专利名称：可量测街景影像存储与检索的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于可量测街景影像领域，特别涉及一种可量测街景影像存储与检索的 方法及装置。
背景技术：
移动测图系统(MMS)是当今测绘界最为前沿的科技之一，代表着未来道路地理 信息数据采集和道路普查领域的发展方向。MMS是综合了全球定位系统(GPS)、惯性导 航系统(INS)和CCD测量以及自动控制等尖端科技发展起来的一种新型道路测绘及数据 采集装置。MMS以车载近景摄影测量的方式，实现对道路及道路两侧的空间数据、属性 数据以及道路沿线街景影像的快速采集。移动测图系统解决了海量空间数据快速更新的问题，同时产生了大量具有丰富 特征信息、而且是连续的、可量测的多角度街景影像。可量测多角度街景影像作为移动 测图系统的最主要数据源，与普通街景图片相比有以下优势可量测多角度街景影像是不同位置上连续的，没有遗漏下任何位置的信息。可量测多角度影像是由多个相机拍摄的，对同一个位置有多个角度的多幅影像 覆盖，增加了被观察对象的可视化信息。可量测多角度街景影像上的任何对象都可以直接获取坐标，所有对象的真实尺 寸也是能够对于可量测的。移动测图系统每移动8米或者每隔半秒就可以采集一次影像信息，随之而来的 就会产生多张不同角度的可量测街景影像。这样即使只有一条道路，其影像的数据量就 达GB级。特别由于阳光直射、天气原因或者数据更新需要，有时还需要重复采集，这 样对于一个城市规模的数据采集而言，采集的数据量是相当大的，必须建立有效的存储 机制。目前，影像一般采用的文件夹模式存储，这种存储方式的核心之处就是如何划 分不同文件夹，可以使得每个文件夹中的影像数量适中且符合逻辑，不影响影像的检 索。相对而言，目前采用以时间划分的方式较多，但这种方法有其弊端。就是无法直接 确定具体位置关系，空间检索很慢。而且，由于时间上的不可重复性，如果同一地点的 多次数据采集就需要重新构建多个重复的存储结构，空间上的浪费较大。所以，在时间 和空间相结合的存储方式亟待被引入。
发明内容
本发明的目的之一提供 解决目前可量测街景影像在存储上存在的无法直接确定 影像具体位置关系，空间检索慢以及同一地点多次数据采集需重新构建多个重复的存储 结构，空间上的浪费较大的问题的一种可量测街景影像存储与检索的方法及装置。根据本发明的一个方面提供一种可量测街景影像存储的方法包括将影像采集地区从空间上划分为N个格网单元，建立N个以格网单元编号命名的格网单元文件夹；按影像采集时间在每个所述格网单元文件夹下建立以采集时间命名的时间文件 夹；在每个所述时间文件夹下按采集相机个数建立数个以相机编号命名的相机文件 夹；将每个相机采集的可量测街景影像存储于以所述相机编号命名的相机文件夹 中。根据本发明的另一个方面提供一种可量测街景影像检索的方法，用于检索依照 上述方法存储的影像，该方法包括以格网单元为单位建立每个存储的采集影像的采集位置坐标与采集时间关系对 应的索引表；根据检索指令确定待检索影像对应的索引表；根据所述索引表确定检索的影像。根据本发明的另一个方面提供一种可量测街景影像存储的装置包括格网单元文件夹创建模块，用于将影像采集地区从空间上划分为N个格网单 元，建立N个以格网单元编号命名的格网单元文件夹；时间文件夹创建模块，用于按影像采集时间在格网单元文件夹创建模块创建的 每个格网单元文件夹下建立以采集时间命名的时间文件夹；相机文件夹创建模块，用于在时间文件夹创建模块创建每个时间文件夹下按采 集相机个数建立数个以相机编号命名的相机文件夹；影像存储模块，用于将每个相机采集的可量测街景影像存储于相机文件夹创建 模块创建的以相机编号命名的相机文件夹中。