驟：將彩色CCD相機(jī)設(shè)置為灰度模式；運(yùn)行相機(jī)，實(shí)時(shí)采集圖像、傳輸和存儲(chǔ)均為單通道的原始裸數(shù)據(jù)（灰度圖像）；采集、傳輸完成，計(jì)算機(jī)將已存儲(chǔ)的灰度圖像進(jìn)行彩色插值計(jì)算，得到每個(gè)像素插值后的三通道彩色圖像。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種降低彩色圖像實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)量的方法，用于彩色CCD相機(jī)采集、傳輸圖像數(shù)據(jù)至計(jì)算機(jī)，其特征在于，包括以下步驟: 將彩色CCD相機(jī)設(shè)置為灰度模式； 運(yùn)行相機(jī)，實(shí)時(shí)采集圖像、傳輸和存儲(chǔ)均為單通道的原始裸數(shù)據(jù)(灰度圖像)； 采集、傳輸完成，計(jì)算機(jī)將已存儲(chǔ)的灰度圖像進(jìn)行彩色插值計(jì)算，得到每個(gè)像素插值后的三通道彩...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：宮建，文帥，陳星，姚大鵬，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)航天空氣動(dòng)力技術(shù)研究院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：