专利名称：主、副图像数据采集记录方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种主、副图像数据采集记录方法，尤其是涉及视频摄像系统中对数字图像信号数据处理的方法，还涉及实现该方法的装置。
背景技术：
现有的监控录像机视频信号采集和记录方法，例如日本SONY HSR-1P数字监控录像机，图像监控要么是采集满帧(PAL制25帧/秒)或高帧率图像，并记录；要么是采集低帧率(PAL制小于25帧/秒)图像，并记录。不能同时既采集满帧(PAL制25帧/秒)或高帧率图像，并记录；又采集低帧率或非连续图像段(PAL制小于25帧/秒)图像，并记录。难于满足当今社会对监控图像信息的采集和记录需求，特别是不能满足一些重要场所对监控图像信息的采集和记录的要求。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的上述不足，提出一种既能采集并记录满帧或高帧率图像，同时又能处理并记录低帧率图像的方法及装置。
本发明方法的技术方案是首先将获取的图像信息进行数字图像编码，并进行压缩处理，形成原图像压缩数据(流)，然后使用抽取或复制方式将上述原图像压缩数据(流)处理成主图像压缩数据(流)及副图像压缩数据(流)。所述的抽取或复制处理副图像数据流可提取自被记录在载体上的图像数据；对上述原图像压缩数据进行处理形成单个或多个高帧率的主图像压缩数据(流)及单个或多个低帧率的副图像压缩数据(流)；对上述原图像压缩数据进行处理形成主图像压缩数据(流)及若干个图像段组合的副图像压缩数据(流)；所述的副图像压缩数据流是被编辑的原图像数据(流)的一段连续的数字图像帧；所述的副图像压缩数据流是被编辑的原图像数据(流)的部分离散数字图像帧；所述的主图像数据流是原图像数据(流)全部或该原图像数据(流)被编辑的副图像数据(流)而抽取后剩余的全部或部分图像数据流；可按预置条件由程序控制进行自动或半自动图像数据编辑；所述的半自动图像数据编辑可受控于由外部输入的辅助控制信号或指令；所述的副图像数据(流)中可以叠加或插入由系统外部输入的辅助信息；所述的主图像数据(流)是记录在内部记录介质载体；所述的副图像数据(流)可被选择分别记录在内部不同记录介质载体或分别记录在外部记录介质载体。
实现上述主、副图像数据采集记录方法的装置的技术方案为包括图像数据采集压缩单元、主处理单元；所述图像数据采集压缩单元，由图像数据采集单元与图像压缩单元组成，用于对输入原图像进行采集和压缩；所述主处理单元由处理器单元、连接数个存储单元构成，用于对数据(流)选择不同单位进行记录存储；其中，所述图像数据采集压缩单元与所述主处理单元相连。还包括辅助控制单元，所述辅助控制单元分别与所述主处理单元相连，用于向所述主处理单元发出相关控制信号或指令，可控制主、副图像压缩数据(流)的处理；还包括图像再现单元，所述图像再现单元与所述主处理单元相连，用于再现图像。
和现有技术相比，本发明具有以下有益效果同时实现二种不同帧率或二种不同图像时段的图像记录，以实现同时满足两种需求。记录高帧率的图像(称主图像)，反映事件的过程，同时记录低帧率的图像(称副图像)，保留事件的特征，并容易使保存期相对较长；特别是当同时记录高、低两种帧率的图像分别存储在不同的存储单元内时，两者还可以互相成为一定程度上的图像数据备份。在特定的应用中，副图像数据(流)也可以直接从图像采集单元中获取，如从CCIR601、CCIR656中的图像编码数据中，提取副图像数据(流)。
图1是本发明原理框图；图2是本发明原图像压缩数据(流)以抽取方式处理后形成的主图像压缩数据(流)及副图像压缩数据(流)的示意图；图3是本发明原图像压缩数据(流)以复制方式处理后形成的主图像压缩数据(流)及副图像压缩数据(流)的示意图；图4是本发明的实施例一框图；图5是本发明的实施例二框图；图6是本发明的实施例三框图。
其中，A为主图像数据(流)；B为副图像数据(流)；101为图像数据采集处理单元；102为图像压缩处理单元；103、104、107为数据总线；105、106为多个图像压缩处理单元；201为处理器单元；202、203为数据总线；204、205为存储单元；301为辅助信息单元；302为辅助控制信号指令单元；401为图像解压缩及输出接口单元；402为输出信号线单元。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
