无人机视频高速传输方法
【技术领域】
[0001]本发明设计视频信号快速传输技术领域，更具体地，涉及一种无人机视频高速传输方法。
【背景技术】
[0002]目前低成本无人驾驶飞机，简称:无人机，其视频传输多用2.4GHz等ISM频段进行点对点视频传输。其基本方法是利用安装在无人机飞行器上的一台或者多台模拟摄像机进行视频图像采集，然后将采集得到的视频信号通过信号线送交给安装在无人机飞行器上的
2.4GHz模拟视频发射机，通过2.4G发射机进行调制与发射。而设置在地面基地的无人机控制站上的全向GP天线、或者带有自动跟踪的平板定向天线接收到来自空中无人机的视频信号后，交送给2.4GHz视频信号接收机进行解调。
[0003]然而，无人机监视获得的图像数据量也随着需求而越来越大。对于一些监视用的无人机，其视频传输的实时性难以得到长时间的稳定性保障。即使无人机续航能力的提高，单纯从通信技术的角度已经无法解决该问题。
【发明内容】
[0004]本发明为了增强无人机监控获得的图像的数据传输性能并尽可能减少电力消耗，提供了一种无人机视频高速传输方法，包括:
[0005](I)无人机采集视频信号，将模拟视频信号转换成数字视频信号；
[0006](2)发送数字视频信号，并根据数字视频信号的内容发送视频校对帧，所述视频校对帧为直接从数字视频信号中提取的帧。
[0007]进一步地，所述步骤⑵进一步包括:
[0008](2.1)对数字视频信号进行分帧；
[0009](2.2)计算各帧之间内容差异；
[0010](2.3)将内容差异进行编码；
[0011](2.4)发送编码后的内容差异；
[0012](2.5)根据所述内容差异发送视频校对帧。
[0013]进一步地，所述无人机采集视频信号包括:利用真彩色DVR采集视频信号。
[0014]进一步地，所述步骤(2.1)和步骤(2.2)之间还包括:对图像进行去灰度处理。
[0015]进一步地，所述步骤(2.2)包括:
[0016](a)将前一帧图像表不为灰度值构成的参考矩阵；
[0017](b)获得前一帧与当前帧之间的无人机三维角度的改变；
[0018](c)根据三维角度的改变对参考矩阵进行变换；
[0019](d)将当前帧图像表示为灰度值构成的当前矩阵；
[0020](e)比较当前矩阵与经过变换的参考矩阵，并将比较结果作为内容差异。
[0021]进一步地，所述步骤(b)包括利用三维陀螺仪检测三维角度的改变。
[0022]进一步地，所述步骤(2.3)包括:利用H.264编码方式进行编码。
[0023]进一步地，每当所述内容差异超出预定阈值，则将步骤(2.1)得到的帧作为视频校对帧发送。
[0024]本发明的有益效果是:提高了无人机视频传输的效率，降低了长期传输普通分辨率视频或高分辨率视频造成的电力消耗过大的问题，并且不过分依赖通信芯片的性能就可以使得远处的监控端获得同样的监控图像，具有广阔的推广性和应用前景。
【附图说明】
[0025]图1示出了根据本发明的无人机视频高速传输方法的流程框图。
【具体实施方式】
[0026]如图1所示，根据本发明的实施例，无人机视频高速传输方法包括:
[0027](I)无人机利用真彩色DVR采集视频信号采集视频信号，将模拟视频信号转换成数字视频信号；
[0028](2)发送数字视频信号，并根据数字视频信号的内容发送视频校对帧，所述视频校对帧为直接从数字视频信号中提取的帧。该视频校对帧是完整的未经上述内容差异处理过程的原始帧。
[0029]根据本发明的优选实施例，所述步骤(2)进一步包括:
[0030](2.1)对数字视频信号进行分帧；对图像进行去灰度处理，从而使得采集来的彩色图像变为黑白图像；
[0031](2.2)计算各帧之间内容差异，该步骤(2.2)具体包括:
[0032]由于此前经历了去灰度处理，每一帧图像的像素就可以仅采用灰度值表示，这样，一帧图像的所有像素就可以表示成由灰度值构成的一个矩阵。按照这种方式，将待处理第N帧图像表示为灰度值构成的参考矩阵:将第N帧的像素变为灰度值的方式为利用如下算法，计算各个像素的灰度值:Yi, j = 0.279*Ri，j+0.595*Gi，j+0.126氺Bi，j。其中(Ri, j, Gi, j, Bi, j)为图像帧在第i行第j列上的RGB颜色值，Yi, j是转换得到的该像素上的灰度值。
