远程图像预览传输方法及装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了远程图像预览传输方法和装置，该方法包括如下该方法包括如下：远端采集系统接收到近端接收系统发送的拍照指令后，进行图像采集，并对原始图像数据进行压缩编码，将压缩码流分为轮廓信息码流和细节信息码流，并分别储存；远端采集系统重复进行图像采集和压缩。采用该方法及该方法中的装置，可根据用户需求，对多幅图像进行预览传输，减小图像通信带宽需求。
【专利说明】
远程图像预览传输方法及装置
技术领域
[0001]本发明属于图像传输技术领域，具体涉及一种远程图像预览传输方法及装置。
【背景技术】
[0002]随着航空航天遥感技术的不断发展，基于航空航天平台的图像采集系统通常可以获取大量图像数据，但在特定的环境下，如基于微小卫星和无人机平台等的应用中，受传输时间、存储空间以及信道带宽等因素的影响，仅有少量的图像数据可被传回地面。在这种受限情况下，如何获取尽可能多的用户感兴趣的图像数据，是远程图像传输应用中的一个关键问题。
[0003]在图像传输过程中如果采用图像预览技术，远端采集系统在获取图像信息之后，首先选用高压缩比传输采集的所有图像的轮廓信息，以便用户对所获取的图像进行预览；在近端接收系统用户根据自身需求选择感兴趣的图像，通知远端采集系统再以低压缩比传输该图像，进一步获取该图像的细节信息。该方法依据用户需求进行图像选择传输，避免了大量不感兴趣的图像数据的传输，可大大降低图像传输的数据量，减小对通信带宽的需求。
[0004]参照图5，专利名称为“一种遥感影像实时压缩及渐进传输系统”，申请号为:201410026138.9，公开了一种遥感影像实时压缩及渐进传输系统。该系统包括发送端、接收端以及传输模块。发送端包括对图像读取模块和图像压缩模块;接收端包括图像解压缩模块和图像图像显示模块。发送端和接收端通过传输模块的数据发送和接收接口进行数据传输。该系统针对一幅图像渐进传输全部码流，无法根据用户需求对大量图像进行预览选择。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有的技术不足，提供一种远程图像预览传输方法及装置，采用该方法及该方法中的装置，可根据用户需求，对多幅图像进行预览传输，减小图像通信带宽需求。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，远程图像预览传输方法，其特征在于，该方法包括如下:
[0007]远端采集系统接收到近端接收系统发送的拍照指令后，进行图像采集，并对原始图像数据进行压缩编码，将压缩码流分为轮廓信息码流和细节信息码流，并分别储存;远端采集系统重复进行图像采集和压缩；
[0008]当采集的图像达到所设定的幅数N时，且远端采集系统接收到近端接收系统发送的预览选择指令，远端采集系统将向近端接收系统传输多幅图像的细节信息码流;近端接收系统将接收的细节信息码流解压得到能显示的图像，并显示多幅清晰图像；
[0009]当采集的图像达到所设定的幅数N时，但远端采集系统未接收到近端接收系统发送的预览选择指令，远端采集系统将向近端接收系统传输多幅图像的轮廓信息码流;近端接收系统将接收的轮廓信息码流解压得到能显示的图像，并显示多幅模糊图像;使用者在多幅模糊图像中选择所需的图像，并由近端接收系统将选择指令发送至远端采集系统，远端采集系统向近端接收系统传输选择的图像的细节信息码流;近端接收系统将接收的细节信息码流解压得到能显示的图像，并显示所选择的图像的清晰图像。
[0010]进一步地，该远端采集系统接收到近端接收系统通过无线网络系统相连接传输。
[0011]进一步地，该图像码流采用JPEG2000编码标准。
[0012]进一步地，该轮廓信息码流为原始采集图像数据的1/100?1/200。
[0013]本发明公开了上述远程图像预览传输方法中的远程图像预览传输装置，包括远端采集系统和近端接收系统3;所述远端采集系统1:用于接收图像采集指令，根据图像采集指令进行图像采集，并将采集的原始图像数据进行压缩编码，将压缩码流分为轮廓信息码流和细节信息码流，并分别储存;还用于发送轮廓信息码流;接收图像预览选择指令，并发送细节?目息码流；
