通信系统、通信装置和通信方法_3

文档序号:9383442阅读:来源:国知局
数据时,每个像素的数值处于O至255的范围内。另一方面,通过减去像素数值所获得的差异图像的数值对应于范围-255至255中的9位数据,并且能够被数据数值所占据的范围增大。
[0156]结果,使用如图8所示的转换来执行针对8位数据的转换。在图8中,水平轴线表示帧图像和低频图像之间的差异数值(差异图像的数值),并且垂直轴线表示转换之后的差异图像的数值。如图8所示,128的偏移被添加至差异图像的数值,O或更小的数值被修改为0,并且255或更大的数值被修改为255,以因此将-255至255的数值转换为范围O至255中的8位数据。
[0157]作为一种转换为8位数据的方法,除了这样的修改之外,可以使用以线性或非线性的方式对数据的整个范围进行量化的方法。此外,为了增大关于帧图像进行恢复的期间的恢复图像的SN比,差异数据可以被保持在9位数据的状态。
[0158]图像编码单元203对低频图像和差异图像进行编码。在当前实施例中,由于监视相机所捕捉的移动图像被用作目标,所以作为压缩标准的MPEG、H.264/AVC等被当作图像编码方法。此外,当使用静态图像作为目标时,也可以对其应用JPEG、JPEG2000等。
[0159]该图像编码方法优选地是从处理速度、编码效率或总体目的的观点所看的标准方法,但是并不局限于该标准方法。只要在监视相机系统中使用能够在再现系统或恢复系统中被再现的格式,就可以使用其自己的编码方法。
[0160]此外,在当前实施例中,虽然对低频图像和差异图像进行编码,但是根据编码的处理速度、针对存储设备的写入速度、网络的传输速度以及存储设备中所涉及的成本等方面的权衡,其中仅对低频图像进行编码的配置或者其中任何低频图像和差异图像都不被编码的配置也被考虑。当并不执行编码时,图像数据具有非压缩格式。在这种情况下,具有非压缩格式的图像数据必须由监视相机系统内的再现系统或恢复系统所显示和再现。
[0161]同时,在本发明中,低频图像被用作用于保护隐私的图像,并且差异图像被用作用于恢复的数据。如参考图4所描述的,低频图像是通过从原始图像中所包含的空间频率分量提取具有低空间频率的分量所获得的图像,并且差异图像是包含除低频图像中所包含的空间频率分量以外的其余频率分量的图像。
[0162]然而,当意图进行隐私保护时,并不要求如图4所示的从某个空间频率完全划分为低频分量和高频分量。当具有低空间频率的分量中的大部分被包含于低频图像中并且具有高空间频率的分量中的大部分并未被包含于其中时,由于轮廓变为未知,所以能够仅使用如以上所描述的滤波处理或块平均来保护隐私。
[0163]另一方面,作为创建受到隐私保护的图像的方法,还考虑诸如对例如除低频图像以外的帧图像上的噪声进行抑制的方法等的其它方法。即使在噪声被抑制时,隐私也在噪声图像中受到保护。
[0164]然而,当使用这样的方法时,频率特征自身在噪声图像或者原始图像和噪声图像之间的差异图像中变化。也就是说,由于噪声包含大量具有高空间频率的分量,所以噪声图像或差异图像的高频分量的振幅明显不同于原始图像。
[0165]这里,考虑在后续阶段所执行的图像编码。在诸如标准压缩方法的许多图像编码方法中,执行诸如离散余弦变换或小波变换之类的频率变换,并且针对每个频率执行不同处理。特别地,由于人的视觉特征对于高频并不敏感,所以为了减少信息量,具有高空间频率的分量与具有低空间频率的分量相比被更粗糙地量化。因此,当诸如噪声之类的具有高空间频率的分量被叠加并编码时,量化误差增加,并且因此难以在恢复期间成功去除所叠加的噪声。
[0166]此外,当正常自然图像中并未包含的、诸如噪声之类的具有高空间频率的分量被叠加在图像之上时,要求并非原始生成的高频分量被保存为编码数据,并且因此还存在编码效率明显下降的问题。
[0167]结果,如本发明中所描述的,这些问题可以通过将原始图像的空间频率分量划分为两个图像而得以解决。
[0168]也就是说,利用其中分量被划分为低频图像和差异图像并且相应图像被单独编码的配置,在解码之后所合成的恢复图像的图像质量与原始图像相比并未大幅劣化。此外,被单独编码的相应数据量之和与对原始图像进行编码的情形相比并未明显增加。
