一种有限带宽的拼接全景数据双模式传输方法及装置与流程

本发明涉及数据处理技术领域，具体的说涉及一种有限带宽的拼接全景数据双模式传输方法及装置。

背景技术：

视频图像的传输，按照介质来分，可以分为同轴电缆传输、双绞线传输和光纤传输；按照方案类型，当前安防行业主流的方案可分为ip、hd-sdi和hdcvi等。随着时代的发展，传感器行业也在不断的进步，其捕捉到的视频图像的清晰度越来越高，所携带的数据信息量也就越来越大，如何能将视频图像信息准确高效的传输至显示系统这一问题引起越来越多的学者、研究人员的重视。

h.265是itu-tvceg继h.264之后所制定的新的视频编码标准。h.265旨在在有限带宽下传输更高质量的网络视频，仅需原先的一半带宽即可播放相同质量的视频。h.265标准可以低于1mbps的速度实现标清数字图像传送，实现利用1～2mbps的传输速度传送720p(分辨率1280*720)普通高清音视频传送。h.265标准也同时支持4k(4096×2160)和8k(8192×4320)超高清视频。

由12个高分辨率相机(分辨率2048×2048像素、帧率25帧/秒、像素位深12bits)通过拼接技术形成的全景图像包含了12张原始图像的所有信息，信息量丰富，数据量庞大，无法直接在有限带宽(千兆网)传输线路上进行有效传输。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种有限带宽的拼接全景数据双模式传输方法及装置，解决当前千兆网不能有效传输分辨率2048×2048像素、帧率25帧/秒、像素位深12bits的全景图像的问题。

根据本申请的第一方面，本申请提供一种有限带宽的拼接全景数据双模式传输方法，包括以下步骤：

步骤1：通过12个高清摄像头对12路视频数据进行采集，其中，每个摄像头对同一场景的不同位置进行拍摄，相邻摄像头的拍摄到的图像边界相同，以便进行全景图像的合成；

步骤2：对采集到的12路图像数据进行采集压缩并发送，本步骤包括两种，模式一为对12张高分辨率图像进行拼接处理后，形成低帧率的非压缩全景图像再发送；模式二是对12张高分辨率图像进行拼接处理后，形成压缩的全景图像，再进行拆包、发送，其中，模式一包括一下步骤：