[0014]所述近端接收系统:用于发送图像采集指令;还用于接收轮廓信息码流，并将轮廓信息码流解压得到能显示的图像，并显示多幅模糊图像，以供使用者选择所需的图像，并根据所选择的图像发送图像预览选择指令，接收相应图像的细节信息码流，并将细节信息码流解压得到能显示的图像，并显示所选择图像的清晰图像；
[0015]还用于发送图像预览选择指令，发送预览选择指令后，接收相应图像的细节信息码流，并将细节信息码流解压得到能显示的图像，并显示多幅清晰图像。
[0016]进一步地，还包括无线网络系统，所述无线网络系统用于远端采集系统和近端接收系统间的信号传输。
[0017]进一步地，该远端采集系统包括指令接收模块、图像采集模块、图像压缩模块、传输控制模块;所述指令接收模块、图像采集模块、图像压缩模块、传输控制模块依次相连接，所述指令接收模块还与传输控制模块相连接；
[0018]所述指令接收模块用于接收图像采集指令，启动并控制图像采集模块连续采集多幅图像数据，所述图像采集模块将每幅图像数据依次发送给图像压缩模块，由图像压缩模块依次对每幅图像数据进行压缩与分层编码，并将压缩数据分为轮廓信息码流和细节信息码流分别存储;并由传输控制模块发送轮廓信息码流；
[0019]所述指令接收模块还用于接收图像预览选择指令，并向传输控制模块发送传输信息，传输控制模块接收信息后发送细节信息码流。
[0020]进一步地，该近端接收系统包括指令发送模块、预览选择模块、图像显示模块、图像解压模块和接收控制模块;所述接收控制模块、图像解压模块、图像显示模块、预览选择模块和指令发送模块依次相连接；
[0021]所述指令发送模块用于向指令接收模块发送图像采集指令和图像预览选择指令；
[0022]所述接收控制模块用于接收存储传输控制模块发送的轮廓信息码流，并将轮廓信息码流发送至图像解压模块解压得到能显示的图像，传输至图像显示模块显示多幅模糊图像;使用者选择所需的图像，由指令发送模块向指令接收模块发送预览选择指令;所述指令接收模块将预览选择指令发送至传输控制模块，由所述传输控制模块传输细节信息码流；
[0023]所述接收控制模块还用于接收存储传输控制模块发送的细节信息码流，并将细节信息码流发送至图像解压模块解压得到能显示的图像，传输至图像显示模块显示多幅清晰图像。
[0024]进一步地，该无线网络系统包括一对全双工的无线网络模块；用于所述指令接收模块和指令发送模块间、传输控制模块和接收控制模块间的连接。
[0025 ]进一步地，该图像采集模块为微型相机。
[0026]本发明一种远程图像预览传输方法及装置具有如下优点，可实现空间遥感图像采集、压缩、传输、解压和预览，其突出特点是实现根据用户需求对多幅图像进行预览选择，减少了图像通信的数据量，降低了对带宽的要求。该装置体积小巧，使用灵活，功耗低，克服了计算机设备笨重，传输不灵活的缺点，可用于微小卫星和无人机等平台。
【附图说明】
[0027]图1是本发明中远程图像预览传输方法的流程图；
[0028]图2是本发明中一种远程图像预览传输装置的结构示意图；
[0029]图3是本发明中远端采集系统的结构示意图；
[0030]图4是本发明中远端采集系统的硬件连接结构示意图；
[0031]图5是一种遥感影像实时压缩及渐进传输系统中的结构示意图；
[0032]其中:丨.远端采集系统，K.指令接收模块，图像采集模块d-3.图像压缩模块，1-4.传输控制模块;2.无线网络系统，2-1.无线网络模块;3.近端接收系统，3-1.指令发送模块，3-2.预览选择模块，3-3.图像显示模块，3-4.图像解压模块，3-5.接收控制模块。
【具体实施方式】
[0033]本发明远程图像预览传输方法，如图1和图2所示，该方法包括如下:
[0034]该远端采集系统I接收到近端接收系统3发送的拍照指令后，进行图像采集，并对原始图像数据进行压缩编码，将压缩码流分为轮廓信息码流和细节信息码流，并分别储存；远端采集系统I重复进行图像采集和压缩;根据大量实验人眼视觉效果，将实现预览的轮廓信息码流设置为原始图像数据的1/100?1/200，即预览图像的压缩比为1:100?1:200，使用者能够准确看清并选择模糊图像。细节信息的码流大小可根据用户需求提前设置，即根据预定的压缩比进行设置。
