一种远程自动数据采集方法

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一种远程自动数据采集方法
【专利说明】一种远程自动数据采集方法 所属技术领域
[0001] 本发明涉及一种远程自动数据采集方法。
【背景技术】
[0002] 随着互联网技术和计算机技术的发展,企业信息化的脚步越来越快,几乎所有大 中型企业都有独立的资讯部门负责企业内部的信息化建设,以此来提升企业的竞争力。
[0003] 传统的企业视频监控系统主要由前端监视设备、传输设备、后端存储、控制及显示 设备这三大部分组成,其中后端设备可进一步分为中心控制设备和分控制设备。前、后端设 备有多种构成方式,它们之间的联系(也可称作传输系统)可通过电缆、光纤或微波等多种 方式来实现。
[0004] 随着物联网技术的发展,在分散的、环境恶劣的作业点,特别是存在突发、小数据 量传输的场合,以有线传输作为监控通信媒介已不太合适;物联网技术的发展和应用迅速 推动了无线监控通信技术在工业控制领域的发展,无线监控终端逐渐成为主流。
[0005] 目前,前端设备中采用的相机大都是基于红绿蓝三色波段对场景采集,能够获取 高空间分辨率的视频流受传感器灵敏度、成像原理、曝光时间、有限感光波段等因素的限 制,彩色相机得到的图像和视频帧丢失了绝大部分的光谱信息,得到的图像或是视频帧细 节不能很好呈现。利用类似光谱仪原理的高灵敏度灰度相机得到的灰度图像能具有很宽光 波段的光谱信息,但是其空间分辨率有限。
[0006] 此外,不同的前端设备在监控数据采集过程中均有特定的来源信息、特定的数据 格式、特定的数据传送格式,在数据处理时要分别针对特定的来源信息、特定的数据格式、 特定的数据传送格式进行数据处理。

【发明内容】

[0007] 本发明提供一种远程自动数据采集方法,该方法可实现高空间高光谱分辨率的视 频数据采集,采用了 4G无线通信网络实现监控数据传输,提高工作效率,降低系统成本,此 外还设置有专门数据处理和传输系统,可解决数据的兼容性,并能实现大容量图像数据的 高速交换。
[0008] 为了实现上述目的,本发明提供一种远程自动数据采集方法。该方法具体包括如 下步骤:
[0009] Sl.多个图像数据获取终端的RGB和灰度两路相机依照指令获取视频图像,视频采 集卡采集视频图像数据;
[0010] S2.视频处理器对图像数据进行处理,处理完后经由数据接口发送给数据处理及 传输平台;
[0011] S3.数据处理及传输平台接收经视频处理器处理后的图像数据,并对图像数据进 行确定、处理和发送。
[0012]优选的,在步骤Sl中,具体包括如下步骤:
[0013] 两路相机前端采集利用分光镜等光学材料将场景光线分为相同的两束:一束通过 稀疏掩膜板采样并经过棱镜色散使光波展开,再通过灰度相机采集,得到到高光谱分辨率 的灰度视频,另一束通过RGB相机直接采集得到高空间分辨率的RGB视频;
[0014] 两路视频解码分离出视频帧:高空间低光谱的RGB视频帧和同场景下低空间高光 谱灰度视频帧,经过同步对齐校正形成的RGB视频帧,存在一些均匀间隔的稀疏像素点既具 有RGB像素值又具有集中于400nm到1000 nm波段的多通道光谱响应值。
[0015] 优选的,在步骤S2中,视频处理器对图像数据进行处理具体包括如下步骤:
[0016] 通过双边滤波的光谱传播算法将这些既有光谱信息,又有RGB像素值的像素点传 播到所有像素点,双边滤波的光谱传播算法公式如下:
[0017]