[0169]因此,利用这样的配置,利用几乎与现有技术同样多的数据量,可能在并不恢复图像的情况下确认图像的轮廓同时保护隐私,并且实现一种能够在紧急情况下恢复图像的细节的监视相机系统。
[0170]接下来,将在下文中参考图9对接收装置106进行描述。图9图示了现有技术的接收装置的框图。
[0171]图9图示了接收单元901、图像解码单元902、低频图像编码数据206和低频图像数据903。接收装置106被用来接收并再现受到隐私保护的低频图像。接收单元901接收低频图像编码数据206。此外,当后续需要再现时,该低频图像编码数据206被记录在被内部连接的记录装置111中。图像解码单元902对低频图像编码数据206进行解码。监视器112显示并再现所获得的低频图像数据903。低频图像编码数据206是在第一通信装置103的图像编码数据203中进行编码的数据,并且因此图像编码单元902需要对该数据进行解码。当图像编码单元203是标准压缩方案时,图像解码单元902可以以标准方案对编码数据进行解码。当图像编码单元203具有其自己的编码方案时,图像解码单元902也具有其自己的与之相对应的解码方案。
[0172]接下来,将对第二通信装置110的处理进行详细描述。第二通信装置110可以执行与接收装置106相同的再现处理,以及接收装置106所无法执行的恢复处理。
[0173]首先,将参考图10和11详细描述第二通信装置110的再现处理。图10是根据本发明的实施例1的第二通信装置在再现期间的框图,并且图11是根据本发明的实施例1的第二通信装置中的再现处理的流程图。
[0174]图10图示了接收单元1001、图像解码单元902,合成所解码的低频图像和差异图像的图像合成单元1002,低频图像编码数据206以及低频图像数据903。
[0175]随后,将参考图11的流程图对处理的流程进行描述。
[0176]首先,接收单元1001通过网络113从成像系统101接收低频图像编码数据206(S1101)。
[0177]接下来,接收单元1001将所接收的低频图像编码数据206记录在记录装置111中(S1102)。在这种该情况下,用于图像恢复所需的差异图像编码数据的信息也被一起记录。特别地,差异图像编码数据的文件名或者对应于所接收的低频图像编码数据的记录位置(诸如文件路径)使用表格等进行管理和记录。
[0178]图像解码单元902对低频图像编码数据206进行解码并且创建一个帧的低频图像数据 903 (SI 103)。
[0179]最后,监视器112显示作为所创建的帧图像的低频图像数据903(S1104)。
[0180]由于低频图像数据仅在正常再现期间被解码,所以并非图像的所有细节都能够仅通过显示受到隐私保护的图像而被确认。此外,甚至在恢复期间还需要低频图像编码数据206,并且因此其被记录在记录装置111中。
[0181]接下来,将参考图12和13对第二通信装置110的恢复处理进行详细描述。图12是根据本发明的实施例1的第二通信装置在恢复期间的框图,并且图13是根据本发明的实施例I的第二通信装置中的恢复处理的流程图。
[0182]图12图示了接收单元1001、图像解码单元902,合成所解码的低频图像和差异图像的图像合成单元1002,低频图像编码数据206、差异图像编码数据207以及恢复图像数据
1201ο
[0183]此后,将参考图13的流程图对处理的流程进行描述。
[0184]首先,接收单元1001获得记录在记录装置111中的低频图像编码数据206(S1301)。
[0185]接下来,接收单元1001通过网络113从成像系统101接收差异图像编码数据207(S1302)。特别地,接收单元接收对应于所期望进行恢复的低频图像编码数据206的差异图像编码数据。相对应的差异图像编码数据能够从在再现处理中所描述的表格等中进行管理和记录的文件名或所记录位置(诸如文件路径)进行指定。
[0186]图像解码单元902对低频图像编码数据206和差异图像编码数据207进行解码,并且创建一帧的低频图像和差异图像的数据(S1303)。
[0187]图像合成单元1002合成低频图像和差异图像,并且创建恢复图像1201 (S1304)。
[0188]最后,监视器112显示作为所创建的帧图像的恢复图像数据1201(S1305)。
[0189]此后,将对图像合成单元1002进行详细描述。