根据本发明的另一个方面提供一种可量测街景影像检索的装置包括位置坐标与时间索引表创建模块，用于以格网单元为单位建立每个采集影像的 采集位置坐标与采集时间关系对应的索引表；索引表确定模块，用于根据检索指令确定待检索影像对应的位置坐标与时间索 引表创建模块创建的索引表；影像确定模块，用于根据索引表确定模块确定的索引表确定检索的影像。本发明通过将可量测街景影像的存储结构按空间、时间及采集相机的命名相结 合的方式建立为时空统一的多层次存储目录结构，并建立每个影像的采集位置坐标与采 集时间关系对应的索引表，根据该索引表对按所存储的影像进行检索，实现了对海量的 可量测多角度街景影像的有效管理和快速检索，促进了可量测多角度街景影像的深入应 用。
图1是本发明实施例提供的可量测街景影像存储的方法的流程图；图2是本发明实施例提供的建立时间文件夹的方法的流程图；图3本发明实施例 提供的网格化的影像存储示意图；图4本发明实施例提供的可量测街景影像的检索方法的流程图5本发明实施例提供的确定待检索影像对应的索引表的流程图；图6本发明实施例提供的根据索引表确定检索的影像的流程图；图7本发明实施例提供的建立缓存队列及队列索引文件的流程图；图8本发明实施例提供的可量测街景影像存储的装置的结构示意图；图9本发明实施例提供的时间文件夹创建模块的结构示意图；图10本发明实施例提供的可量测街景影像检索的装置的结构示意图；图11本发明实施例提供的索引表确定模块的结构示意图；图12本发明实施例提供的影像确定模块的结构示意图；图13本发明实施例提供的可量测街景影像的管理系统的结构示意图。
具体实施例方式参见图1，本发明实施例提供了可量测街景影像存储的方法，该方法包括以下步骤步骤S101、将影像采集地区从空间上划分为η个格网单元，建立η个以格网单 元编号命名的格网单元文件夹；将影像采集地区从空间上划分为η个格网单元，即η个文件夹，文件夹名称为格 网单元命名，格网单元为将采集地区从空间上划分为互不相交的η个区域。在空间划分中，空间划分的尺度是不确定的，根据实际采集地情况划分，划分 的原则是尽量是规整统一的多边形，较优以正方形、矩形为佳；划分的面积可以根据采集地区路网密度大致确定，一般一个格网单元的采集时 间在1-3个小时之间为宜。步骤S102、按影像采集时间在每个格网单元文件夹下建立以采集时间命名的时 间文件夹；影像采集时间分别按年、月、日、时划分4个层次的文件夹；在时间划分中，为保证检索时间，根据实验测算，检索的响应时间在0.1秒以 内，文件夹中影像的数量应该在10000张以下，影像的采集时间间隔一般在0.5秒左右；这样，如果是单张影像，则1小时就采集7200张，在10000张以内。这样的文 件夹划分就可以小时为最小单位，从小时向上的划分级别分别是日、月、年，划分的时 间为GPS星历时间。步骤S103、在每个时间文件夹下按采集相机个数建立数个以相机编号命名的相 机文件夹；在相机命名的划分中，先将采集街景影像的CCD相机进行命名，然后根据相机 命名对存储街景影像的文件夹进行命名，一个相机对应一个文件夹，文件夹名称以每个 相机命名，通过相机命名控制影像数量在10000张以下，因此放到最下一级。步骤S104、将每个相机采集的可量测街景影像存储于以相机编号命名的相机文 件夹中。参见图2，本发明实施例提供了按影像采集时间在每个格网单元文件夹下建立以 采集时间命名的时间文件夹实现方法包括步骤S201、在每个格网单元文件夹下建立以年份命名的年份文件夹；