[0035]当采集的图像达到所设定的幅数N时，且远端采集系统I接收到近端接收系统3发送的预览选择指令，远端采集系统I将向近端接收系统3传输多幅图像的细节信息码流;近端接收系统3将接收的细节信息码流解压得到能显示的图像，并显示多幅清晰图像。
[0036]当采集的图像达到所设定的幅数N时，但远端采集系统I未接收到近端接收系统3发送的预览选择指令，远端采集系统I将向近端接收系统3传输多幅图像的轮廓信息码流；近端接收系统3将接收的轮廓信息码流解压得到能显示的图像，并显示多幅模糊图像;使用者在多幅模糊图像中选择所需的图像，并由近端接收系统3将选择指令发送至远端采集系统I，远端采集系统I向近端接收系统3传输选择的图像的细节信息码流;近端接收系统3将接收的细节信息码流解压得到能显示的图像，并显示所选择的图像的清晰图像。本发明中上述N为大于等于I的整数。
[0037]本发明中，指令接收模块1-1和指令发送模块3-1间、传输控制模块1-4和接收控制模块3-5间均通过无线网络系统2相连接传输。图像码流采用JPEG2000编码标准。JPEG2000采用小波变换方式使得图像具有质量渐进、分辨率渐进、空间位置渐进和彩色分量渐进的四维渐进特点，可以在频率域上实现先传输低分辨率轮廓、再传输高分辨率细节的渐进方式。JPEG2000具有分层编码的特点，若将JPEG2000码流分割成多个部分，分别从头开始解码不同长度的码流，则会发现图像从模糊到清晰的渐进效果。该系统正是基于JPEG2000图像码流的这个特点，先传输所有图像的部分码流获得模糊图像用于实现预览，在预览选择后再传输后续码流获得用户需求的清晰图像。在对图像进行压缩时，该系统将压缩后的图像码流分成两部分分别进行存储，一部分为图像的轮廓信息码流对应高压缩比码流数据，即第一部分码流;另一部分为图像的细节信息码流可恢复低压缩比甚至无损压缩的码流，即第二部分码流。图像采集模块1-2为微型相机。
[0038]本发明公开了上述的远程图像预览传输方法中的远程图像预览传输装置，如图2和图3所示，包括远端采集系统I和近端接收系统3;
[0039]远端采集系统1:用于接收图像采集指令，根据图像采集指令进行图像采集，并将采集的原始图像数据进行压缩编码，将压缩码流分为轮廓信息码流和细节信息码流，并分别储存;还用于发送轮廓信息码流;接收图像预览选择指令，并发送细节信息码流；
[0040]近端接收系统3:用于发送图像采集指令;还用于接收轮廓信息码流，并将轮廓信息码流解压得到能显示的图像，并显示多幅模糊图像，以供使用者选择所需的图像，并根据所选择的图像发送图像预览选择指令，接收相应图像的细节信息码流，并将细节信息码流解压得到能显示的图像，并显示所选择图像的清晰图像；
[0041]还用于发送图像预览选择指令，发送预览选择指令后，接收相应图像的细节信息码流，并将细节信息码流解压得到能显示的图像，并显示多幅清晰图像。还包括无线网络系统2，无线网络系统2用于远端采集系统I和近端接收系统3间的信号传输。
[0042]该图像采集模块1-2为微型相机。硬件包括微型相机、FPGA开发板和编码芯片ADV212。相机通过GP1接口与FPGA相连，结和FPGA中相机采集控制程序构成了图像采集模块;ADV212芯片通过VDATA总线、HDATA总线与FPGA相连，结和FPGA中ADV212控制器程序构成了图像压缩模块。指令接收模块和传输控制模块不需要硬件，可以在FPGA中自主设计程序来完成。
[0043]本发明中，远端采集系统I包括指令接收模块1-1、图像采集模块1-2、图像压缩模块1-3、传输控制模块1-4;指令接收模块1-1、图像采集模块1-2、图像压缩模块1-3、传输控制模块1-4依次相连接，指令接收模块1-1还与传输控制模块1-4相连接；