步骤2.a1：对12路图像数据进行进行拼接，形成原始的高清图像数据，此时图像分辨率为20480×2048、fps为25、位深12bit；

步骤2.a2：对fps为25的图像数据进行抽取，压缩为fps为1，分辨率为20480×2048、位深12bit的图像数据；

步骤2.a3：对fps为1，分辨率为20480×2048、位深12bit的图像数据通过千兆网进行发送，

模式二包括一下步骤：

步骤2.b1：对12路图像数据进行进行拼接，形成原始的高清图像数据，此时图像分辨率为20480×2048、fps为25、位深12bit；

步骤2.b2：对步骤步骤2.b1中的数据进行压缩处理，形成位深为8bit，图像分辨率为20480×2048、fps为25的全景图像数据；

步骤2.b3：对步骤2.b2中的数据拆包为5个部分，并将数据压缩为h.265格式的数据，压缩率为1/50

步骤2.b4：将拆包后的数据通过千兆网进行发送，

步骤3：对千兆网接收到的图像数据进行解压并传递给全景系统线控计算机，针对步骤2中的两种模式，步骤3中也具有两种解压模式，其中，模式1的解压步骤为：

步骤3.a1：接收千兆网传递的图像数据；

步骤3.a2：读取接收到的图像数据，读取后的图像数据分辨率为20480×2048、fps为1、位深12bit；

步骤3.a3：将步骤3.a2中的图像数据发送至全景系统显控计算机，

模式二的解压过程包括以下步骤：

步骤3.b1：接收千兆网传递的图像数据；

步骤3.b2：对接收到的图像数据进行实时解压，并恢复为位深为8bit，分辨率为20480×2048、fps为25的全景图像数据；

步骤3.b3：将步骤3.b2中的数据拆分为2路fullmodecameralink信号，并通过双路cameralink接口，输出给全景系统显控计算机；

步骤4：全景系统显控计算机对接收到的全景图像数据进行显示。

进一步的，所述步骤2中的全景图像拼接包括以下步骤：

步骤a：将步骤1中采集到的12幅图像投影到统一的空间面上；

步骤b：在统一的空间中对相邻的图像进行比较，并确定可匹配的区域位置；

步骤c：将图像重叠区域进行融合，最终为全景图像。

根据本申请的第二方面，本申请提供一种有限带宽的拼接全景数据双模式传输装置，包括

数据采集模块，用于对图像数据进行采集，包括12路高分辨率相机，每路相机能对图像进行采集，并输出2048×2048分辨率、fps为25、位深12bit；

发送模块，用于对数据采集模块采集到的数据进行缓存、拼接、压缩，最后再将数据进行输出；

接收模块，用于接收发送模块通过千兆网发送来的数据并将数据进行解压、调制，最后再将数据输出。

优选的，所述发送模块包括：

原始图像缓存模块，为flash缓存芯片，用于对12张高分辨率图像进行缓存，并等待后续模块的处理；

数据拼接模块，用于将12张高分辨率图像拼接为1张全景图像，本图像分辨率为20480×2048，fps为25，位深为12bit；

时钟定时模块，用于固定产生1hz的脉冲信用，以供数据拼接模块使用；

提取模块，用于将所述数据拼接模块的数据进行提取，经提取后的图像分辨率为20480×2048，fps为1，位深为12bit；

压缩模块，用于对所述数据拼接模块的图像数据进行压缩，压缩后的图像分辨率为20480×2048，fps为1，位深为8bit；

拆分模块，包括5片soc，用于对压缩模块的数据拆分成5部分并进行h.256压缩，压缩率为1/50；

输出模块，用于将所述提取模块或拆分模块或原始图像缓存模块的图像数据通过千兆网接口输出。

优选的，所述接收模块包括：

输入模块，用于接收千兆网传递的图像数据；

读取模块，用于读取所述输入模块接收到的数据，读取到的图像数据分辨率为20480×2048、fps为1、位深12bit，并将图像数据传递给全景系统显控计算机；

解压模块：用于对接收到的压缩数据包进行解压，并还原为分辨率为20480×2048，fps为25，位深为8bit的图像数据，并将数据发送至全景系统显控计算机；

调制模块，对将解压模块传递的图像数据2路分为两路fullmodecameralink信号，通过双路cameralink接口，输出给全景系统显控计算机。

本发明的有益效果是：

(1)本发明具有结构简单、设计合理的优点；

(2)本发明设置有两种模式，工作人员可以根据自己的实际需求选择合适的工作模式，具有使用方便的有点

(3)本发明通过压缩实现了12个高分辨率相机(分辨率2048×2048像素、帧率25帧/秒、像素位深12bits)通过拼接技术形成的全景图像的远程传输，解决了全景图像无法在有限带宽(千兆网)传输线路上进行有效传输的问题。。

附图说明

图1是本发明的步骤结构示意图；

图2是本发明的模式一的压缩步骤示意图；

图3是本发明的模式二的压缩步骤示意图；

图4是本发明的模式一的读取步骤示意图；

图5是本发明的模式二的解压步骤示意图；

图6是本发明的图像拼接步骤示意图；

图7是本发明的装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1，图1是本发明的步骤结构示意图；图2是本发明的模式一的压缩步骤示意图；图3是本发明的模式二的压缩步骤示意图；图4是本发明的模式一的读取步骤示意图；图5是本发明的模式二的解压步骤示意图；图6是本发明的图像拼接步骤示意图；图7是本发明的装置结构示意图。

图1是本发明的步骤结构示意图，从图中可以看出，一种有限带宽的拼接全景数据双模式传输方法，包括以下步骤：

步骤1：通过12个高清摄像头对12路视频数据进行采集，其中，每个摄像头对同一场景的不同位置进行拍摄，相邻摄像头的拍摄到的图像边界相同，以便进行全景图像的合成；

步骤2：对采集到的12路图像数据进行采集压缩并发送，本步骤包括两种，模式一为对12张高分辨率图像进行拼接处理后，形成低帧率的非压缩全景图像再发送；模式二是对12张高分辨率图像进行拼接处理后，形成压缩的全景图像，再进行拆包、发送，其中，模式一包括一下步骤：