[0190]图像合成单元1002合成解码低频图像和差异图像,并且创建恢复图像。图14是通过图像合成进行恢复图像创建的示图。在差异图像中,偏移128被添加至第一通信装置103的差异图像生成单元202中的实际差异数值。因此,通过从差异图像的像素值中减去该偏移,执行针对数值-128至127的变化,并且将经变化的数值添加至低频图像的相对应数值,创建恢复图像的合成数值。
[0191]然而,由于低频图像和差异图像被分别编码,所以所添加的恢复图像的合成数值由于量化误差而无法落入O至255的范围之内。结果,恢复图像的数值被使用如图15所示的转换而转换为8位数据。在图15中,水平轴线表示通过出于恢复的目的合成低频图像和差异图像所获得的数值,而垂直轴线则表示对合成数值进行转换之后的恢复图像的数值。O或更小的数值被修改为O,255或更大的数值被修改为255,因此将恢复图像的数值转换为8位数据。
[0192]利用如以上所描述的这样的配置,可能利用几乎与现有技术同样多的数据量在并不恢复图像的情况下确认图像的轮廓同时保护隐私,并且实现一种能够在紧急情况下恢复图像的细节的监视相机系统。此外,由于系统能够使用标准图像编码单元和图像解码单元所形成,所以可能实现一种简单且廉价的多功能监视相机系统。
[0193]与此同时,在当前实施例中,虽然给出了其中从监视相机系统102所输入的图像被用作目标的描述,但是不言而喻的是,本发明还应用于从监视相机102以外所获得的图像数据或者事先存储的图像数据。
[0194]此外,关于当前实施例中的图像,从监视相机102所接收的帧图像并不要求是数字数据一无论是运动图像还是静态图像,而是也可以是模拟数据。与此同时,在这种情况下,图像被变为数字数据,并且被划分为低频图像和差异图像。
[0195]此外,在当前实施例中,成像系统101被配置为使得监视相机102、第一通信装置103和记录装置104通过内部网络互相连接。然而,即使在这些部件中的一些或全部在监视相机102内实现时,不言而喻的是,本发明也能够得以被应用。
[0196]此外,在当前实施例中,恢复系统109被配置为使得第二通信装置110、记录装置111和监视器112通过内部网络互相连接,但是这些部件可以由个人计算机、监视器等所构成。
[0197]此外,作为受到隐私保护的图像,使用了空间频率的低频分量,但是可能并不包含所有的低频分量。
[0198]此外,在当前实施例中,空间频率的低频分量被用作受到隐私保护的图像。然而,只要原始帧图像的细节即使在空间频率的一部分的频率分量(例如,在频率被划分为低频、中间频率和高频三者时)被提取时也无法被看到,则中间频率分量也可以被用作受到隐私保护的图像。
[0199]在上文中,描述给出了其中低频图像从图像数据生成并且连同差异图像一起被发送以恢复原始图像的示例。然而,如果并非必然要在接收装置恢复原始消息,则低频图像并非始终被生成并发送。在这种情况下,第一通信装置103可以包括部分图像生成单元以通过从图像数据提取部分分量来生成部分图像数据而不是包括低频图像生成单元201和差异图像生成单元202,并且可以被配置为发送该部分图像数据。
[0200](实施例2)
[0201]随后,将参考附图对本发明的实施例2进行描述。同时,与实施例1中的那些具有相同功能的部件由相同的附图标记所表示,并且因此将不会给出其描述。
[0202]图16是根据本发明的实施例2的第一通信装置的框图,并且图17是根据本发明的实施例2的第一通信装置中的处理的流程图。
[0203]图16图示了屏蔽区域设定单元1601,其将作为创建低频图像的目标的区域设定为屏蔽区域;区域大小设定单元1602,其对生成低频图像生成中所使用的预定区域的大小进行设定;低频图像生成单元201’,其使用预定区域的像素的平均值创建低频图像;低频图像编码数据1603和差异图像编码数据1604。
[0204]随后,将参考图17的流程图对处理的流程进行描述。
[0205]首先,监视相机102使用镜头将相机附近的光学信号的图像形成到图像传感器上,并且将所产生的信号转换为电信号,从而获得作为数字数据的帧图像205 (S1701)。
[0206]接下来,屏蔽区域设定单元1601将屏蔽区域设定为用于保护隐私的区域(S1702)。由于仅屏蔽区域被
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