[0044]该指令接收模块1-1用于接收图像采集指令，启动并控制图像采集模块1-2连续采集多幅图像数据，图像采集模块1-2将每幅图像数据依次发送给图像压缩模块1-3，由图像压缩模块1-3依次对每幅图像数据进行压缩与分层编码，并将压缩数据分为轮廓信息码流和细节信息码流分别存储;并由传输控制模块1-4发送轮廓信息码流；
[0045]指令接收模块1-1还用于接收图像预览选择指令，并向传输控制模块1-4发送传输信息，传输控制模块1-4接收信息后发送细节信息码流。
[0046]近端接收系统3包括指令发送模块3-1、预览选择模块3-2、图像显示模块3-3、图像解压模块3-4和接收控制模块3-5;接收控制模块3-5、图像解压模块3-4、图像显示模块3-3、预览选择模块3-2和指令发送模块3-1依次相连接；
[0047]该指令发送模块3-1用于向指令接收模块1-1发送图像采集指令和图像预览选择指令；
[0048]该接收控制模块3-5用于接收存储传输控制模块1-4发送的轮廓信息码流，并将轮廓信息码流发送至图像解压模块解压得到能显示的图像，传输至图像显示模块3-3显示多幅模糊图像;使用者选择所需的图像，由指令发送模块3-1向指令接收模块1-1发送预览选择指令;指令接收模块1-1将预览选择指令发送至传输控制模块1-4，由传输控制模块1-4传输细节?目息码流；
[0049]该接收控制模块3-5还用于接收存储传输控制模块1-4发送的细节信息码流，并将细节信息码流发送至图像解压模块3-4解压得到能显示的图像，传输至图像显示模块3-3显示多幅清晰图像。
[0050]该无线网络系统2包括一对全双工的无线网络模块2-1;用于指令接收模块1-1和指令发送模块3-1间、传输控制模块1-4和接收控制模块3-5间的连接。
[0051]本发明中，如图4所示，远端采集系统I使用FPGA作为控制核心，其中，图像采集模块1-2使用微型相机结合采集控制程序完成图像采集；图像压缩模块1-3采用能实现JPEG2000压缩专用图像编解码芯片ADV212结合FPGA内ADV212控制程序完成图像压缩;指令接收模块1-1和传输控制模块1-4完全由FPGA内软件程序来实现。近端接收系统3在PC上以JAVA为开发语言，实现各个模块的功能，无需额外的硬件进行配合。无线网络系统2采用一对全双工的UHF无线网络模块完成数据传输。相机和FPGA通过GP1连接，ADV212和FPGA通过VDATA总线、HDATA总线进行数据传输，其中HDATA是双向总线，VDATA是单向总线。优选地，在本发明中FPGA通过HDATA总线对ADV212进行初始化，初始化完成后，图像数据由FPGA通过VDATA总线写入到ADV212，经过ADV212压缩编码后，码流通过HDATA总线传送给FPGA。
【主权项】
1.远程图像预览传输方法，其特征在于，该方法包括如下: 远端采集系统(I)接收到近端接收系统(3)发送的拍照指令后，进行图像采集，并对原始图像数据进行压缩编码，将压缩码流分为轮廓信息码流和细节信息码流，并分别储存;所述远端采集系统(I)重复进行图像采集和压缩； 当采集的图像达到所设定的幅数N时，且所述远端采集系统(I)接收到近端接收系统(3)发送的预览选择指令，所述远端采集系统(I)将向近端接收系统(3)传输多幅图像的细节信息码流;所述近端接收系统(3)将接收的细节信息码流解压得到能显示的图像，并显示多幅清晰图像； 当采集的图像达到所设定的幅数N时，但所述远端采集系统(I)未接收到近端接收系统(3)发送的预览选择指令，所述远端采集系统(I)将向近端接收系统(3)传输多幅图像的轮廓信息码流;所述近端接收系统(3)将接收的轮廓信息码流解压得到能显示的图像，并显示多幅模糊图像;使用者在多幅模糊图像中选择所需的图像，并由所述近端接收系统(3)将选择指令发送至远端采集系统(I)，所述远端采集系统(I)向近端接收系统(3)传输选择的图像的细节信息码流;所述近端接收系统(3)将接收的细节信息码流解压得到能显示的图像，并显示所选择的图像的清晰图像。2.按照权利要求1所述的远程图像预览传输方法，其特征在于，所述远端采集系统(I)接收到近端接收系统(3)通过无线网络系统(2)相连接传输。3.按照权利要求1或2所述的远程图像预览传输方法，其特征在于，所述图像码流采用JPEG2000编码标准。4.