[0033]利用三维陀螺仪获得前一帧与当前帧之间的无人机三维角度的改变；三维陀螺仪采集在无人机飞行方向的X轴方向、Y轴方向和Z轴方向这三个子方向的角度变化的值。对应到无人机采集到的视频和每一帧所对应的灰度值矩阵，就可以得到无人机在空间中变化角度以后得到的矩阵。根据本发明的其他实施例，如果无人机拍摄的角度是针对其下方的俯视图，则其在飞行过程中遇到的Z轴方向的变化就可以被忽略不计。这样，在根据陀螺仪进行角度变换时，仅变换X轴方向和Y轴方向的即可。本领域技术人员应当清楚的是，这种角度的选取是完全可以根据实际需要而采用和改变的。变换角度时，将每个灰度值在矩阵中的位置进行偏移，偏移的角度和距离根据所述的三维角度的改变做出。
[0034]利用与处理第N帧图像相同的方式，将第N+1帧图像表示为灰度值构成的当前矩阵。
[0035]最后，比较第N+1矩阵与经过变换的第N矩阵:将两个矩阵中的相同位置对应的两个像素的灰度值作差，并将该N+1帧作差以后得到的各个像素的灰度值的差值大于预设阈值的灰度值作为内容差异。
[0036]利用H.264编码方式将上述灰度值的差值大于预设阈值的灰度值进行编码，然后发送编码后的灰度值。
[0037]最后，计算上述各个像素的灰度值的差值大于预设阈值的像素在该第N+1帧的灰度值与第N帧的灰度值之间的方差，如果该方差超过预定阈值，则发送视频校对帧。
[0038]在远方监控端接收该视频信息以后，不断复制当前接收到的视频帧的前一帧并将接收到的当前帧的灰度值替换复制得到的视频帧中相应位置的灰度值，从而得到接收到的当前视频帧的完整的灰度值。然后，将该灰度值构成的矩阵代表的视频帧发送到视频显示单元进行显示。
[0039]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种无人机视频高速传输方法，包括: (1)无人机采集视频信号，将模拟视频信号转换成数字视频信号； (2)发送数字视频信号，并根据数字视频信号的内容发送视频校对帧，所述视频校对帧为直接从数字视频信号中提取的帧。
2.根据权利要求1的无人机视频高速传输方法，其特征在于，所述步骤(2)进一步包括: (2.1)对数字视频信号进行分帧； (2.2)计算各帧之间内容差异； (2.3)将内容差异进行编码； (2.4)发送编码后的内容差异； (2.5)根据所述内容差异发送视频校对帧。
3.根据权利要求2的无人机视频高速传输方法，其特征在于，所述无人机采集视频信号包括:利用真彩色DVR采集视频信号。
4.根据权利要求3的无人机视频高速传输方法，其特征在于，所述步骤(2.1)和步骤(2.2)之间还包括:对图像进行去灰度处理。
5.根据权利要求2-4之一的无人机视频高速传输方法，其特征在于，所述步骤(2.2)包括: (a)将前一帧图像表示为灰度值构成的参考矩阵； (b)获得前一帧与当前帧之间的无人机三维角度的改变； (C)根据三维角度的改变对参考矩阵进行变换； (d)将当前帧图像表示为灰度值构成的当前矩阵； (e)比较当前矩阵与经过变换的参考矩阵，并将比较结果作为内容差异。
6.根据权利要求5的无人机视频高速传输方法，其特征在于，所述步骤(b)包括利用三维陀螺仪检测三维角度的改变。
7.根据权利要求2-4之一的无人机视频高速传输方法，其特征在于，所述步骤(2.3)包括:利用H.264编码方式进行编码。
8.根据权利要求2-4之一的无人机视频高速传输方法，其特征在于，每当所述内容差异超出预定阈值，则将步骤(2.1)得到的帧作为视频校对帧发送。
【专利摘要】本发明为了增强无人机监控获得的图像的数据传输性能并尽可能减少电力消耗，提供了一种无人机视频高速传输方法，包括：(1)无人机采集视频信号，将模拟视频信号转换成数字视频信号；(2)发送数字视频信号，并根据数字视频信号的内容发送视频校对帧，所述视频校对帧为直接从数字视频信号中提取的帧。本发明提高了无人机视频传输的效率，降低了长期传输普通分辨率视频或高分辨率视频造成的电力消耗过大的问题，并且不过分依赖通信芯片的性能就可以使得远处的监控端获得同样的监控图像，具有广阔的推广性和应用前景。
【IPC分类】H04N7-18, H04N19-137
【公开号】CN104683773
【申请号】CN201510131681
【发明人】仇殿辰
【申请人】成都好飞机器人科技有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年3月25日