在步骤S202、在每个年份文件夹下建立以月份命名的月份文件夹；步骤S203、在每个月份文件夹下建立以每日命名的日文件夹；步骤S204、在每个日文件夹下建立以小时命名的小时文件夹。每个格网单元文件夹下存放以采集时间年份作为名称的年份文件夹，若多次采 集且年份不同，就有多个年份文件夹；年份文件夹下面是月份为名称的月份文件夹，最 多12个；月份文件夹下面是以日命名的日文件夹，最多31个；日文件夹下是以小时命 名的从0到23时，共24个文件小时文件夹。在每个小时文件夹中，根据采集影像的CCD相机个数进行命名，如果有η个相 机，则有η个文件夹；而真正的影像数据就放到这些相机命名的文件夹中，也就是存储 了某个相机在某一个小时内的所有图片。综上所述，将文件夹按格网单元、年、月、日、小时、相机命名依次设置为6 层，只有最下级的相机命名文件夹中真正存储可量测多角度街景影像。因为影像只存储在相机命名的文件夹中，且影像数据存储的最大数量就是某个 相机在某一个小时内的所有图片，所以最大影像数量是一个有固定范围的值，以现在一 般0.5秒一次采集频率的影像采集系统来说，总量在7200张以内。因此也就保证了检索 的响应时间控制在0.1秒以内，确保了检索的稳定性。另外，每次采集就建立一个工程，这个工程本身是个虚概念，并不设置文件 夹。此种存储方式，也称为影像数据的网格化存储。因为相机个数和小时数都是确定的，于是可通过影像采集的GPS星历时间轴和 CCD相机序列轴，实现可量测多角度街景影像的网格化存储。GPS星历时间命名(小时) 与相机命名组成形成了网格化的影像存储。存储影像的文件名为时间命名，且精确到毫秒。参见图3，本发明实施例提供了网格化的影像存储的示意图。在该图中，横轴 (时间轴)为采集影像时的GPS星历时间，网格间距为1小时；纵轴为CCD相机序列轴， 根据采集系统CCD相机数量决定，如果移动测图系统中有η个相机，则共形成η个序 列。横纵轴交叉的区域表示可以存储影像数据的区域，影像的最大数量也就固定下来。参见图4，本发明实施例提供了可量测街景影像的检索方法包括步骤S401、以格网单元为单位建立每个采集影像的采集位置坐标与采集时间关 系对应的索引表并存储；为了便于检索，本发明实施例在检索前，首先以格网单元为单位创建每个采集 影像的采集位置坐标与采集时间关系对应的索引表并存储，该索引表只存储第一级目录 下，也就是在格网单元文件夹中；如果某个格网单元中有进行了影像采集，则这个格网单元中就有索引表，格网 单元中可能存储了一系列的索引表。因单个文本文件中记录检索速度在0.1秒以内，根据实验记录的数应在20000条以内，一个网格单元大致采集1至3小时，每小时7200个采集点，基本在20000条记录 以内。因此，以格网单元为单位，根据数据更新次数(采集次数)建立索引表，每采集 (更新)一次则建立一个索引表，数据更新次数越多则索引表个数越多。索引表中存储了每个采集点的位置坐标以及采集时间，该采集时间可精确到毫秒。步骤S402、根据检索指令确定待检索影像对应的索引表；由于索引表包含了每个采集影像的采集位置坐标与采集时间关系对应的信息， 进行检索时首先应确定该检索影像对应的索引表；步骤S403、根据索引表确定检索的影像。在确定了检索影像对应的索引表之后，从而就可找到检索影像的具体位置坐标 及相应的采集时间，由于采集相机的采集时间精确到毫秒，因此可根据该索引表检索到 所要检索的影像。本发明实施例在步骤S402根据检索指令确定待检索影像对应的索引表时，首先 根据用户的检索指令，获取待检索影像的具体位置坐标，然后根据所获取的具体位置坐 标来确定检索影像对应的索引表。参见图5，本发明实施例提供了根据检索指令确定待检索影像对应的索引表的方 法包括步骤S501、获取检索影像的具体位置坐标；步骤S502、根据坐标计算具体位置所处的格网单元；步骤S503、根据影像更新次数在格网单元中确定检索影像对应的索引表。本发明实施例在确定待检索影像对应的索引表之后，根据索引表确定检索的影 像时，首先判断索引表中是否存在检索影像的具体位置坐标，并获取相应的具体位置对 应的采集时间以检索影像。