[0018] 式中SA(x,y)表示像素点(x,y)在波长λ处的光谱信息,(i,j)ER表示两路视频帧 经过配准后,在像素点(x,y)附近,既有光谱信息又有像素值的像素点邻域,ce(R,G,B)表 示c为RGB三颜色通道之一;
[0019] 权值系数w( i,j,X,y)为定义域核d(i,j,X,y)与值域核r (i,j,X,y)的乘积;
[0020] 定义域相
[0021 ] 值核域:
[0022] f (i,j)为在点(i,j)处像素值,故权值系数:
[0023]
[0024] Plj表示RGB颜色通道中像素点(x,y)和(i,j)的亮度比值关系(比如红色通道Plj = Rxy/Ru,Rxy为像素点(x,y)处红色通道像素值),这个尺度因子反映了各个像素间的亮度差 异。
[0025] 优选的,基于颜色相似性的光谱传播是通过RGB每个通道独立完成的,需要将(i, j)点处的光谱信息独立分配到RGB的三个通道的,分配通过卷积相机传感器的RGB三个通道 的感应曲线来完成。在波长λ处RGB的三个通道独立的光谱响应值〇'、、/)其公式为:
[0026]
[0027] '表示通道c在波长λ处的响应。
[0028] 本发明具有以下优点和有益效果:(1)采用RGB与灰度两路相机的混合式视频采集 方式,基于双边滤波的光谱传播算法来实现视频帧中所有像素点的光谱响应值,能多线程 并行化现实双边滤波的光谱传播算法,加速算法执行速度,在保证光谱数据准确性的同时 又提高系统的实时处理能力;(2)利用4G技术传输图像数据,效率高,节省设备,经济效益 尚。
【附图说明】
[0029]图1示出了本发明的一种智能数据采集系统的框图。
[0030] 图2示出了本发明的一种远程自动数据采集方法的流程图。
【具体实施方式】
[0031] 图1示出了本发明的一种智能数据采集系统。该系统包括多个图像数据获取终端1 (图中仅示例性的示出一个)、位于中控室的监控装置2和数据处理及传输平台3。
[0032] 其中,图像数据获取终端1包括:安装在图像数据获取终端上的RGB和灰度两路相 机11、视频采集卡12、视频处理器13和数据接口 14。
[0033] 所述视频采集卡12将采集的两路视频送至视频处理器,视频处理器对视频解码分 离出RGB图像信号和灰度图像信号并进行同步对齐校正,所述数据接口 14用于将处理器处 理后的数据发送给数据处理及传输平台3。
[0034]所述数据处理及传输平台3包括:
[0035]接收模块31,用于所述数据接口 14发送的待处理图像数据;其中,所述预设视频采 集卡根据数据采集指令采集所述待处理图像数据,所述数据采集指令中包含所述待处理图 像数据的数据类型;
[0036]确定模块32,用于确定所述待处理图像数据的数据类型是否与所述接收模块接收 的所述数据采集指令中的数据类型一致;
[0037]处理模块33,用于当所述确定模块确定所述待处理图像数据的数据类型与所述数 据采集指令中的数据类型一致时,根据预置规范规则将所述待处理图像数据进行格式化处 理,所述预置规范规则用于规范所述待处理图像数据的格式;
[0038] 4G无线数据发送模块34,用于将所述处理模块格式化处理后的所述待处理图像数 据发送至所述监控装置。
[0039]监控装置2包括:中控室4G无线通信模块21、解码模块22、图像处理模块23、显示及 报警终端24和控制模块25;所述中控室4G无线数据接收模块21,接收所述终端4G无线通信 模块13的图像信号。
[0040] 控制模块25用于对监控装置中各模块进行协调控制。
[0041] 优选的,视频处理器对校正后具有高光谱分辨率的稀疏像素点,先通过主成分分 析方法降低像素点的光谱信息维度简化计算量;然后在处理器上多线程并行化执行双边滤 波的光谱传播算法,得到视频帧所有像素点的光谱信息;再通过主成分分析方法反变换恢 复高分辨率的光谱信息。
[0042]优选的,在RGB和灰度两路相机的前端设有分光装置,分光装置将场景光线分为相 同的两束:一束通过稀疏掩膜板采样再经过棱镜色散使光波展开,由灰度相机采集,得到光 谱分辨率较高的灰度视频,另一束通过RGB相机直接采集得到空间分辨率较高的RGB视频。
[0043] 优选的,所述嵌入式多核处理器采用的是NVDIA公司的tegraKl处理器,该处理器 芯片内置ARMv7架构的32位4核心C0RTEX-A15CPU和Kepler结构的192个CUDA核心GPU,处理 器CPU作为控制核心,负责外围设备控制及与GPU的通信,处理器GPU上的CUDA核心负责双边 滤波的光谱传播算法的并行化实现。
[0044]优选的,所述处理模块33包括:
[0045]处理确定单元,用于确定所述待处理图像数据的数量是否为至少两个;
[0046]拼接单元,用于当所述处理确定单元确定所述待处理图像数据的数量为至少两个 时,将所述待处理图像数据进行拼接;
[0047]第一处理单元,用于基于所述预置规范规则对所述拼接单元拼接后的所述待处理 图像数据进行格式化处理;
[0048]第二处理单元,用于当所述处理确定单元确定所述待处理图像数据的数量为一个 时,基于所述预置规范规则将所述待处理图像数据进行格式化处理。
[0049]优选的,所述4G无线数据发送模块34包括:
[0050]数据发送确定单元,用于确定发送格式化处理后的所述待处理图像数据的发送协 议;
[0051 ]数据发送单元,用于基于所述数据发送确定单元确定的所述发送协议将格式化处 理后的所述待处理图像数据发送至所述监控装置。
[0052] 优选的,所述数据发送确定单元包括:
[0053] 解析子单元,用于解析所述数据采集指令;其中,所述数据采集指令中还包含所述 发送协议;
[0054] 获取子单元,用于在所述解析子单元解析所述数据采集指令之后,获取并确定所 述发送协议;
[0055] 发送确定子单元,用于确定所述数据处理及传输平台中默认的或者选定的发送协 议为所述发送协议。
[0056] 优选的,所述确定模块32包括:
[0057]确定解析单元,用于解析所述数据采集指令,所述第一数据类型为所述数据采集 指令中的数据类型;
[0058]确定获取单元,用于在所述确定解析单元解析所述数据采集指令之后,获取第一 数据类型;
[0059]第一确定单元,用于确定第二数据类型,所述第二数据类型为所述待处理图像数 据的数据类型;
[0060] 第二确定单元,用于确定所述确定获取单元获取的所述第一数据类型与得到第一 确定单元确定的所述第二数据类型是否一致;
[0061] 所述处理模块33,还用于当所述确定模块3
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