如图1所示，本发明的工作原理是，由图像采集压缩处理单元，采集单路或多路图像，形成每路对应或多路图像数据组合的数字图像编码，并对该数字图像编码进行每路对应或多路组合方式的压缩处理，形成原图像压缩数据(流)；而后由主处理单元，对原图像压缩数据进行处理，形成高帧率的主图像压缩数据(流)及一个或多个低帧率或多个图像段组合的副图像压缩数据(流)，通过外部接口单元输入外部辅助信息或控制信号和指令，用来控制副图像压缩数据(流)的处理；最后由图像再现单元根据需求显示主、副图像数据(流)的图像。本发明图像数据采集压缩单元，采集视频信号进行数字化编码(例采用CCIR601、CCIR656标准)及图像压缩处理(例按ISO/IEC的MPEG系列以及ITU-T的H.263等的图像压缩标准，也可用WAVELET或其它有效的编码、压缩技术)。在采集多个视频信号时，形成可以接入数据总线的数字图像帧序列(例单图像数字帧序列数据(流)、多图像组合数字帧序列数据(流)、单一图像数字帧多路混合插入序列数据(流)等)，在组合中的各路视频图像均可加以标记。图像数据采集压缩单元对采集编码后的图像数据进行压缩处理，形成原图像的压缩数据(流)。主处理单元，对接收的原图像压缩数据(流)进行图像处理形成主、副图像压缩数据(流)，并分别存入各相应的存储单元中。主处理单元可在原图像压缩数据(流)存储之前，从其全部或部分图像图像数据(流)中提取出副图像压缩数据(流)，也可从已存储的原图像压缩数据(流)全部或部分中提取出副图像压缩数据(流)，当然也可以两者同时具备。提取出的副图像压缩数据(流)可以是原图像压缩数据(流)的一段连续的图像数据(例从原图像压缩数据流中，以每1分钟为间隔，提取10秒钟的连续图像段，形成由多个非连续的图像段组成的副图像压缩数据流)，也可以是从中提取部分的图像帧(例从原图像压缩数据(流)中某路25帧/秒的图像中，每一秒钟提取一帧图像数据，并将每秒一帧的图像数据组合成该路图像的“副图像压缩数据(流)的帧序列”)。当副图像压缩数据(流)由多路图像信息组成时，可以在提取后对其中的各路图像数据加标识后存储，以便回放再现这些图像时能够选择相应的图像信息进行解压，并在监视器上播放。加标识的方法例如将提取出的各路图像数据，分别形成对应各路图像数据独立的文件，并加以标识存储，图像回放再现时，只要选择相应标识的文件播放即可；或者在提取出的每一帧图像数据的序列头中，加入标识信息，回放是先选择出具有相应标识的图像数据，然后播放图像。副图像压缩数据(流)的提取方式采用“复制”和“抽取”两种方法。采用“抽取”方式“主图像压缩数据(流)”中不含有副图像压缩数据(流)的内容，而“复制”方式则含有。
本发明图像数据采集压缩单元，采集视频信号进行数字化编码(例采用CCIR601、CCIR656标准)及图像压缩处理(例按ISO/IEC的MPEG系列以及ITU-T的H.263等的图像压缩标准，也可用WAVELET或其它有效的编码、压缩技术)。在采集多个视频信号时，形成可以接入数据总线的数字图像帧序列(例单图像数字帧序列图像数据(流)、多图像组合数字帧序列图像数据(流)、单一图像数字帧多路混合插入序列图像数据(流)等)，在组合中的各路视频图像均可加以标记。
图像数据采集压缩单元对采集编码后的图像数据进行压缩处理，形成原图像的压缩图像数据(流)。
主处理单元，对接收的原图像压缩数据(流)进行图像处理形成主、副图像压缩数据(流)，并分别存入各相应的存储单元中。
但是，当选用一些特别芯片(如RISC处理器、DSP等)来组成采集压缩处理单元时，可在采集压缩处理单元中直接形成主、副两种图像数据(流)，再由主处理单元处理存储。
主处理单元既可在原图像压缩数据(流)存储之前，从其全部或部分图像数据(流)中提取出副图像压缩数据(流)，主处理单元也可从已存储的原图像压缩数据(流)全部或部分中提取出副图像压缩数据(流)，当然也可以两者同时具备。
提取出的副图像压缩数据(流)可以是原图像压缩数据(流)的一段连续的图像数据，也可以是从中提取部分的图像帧(例从原图像压缩数据(流)中某路25帧/秒的图像中，每一秒钟提取一帧图像数据，并将每秒一帧的图像数据组合成该路图像的“副图像压缩数据(流)的帧序列”)。