按照权利要求3所述的远程图像预览传输方法，其特征在于，所述轮廓信息码流为原始采集图像数据的I/I OO?I/200。5.—种远程图像预览传输装置，其特征在于，包括远端采集系统(I)和近端接收系统(3)； 所述远端采集系统(I):用于接收图像采集指令，根据图像采集指令进行图像采集，并将采集的原始图像数据进行压缩编码，将压缩码流分为轮廓信息码流和细节信息码流，并分别储存;还用于发送轮廓信息码流;接收图像预览选择指令，并发送细节信息码流； 所述近端接收系统(3):用于发送图像采集指令;还用于接收轮廓信息码流，并将轮廓信息码流解压得到能显示的图像，并显示多幅模糊图像，以供使用者选择所需的图像，并根据所选择的图像发送图像预览选择指令，接收相应图像的细节信息码流，并将细节信息码流解压得到能显示的图像，并显示所选择图像的清晰图像； 还用于发送图像预览选择指令，发送预览选择指令后，接收相应图像的细节信息码流，并将细节信息码流解压得到能显示的图像，并显示多幅清晰图像。6.按照权利要求5所述的一种远程图像预览传输装置，其特征在于，还包括无线网络系统(2)，所述无线网络系统(2)用于远端采集系统(I)和近端接收系统(3)间的信号传输。7.按照权利要求5所述的一种远程图像预览传输装置，其特征在于，所述远端采集系统(I)包括指令接收模块(1-1)、图像采集模块(1-2)、图像压缩模块(1-3)、传输控制模块(1-4);所述指令接收模块(1-1)、图像采集模块(1-2)、图像压缩模块(1-3)、传输控制模块(1-4)依次相连接，所述指令接收模块(1-1)还与传输控制模块(1-4)相连接； 所述指令接收模块(1-1)用于接收图像采集指令，启动并控制图像采集模块(1-2)连续采集多幅图像数据，所述图像采集模块(1-2)将每幅图像数据依次发送给图像压缩模块(1-3)，由图像压缩模块(1-3)依次对每幅图像数据进行压缩与分层编码，并将压缩数据分为轮廓信息码流和细节信息码流分别存储;并由传输控制模块(1-4)发送轮廓信息码流； 所述指令接收模块(1-1)还用于接收图像预览选择指令，并向传输控制模块(1-4)发送传输信息，传输控制模块(1-4)接收信息后发送细节信息码流。8.按照权利要求7所述的一种远程图像预览传输装置，其特征在于，所述近端接收系统(3)包括指令发送模块(3-1)、预览选择模块(3-2)、图像显示模块(3-3)、图像解压模块(3-4)和接收控制模块(3-5);所述接收控制模块(3-5)、图像解压模块(3-4)、图像显示模块(3-3)、预览选择模块(3-2)和指令发送模块(3-1)依次相连接； 所述指令发送模块(3-1)用于向指令接收模块(1-1)发送图像采集指令和图像预览选择指令；所述接收控制模块(3-5)用于接收存储传输控制模块(1-4)发送的轮廓信息码流，并将轮廓信息码流发送至图像解压模块(3-4)解压得到能显示的图像，传输至图像显示模块(3-3)显示多幅模糊图像;使用者选择所需的图像，由指令发送模块(3-1)向指令接收模块(1-1)发送预览选择指令;所述指令接收模块(1-1)将预览选择指令发送至传输控制模块(1-4)，由所述传输控制模块(1-4)传输细节信息码流； 所述接收控制模块(3-5)还用于接收存储传输控制模块(1-4)发送的细节信息码流，并将细节信息码流发送至图像解压模块(3-4)解压得到能显示的图像，传输至图像显示模块(3-3)显示多幅清晰图像。9.按照权利要求6、7或8所述的一种远程图像预览传输装置，其特征在于，所述无线网络系统(2)包括一对全双工的无线网络模块(2-1);用于所述指令接收模块(1-1)和指令发送模块(3-1)间、传输控制模块(1-4)和接收控制模块(3-5)间的连接。10.按照权利要求9所述的一种远程图像预览传输装置，其特征在于，所述图像采集模块(1-2)为微型相机。
【文档编号】H04N7/18GK105959503SQ201610353451
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月25日
【发明人】袁建平, 万帅, 梅少辉, 马明阳, 罗建军, 侯建文
【申请人】西北工业大学