步骤2.a1：对12路图像数据进行进行拼接，形成原始的高清图像数据，此时图像分辨率为20480×2048、fps为25、位深12bit；

步骤2.a2：对fps为25的图像数据进行抽取，压缩为fps为1，分辨率为20480×2048、位深12bit的图像数据；

步骤2.a3：对fps为1，分辨率为20480×2048、位深12bit的图像数据通过千兆网进行发送，

模式二包括一下步骤：

步骤2.b1：对12路图像数据进行进行拼接，形成原始的高清图像数据，此时图像分辨率为20480×2048、fps为25、位深12bit；

步骤2.b2：对步骤步骤2.b1中的数据进行压缩处理，形成位深为8bit，图像分辨率为20480×2048、fps为25的全景图像数据；

步骤2.b3：对步骤2.b2中的数据拆包为5个部分，并将数据压缩为h.265格式的数据，压缩率为1/50

步骤2.b4：将拆包后的数据通过千兆网进行发送，

步骤3：对千兆网接收到的图像数据进行解压并传递给全景系统线控计算机，针对步骤2中的两种模式，步骤3中也具有两种解压模式，其中，模式1的解压步骤为：

步骤3.a1：接收千兆网传递的图像数据；

步骤3.a2：读取接收到的图像数据，读取后的图像数据分辨率为20480×2048、fps为1、位深12bit；

步骤3.a3：将步骤3.a2中的图像数据发送至全景系统显控计算机，

模式二的解压过程包括以下步骤：

步骤3.b1：接收千兆网传递的图像数据；

步骤3.b2：对接收到的图像数据进行实时解压，并恢复为位深为8bit，分辨率为20480×2048、fps为25的全景图像数据；

步骤3.b3：将步骤3.b2中的数据拆分为2路fullmodecameralink信号，并通过双路cameralink接口，输出给全景系统显控计算机；

步骤4：全景系统显控计算机对接收到的全景图像数据进行显示。

所述步骤2中的全景图像拼接包括以下步骤：

步骤a：将步骤1中采集到的12幅图像投影到统一的空间面上；

步骤b：在统一的空间中对相邻的图像进行比较，并确定可匹配的区域位置；

步骤c：将图像重叠区域进行融合，最终为全景图像。

图7示出了根据本发明的实施例的结构框图，从图中可以看出，一种有限带宽的拼接全景数据双模式传输装置，包括：

数据采集模块，用于对图像数据进行采集，包括12路高分辨率相机，每路相机能对图像进行采集，并输出2048×2048分辨率、fps为25、位深12bit；

发送模块，用于对数据采集模块采集到的数据进行缓存、拼接、压缩，最后再将数据进行输出；

接收模块，用于接收发送模块通过千兆网发送来的数据并将数据进行解压、调制，最后再将数据输出。

所述发送模块包括：原始图像缓存模块，为flash缓存芯片，用于对12张高分辨率图像进行缓存，并等待后续模块的处理；

数据拼接模块，用于将12张高分辨率图像拼接为1张全景图像，本图像分辨率为20480×2048，fps为25，位深为12bit；

时钟定时模块，用于固定产生1hz的脉冲信用，以供数据拼接模块使用；

提取模块，用于将所述数据拼接模块的数据进行提取，经提取后的图像分辨率为20480×2048，fps为1，位深为12bit；

压缩模块，用于对所述数据拼接模块的图像数据进行压缩，压缩后的图像分辨率为20480×2048，fps为1，位深为8bit；

拆分模块，包括5片soc，用于对压缩模块的数据拆分成5部分并进行h.256压缩，压缩率为1/50；soc可为fpga或cpld,

输出模块，用于将所述提取模块或拆分模块或原始图像缓存模块的图像数据通过千兆网接口输出。

所述接收模块包括：

输入模块，用于接收千兆网传递的图像数据；

读取模块，用于读取所述输入模块接收到的数据，读取到的图像数据分辨率为20480×2048、fps为1、位深12bit，并将图像数据传递给全景系统显控计算机；

解压模块：用于对接收到的压缩数据包进行解压，并还原为分辨率为20480×2048，fps为25，位深为8bit的图像数据，并将数据发送至全景系统显控计算机；

调制模块，对将解压模块传递的图像数据2路分为两路fullmodecameralink信号，通过双路cameralink接口，输出给全景系统显控计算机。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。