当副图像压缩数据(流)由多路图像信息组成时，可以在提取后对其中的各路图像数据加标识后存储，以便在回放这些图像时能够选择相应的信息进行解压，并在监视器上播放。加标识的方法例如将提取出的各路图像数据，分别形成对应各路图像数据独立的文件，并加以标识存储，回放时，只要选择相应标识的文件播放即可；或者在提取出的每一帧图像数据的序列头中，加入标识信息，回放图像时是先选择出具有相应标识的图像数据，然后播放。
副图像压缩数据(流)的提取方式采用“复制”和“抽取”两种方法。采用“抽取”方式“主图像压缩数据(流)”中不含有副图像压缩数据(流)的内容，而“复制”方式则含有。
对采用类似mpe或H.263标准压缩方法的原图像压缩数据(流)，在“复制”或“抽取”副图像压缩数据(流)时，提取出的数据必须含有I帧、P帧等一段完整帧信息；而“复制”方式提取“副图像压缩数据”时，还可从主图像压缩数据(流)中提取单一的I帧数据。如采用类似的JPEG等标准压缩的原图像压缩数据(流)，其“复制”和“抽取”则没有上述条件限制的区别。
主处理单元可以是由一个或一组专用芯片加上外围接口及存储器组成，也可以是由一个计算机的主体部分组成(如含CPU、PCI总线等)；如是计算机的主体构成的装置，副图像压缩数据(流)的提取一般以软件处理方式为主，而主、副图像数据的解压回放采用软件或硬件的方法均可实现。
辅助信息控制接口单元向主处理器单元发出相关辅助信息(如时、记录图像数据(流)的特征等)，主处理器单元可将辅助信息组合在主、副图像数据(流)中；辅助信息控制接口单元向主处理器单元发出相关控制指令，可控制主、副图像数据(流)的处理。
图像再现单元将数据总线送来的主、副图像数据(流)进行解压缩处理并以标准视频接口方式通过信号线输出。
如图2所示，将原图像压缩数据(流)以抽取方式处理成主图像压缩数据(流)A和副图像压缩数据(流)B，其中，副图像压缩数据(流)B分别为若干个连续的数字图像帧和离散的数字图像帧。
如图3所示，将原图像压缩数据(流)以复制方式处理成主图像压缩数据(流)A和副图像压缩数据(流)B，其中，副图像压缩数据(流)B分别为若干个连续的数字图像帧和离散的数字图像帧。
图4所示本发明的一个实施例，其特点是共用一个图像压缩处理通道。本实施例图像采集压缩处理单元中包含图像数据采集处理单元101、图像压缩处理单元102、数据总线103、104等。当原视频图像是单路信号时，数据总线103直接将采集处理的单路视频图像数据输出至图像压缩处理单元102，图像压缩处理单元102是单个图像压缩电路对总线103的单路视频数据进行压缩处理，形成原图像压缩数据(流)(简称原图像数据(流))通过数据总线104接入主处理单元。
本实施例中，图像数据采集处理单元101主要是ADC电路，图像压缩处理单元102可用DSP、RISC处理器或专用图像压缩芯片等组成。
本实施例中主处理单元包含处理器单元201，数据总线202、203、存储单元204、205等。处理单元201可通过控制总线完成对整个系统各个单元的控制管理。总线202为处理单元201与存储装置的数据及控制接口，这种接口可以是IDE、SerialATA、SCSI、IEEE1394、USB等标准接口。存储单元204、205等是数个同类形或不同类形的数据存储装置。
处理器单元201接收由数据总线104输入的原图像数据(流)，可采用两种方式处理主、副图像压缩数据(流)。
第一种是采用同步方式，处理器单元201在来自于图像数据采集单元的原图像数据(流)中提取出副图像数据(流)。提取过副图像数据(流)的原图像数据(流)就成为主图像数据(流)，处理器单元201将主、副图像压缩数据(流)同时组成并分别存入存储单元204、205的相应单元中。
但是，当选用一些特别芯片(如RISC处理器、DSP等)来组成采集压缩处理单元时，可在采集压缩处理单元中直接形成主、副两种图像数据(流)，再由主处理单元处理存储。
第二种是采用异步处理方式，处理器单元201将原图像数据(流)先直接存入存储单元204、205的相应单元中之后，而后根据设立条件(如定时)，从存储单元204、205中读出图像数据(流)，从中提取副图像数据(流)，再将副图像数据(流)存入存储单元204、205相应的存储单元中。