参见图6，本发明实施例根据索引表确定检索的影像包括步骤S601、判断索引表中是否存在检索影像的具体位置坐标，是则执行步骤 S602 ；否则执行步骤S605;步骤S602、获取具体位置对应的采集时间；步骤S603、根据采集时间的相关参数及相机编号确定存放影像的文件夹；步骤S604、根据采集时间在文件夹中确定所要检索的影像；步骤S605、获取与位置最近的采集位置的采集时间，然后执行步骤S603。采集时间的相关参数包括与采集时间相关的年、月、日、时参数，在获取的相 应的采集时间后，本发明实施例根据该采集时间对应的年、月、日、时参数及采集相机 编号即可确定存放影像的文件夹，然后将时间一一分解，根据精确到毫秒的采集时间在 存放影像的文件夹中确定检索的影像。为了加快下次重复检索的速度，本发明实施例根据检索时间的响应需求还建立 了检索缓存机制，即在根据索引表在格网单元中检索街景影像的过程中，通过读取索引 表并进行保存的方法将检索的影像及检索影像的位置的前一位置以及后一位置的影像放 到缓存队列中，并建立相应的队列索引文件，供下次检索时使用。该缓存队列可存储200张可量测多角度街景影像，该队列索引文件中保存了所 存储的每张影像对应着采集点的位置坐标以及采集时间。参见图7，本发明实施例在根据索引表确定检索的影像的过程中建立影像缓存队 列及队列索引文件包括步骤S701、建立每个采 集影像的采集位置坐标与采集时间关系对应的索引表并存储；步骤S702、根据检索指令确定待检索影像对应的索引表；步骤S703、根据索引表确定检索的影像。步骤S704、将检索的影像及影像所处位置的前一位置以及后一位置的影像缓存 保存，形成影像缓存队列及队列索引文件；步骤S705、判断缓存队列中的影像是否超过规定的数量，是则执行步骤，否则 返回步骤S704 ；步骤S706、根据LRU策略替换缓存队列中的影像形成新的缓存队列及队列索引 文件。在本发明实施例中，在根据检索指令根据索引表进行检索影像之前首先根据队 列索引文件从影像缓存队列进行检索，如果影像缓存队列中存在检索的影像，则直接从 缓存队列获取影像；否则依照本发明的实施例2方法进行检索。参见图8，本发明实施例提供了可量测街景影像存储的装置包括格网单元文件夹创建模块81，时间文件夹创建模块82，相机文件夹创建模块83 以及影像存储模块84 ；具体实施中，格网单元文件夹创建模块81将影像采集地区从空间上划分为N个 格网单元，建立N个以格网单元编号命名的格网单元文件夹，时间文件夹创建模块82按 影像采集时间在格网单元文件夹创建模块创建的每个格网单元文件夹下建立以采集时间 命名的时间文件夹，相机文件夹创建模块83在时间文件夹创建模块创建每个时间文件夹 下按采集相机个数建立数个以相机编号命名的相机文件夹，影像存储模块84将每个相机 采集的可量测街景影像存储于相机文件夹创建模块创建的以相机编号命名的相机文件夹 中。参见图9，本发明实施例的时间文件夹创建模块82包括年份文件夹创建单元821，月份文件夹创建单元822，日文件夹创建单元823以 及小时文件夹创建单元824。年份文件夹创建单元821在格网单元文件夹创建模块创建的每个格网单元文件 夹建立以年份命名的年份文件夹，月份文件夹创建单元822，用于在年份文件夹创建单元 创建的每个年份文件夹下建立以月份命名的月份文件夹，日文件夹创建单元823，用于在 月份文件夹创建单元创建的每个月份文件夹下建立以每日命名的日文件夹，小时文件夹 创建单元824，用于在日文件夹创建单元创建的每个日文件夹下建立以小时命名的小时文 件夹。参见图10，本发明实施例提供的可量测街景影像检索的装置包括位置坐标与时间索引表创建模块91，索引表确定模块92以及影像确定模块 93 ；具体进行检索时，位置坐标与时间索引表创建模块91首先以格网单元为单位建 立每个采集影像的采集位置坐标与采集时间关系对应的索引表，索引表确定模块92根据 检索指令确定待检索影像对应的位置坐标与时间索引表创建模块91创建的索引表，影像 确定模块93根据索引表确定模块92确定的索引表确定检索的影像。参见图10，本发明实施例提供可 量测街景影像检索的装置还包括
影像缓存队列及队列索引文件创建模块94以及影像缓存队列及队列索引文件更 新模块95 ；在检索到需要的影像后，影像缓存队列及队列索引文件创建模块94将检索的影 像及影像所处位置的前一位置以及后一位置的影像缓存保存，形成影像缓存队列及队列 索引文件；当缓存队列中的影像超过预定的数量时，影像缓存队列及队列索引文件更新模 块95根据LRU策略替换缓存队列中的影像形成新的缓存队列及队列索引文件。参见图11，本发明实施例提供了索引表确定模块92包括影像具体位置坐标获 取单元921，格网单元确定单元922以及索引表确定单元923 ；检索过程中，影像具体位置坐标获取单元921根据检索指令获取待检索影像的 具体位置坐标，格网单元确定单元922根据影像具体位置坐标获取单元921获取的待检 索影像的具体位置坐标计算待检索影像的具体位置所处的格网单元，索引表确定单元923 根据影像更新次数在格网单元确定单元922计算确定的格网单元中确定索引表，从而实 现了根据检索影像的具体位置确定出对应的索引表。参见图12，本发明实施例提供了影像确定模块93包括采集时间获取单元 931，文件夹确定单元932以及影像确定单元933 ；在索引表确定单元923根据影像更新次数在格网单元确定单元922计算确定的格 网单元中确定索引表后，采集时间获取单元931判断在索引表中是否存在检索的影像的 具体位置坐标，是则从索引表确定单元923确定的索引表中确定检索的影像具体位置对 应的采集时间，否则，获取距离具体位置最近的采集位置的采集时间；文件夹确定单元932根据采集时间获取单元931获取的采集时间的相关参数及相 机编号确定存储检索影像的文件夹；影像确定单元933根据采集时间获取单元931获取的采集时间在文件夹中确定检 索的影像，从而得到检索的影像。参见图13，本发明实施提供了可量测街景影像的管理系统，该系统包括可量测 街景影像存储的装置及可量测街景影像检索的装置该可量测街景影像存储的装置包括格网单元文件夹创建模块81，时间文件夹创建模块82，相机文件夹创建模块83 以及影像存储模块84 ；该可量测街景影像检索的装置包括位置坐标与时间索引表创建模块91，索引表确定模块92以及影像确定模块93。本发明实施例通过将可量测街景影像的存储结构按空间、时间及采集相机的命 名相结合的方式建立时空统一的多层次存储目录结构，并以格网单元为单位建立每个影 像的采集位置坐标与采集时间关系对应的索引表，根据该索引表对按所存储的影像进行 检索。实现了对海量的可量测多角度街景影像的有效存储和快速检索，促进了可量测多 角度街景影像的深入应用。以上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。
权利要求
1.一种可量测街景影像存储的方法，其特征在于，包括将影像采集地区从空间上划分为N个格网单元，建立N个以格网单元编号命名的格 网单元文件夹；按影像采集时间在每个所述格网单元文件夹下建立以采集时间命名的时间文件夹； 在每个所述时间文件夹下按采集相机个数建立数个以相机编号命名的相机文件夹； 将每个相机采集的可量测街景影像存储于以所述相机编号命名的相机文件夹中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按影像采集时间在每个所述格网单 元文件夹下建立以采集时间命名的时间文件夹包括在每个所述格网单元文件夹建立以年份命名的年份文件夹； 在每个所述年份文件夹下建立以月份命名的月份文件夹； 在每个所述月份文件夹下建立以每日命名的日文件夹； 在每个所述日文件夹下建立以小时命名的小时文件夹。