本实施例的另一种异步处理方式，是在当要更新存储单元中的原图像数据(流)时，再进行副图像数据(流)的提取和存储。
处理器单元201可以从存储单元中读出主、副图像数据(流)，通过数据总线203输入到图像再现单元。
本实施例辅助信息控制接口单元包含辅助信息单元301，辅助控制信号指令单元302。其中辅助信息单元301向主处理器单元发出相关辅助信息(如时间、记录图像数据(流)的特征等)，主处理器单元可将辅助信息组合在主或副图像数据(流)中，辅助控制信号指令单元302向主处理单元发出相关控制信号或指令，可控制主、副图像压缩数据(流)的处理。
本实施例中图像再现单元包含一个图像解压缩及输出接口单元401，输出信号线单元402。图像解压缩及输出接口单元401可将数据总线203送来的主、副图像数据(流)进行解压缩处理并以标准视频接口方式通过信号线单元402输出。
当原图像信号为多路视频信号输入时，本实施例上述各单元的运行流程并不发生变化，但有些部分的改变。图像采集处理单元101必须能同时采集多个视频图像；由于共用一个图像压缩处理单元102，所以图像采集处理器单元101必须把各路图像数据组合在一个数据总线103上，由图像压缩处理单元102压缩成原图像数据(流)。多路图像数据组合方式有两种第一种是将多路图像数据排列在每一帧图像数据中，形成多图像组合帧序列，第二种是将对应每路的图像帧数据组合为一组数据中，形成单图像多路组合帧序列。在此过程中可以对图像帧加以标记，以便在提取副图像数据(流)时，可以正确的提取。
由于原图像数据(流)中含有多路图像信息，从中提取出的副图像数据(流)也是含有多路图像信息。所以副图像数据(流)存储处理的方法有两种第一种是在提取副图像数据(流)时，就将各路图像数据分离，并分别组成独立的数据存储。第二种是在提取副图像数据(流)时在每一帧图像数据的序列头中加入标识信息后存储。这两种方法均可以保证处理器单元201准确的从存储单元204、205中读出需再现的某一路副图像数据(流)信息。
本实施例中，图像采集处理单元101在处理多路图像时可选用多画面处理芯片或FPGA等完成数据组合处理。处理器单元201可选用RISC处理器(如飞利浦公司的Trimedia)、专用解压处理器(如Sigma Designs公司的EM8550)图5是本发明的第二个实施例。本实施例图像采集处理单元中包含，多个图像数据采集处理单元101、102等，数据总线103、104、107等，多个图像压缩处理单元105、106等。就每个图像数据采集处理单元而言，其处理过程和原理与实施例一相类同，只是数据总线107输出的是含有多个原图像压缩数据(流)的数据信息。
本实施例主处理单元包含处理器单元201，数据总线202、203、存储单元204、205等。
处理器单元201从数据总线107接收的是多路原图像数据(流)，所以可提取出主、副图像数据(流)。处理器单元201分别将多个主、副图像压缩数据(流)存入存储单元204、205等的相应单元中，在存储前可对主、副图像压缩数据(流)加以标识。其他方面，本实施例中主处理器单元处理过程和原理与实施例一相同。
本实施例辅助信息控制接口单元，图像再现单元的组成及工作模式与实施例一相类同，不再复述。
图6是本发明的第三个实施例。图6所示是一种PC机硬件结构或类似结构的实施例，图中图像采集压缩处理单元，主处理器单元，辅助信息控制接口单元，图像再现单元，这几部分功能与前述实施例相似。
前实施例一和实例二的图像采集压缩处理单元，在本实施例中是具有计算机总线(如PCI总线)方式的图像处理压缩卡组成的。
前实施例一和实例二的主处理单元，在本实施中是由PC机主体部分组成，包括主板、CPU、内存、IDE总线、硬盘等，在本实施例中主、副图像压缩数据(流)的解压缩是还可由CPU单元201以软件方式完成处理，并通过计算机总线103，显示卡单元401输出，在监示器单元403再现回放。
本实施例中存储单元204、205等可是硬盘、刻录机、闪存装置、磁带机等，通过IDE接口单元202与CPU单元201相联接。
本实施例辅助信息控制接口单元与前述实施例相同不在复述。
权利要求
1.一种主、副图像数据的采集记录方法，其特征在于首先将获取的图像信息进行数字图像编码，并进行压缩处理，形成原图像压缩数据(流)，然后使用抽取或复制方式将上述原图像压缩数据(流)处理成主图像压缩数据(流)及副图像压缩数据(流)。