3.—种可量测街景影像检索的方法，其特征在于，包括以格网单元为单位建立每个存储的采集影像的采集位置坐标与采集时间关系对应的 索引表；根据检索指令确定待检索影像对应的索引表；及 根据所述索引表确定检索的影像。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述索引表确定检索的影像之 后还包括将检索的影像及所述影像所处位置的前一位置以及后一位置的影像缓存保存，形成 影像缓存队列及队列索引文件；当缓存队列中的影像超过预定的数量时，根据LRU策略替换缓存队列中的影像形成 新的缓存队列及队列索引文件。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据检索指令确定待检索影像对应 的索引表包括根据检索指令获取待检索影像的具体位置坐标； 根据所述具体位置坐标计算所述具体位置所处的格网单元； 根据影像更新次数在所述格网单元中确定索引表。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述索引表确定检索的影像包括判断所述索引表中是否存在所述检索的影像的具体位置坐标，是则从所述索引表中 确定所述具体位置对应的采集时间，否则获取距离所述具体位置最近的采集位置的采集 时间；根据所述采集时间的相关参数及相机编号确定存放影像的文件夹； 根据所述采集时间在所述文件夹中确定检索的影像。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述根据检索指令确定待检索影像对 应的索引表的步骤之前，所述方法还包括根据所述队列索引文件从所述影像缓存队列中进行检索。
8.—种可量测街景影像存储的装置，其特征在于，包括格网单元文件夹创建模块，用于将影像采集地区从空间上划分为N个格网单元，建 立N个以格网单元编号命名的格网单元文件夹；时间文件夹创建模块，用于按影像采集时间在格网单元文件夹创建模块创建的每个 格网单元文件夹下建立以采集时间命名的时间文件夹；相机文件夹创建模块，用于在时间文件夹创建模块创建每个时间文件夹下按采集相 机个数建立数个以相机编号命名的相机文件夹；影像存储模块，用于将每个相机采集的可量测街景影像存储于相机文件夹创建模块 创建的以相机编号命名的相机文件夹中。
9. 一种可量测街景影像检索的装置，其特征在于，包括位置坐标与时间索引表创建模块，用于以格网单元为单位建立每个存储的采集影像 的采集位置坐标与采集时间关系对应的索引表；索引表确定模块，用于根据检索指令确定待检索影像对应的位置坐标与时间索引表 创建模块创建的索引表；影像确定模块，用于根据索引表确定模块确定的索引表确定检索的影像。
全文摘要
公开了一种可量测街景影像存储方法包括将影像采集地区分为N个格网单元，建立N个格网单元文件夹；在每个格网单元文件夹下建立时间文件夹；在每个时间文件夹下建立相机文件夹；将每个相机采集的可量测街景影像存储于相机文件夹中；还公开一种可量测街景影像检索方法建立每个采集影像的采集位置坐标与采集时间关系对应的索引表；确定检索影像对应的索引表；根据索引表确定检索影像。本发明还提供了可量测街景影像存储与检索装置，本发明通过建立时空统一的存储结构及相应检索方法，实现海量可量测街景影像的有效管理和快速检索，促进了可量测街景影像深入应用。
文档编号G06F17/30GK102012932SQ20101056969
公开日2011年4月13日 申请日期2010年12月1日 优先权日2010年12月1日
发明者刘扬, 杜明义, 杜萌, 蔡国印, 阎笑虹 申请人:北京建筑工程学院