2.根据权利要求1所述的主、副图像数据采集记录方法，其特征在于所述的抽取或复制处理副图像数据流可提取自被记录在载体上的图像数据。
3.根据权利要求1所述的主、副图像数据采集记录方法，其特征在于对上述原图像压缩数据进行处理形成单个高帧率的主图像压缩数据(流)及单个低帧率的副图像压缩数据(流)。
4.根据权利要求1所述的主、副图像数据采集记录方法，其特征在于对上述原图像压缩数据进行处理形成单个高帧率的主图像压缩数据(流)及多个低帧率的副图像压缩数据(流)。
5.根据权利要求1所述的主、副图像数据采集记录方法，其特征在于对上述原图像压缩数据进行处理形成多个高帧率的主图像压缩数据(流)及单个低帧率的副图像压缩数据(流)。
6.根据权利要求1所述的主、副图像数据采集记录方法，其特征在于对上述原图像压缩数据进行处理形成多个高帧率的主图像压缩数据(流)及多个低帧率的副图像压缩数据(流)。
7.根据权利要求1所述的主、副图像数据采集记录方法，其特征在于对上述原图像压缩数据进行处理形成主图像压缩数据(流)及若干个图像段组合的副图像压缩数据(流)。
8.根据权利要求1所述的主、副图像数据采集记录方法，其特征在于所述的副图像压缩数据流是被编辑的原图像数据(流)的一段连续的数字图像帧。
9.根据权利要求1所述的主、副图像数据采集记录方法，其特征在于所述的副图像压缩数据流是被编辑的原图像数据(流)的部分离散数字图像帧。
10.根据权利要求1所述的主、副图像数据采集记录方法，其特征在于所述的主图像数据流是原图像数据(流)全部或该原图像数据(流)被编辑的副图像数据(流)抽取后剩余的全部或部分图像数据流。
11.根据权利要求1所述的主、副图像数据采集记录方法，其特征在于可按预置条件由程序控制进行自动图像数据编辑。
12.根据权利要求1所述的主、副图像数据采集记录方法，其特征在于可按预置条件由程序控制进行半自动图像数据编辑。
13.根据权利要求12所述的主、副图像数据采集记录方法，其特征在于所述的半自动图像数据编辑可受控于由外部输入的辅助控制信号或指令。
14.根据权利要求1所述的主、副图像数据采集记录方法，其特征在于所述的副图像数据(流)中可以叠加或插入由系统外部输入的辅助信息。
15.根据权利要求1所述的主、副图像数据采集记录方法，其特征在于所述的主图像数据(流)是记录在内部记录介质载体。
16.根据权利要求1所述的主、副图像数据采集记录方法，其特征在于所述的副图像数据(流)可被选择分别记录在内部不同记录介质载体。
17.根据权利要求1所述的主、副图像数据采集记录方法，其特征在于所述的副图像数据(流)可被选择分别记录在外部记录介质载体。
18.根据权利要求4或6所述的主、副图像数据采集记录方法，其特征在于对抽取出的多个低帧率的副图像压缩数据(流)采用将各图像数据分离存储。
19.根据权利要求4或6所述的主、副图像数据采集记录方法，其特征在于对抽取出的多个低帧率的副图像压缩数据(流)采用对图像帧设标识信息的方式组合存储。
20.一种实现权利要求1所述的主、副图像数据的采集记录方法的装置，其特征在于包括图像数据采集压缩单元、主处理单元；所述图像数据采集压缩单元，由图像数据采集单元与图像压缩单元组成，用于对输入原图像进行采集和压缩；所述主处理单元由处理器单元、连接数个存储单元构成，用于对数据(流)选择不同单位进行记录存储；其中，所述图像数据采集压缩单元与所述主处理单元相连。
21.根据权利要求20所述的主、副图像数据的采集记录装置，其特征在于还包括辅助控制单元，所述辅助控制单元分别与所述主处理单元相连，用于向所述主处理单元发出相关控制信号或指令，可控制主、副图像压缩数据(流)的处理。
22.根据权利要求20所述的主、副图像数据的采集记录装置，其特征在于还包括图像再现单元，所述图像再现单元与所述主处理单元相连，用于再现图像。
全文摘要
本发明公开了一种主、副图像数据采集记录方法及装置，旨在提供一种既能采集并记录满帧或高帧率图像，同时又能采集并记录低帧率图像的方法及装置。方法技术方案要点是首先将获取的图像信息进行数字图像编码，并进行压缩处理，形成原图像压缩数据(流)，然后使用抽取或复制方式将上述原图像压缩数据(流)处理成主图像压缩数据(流)及副图像压缩数据(流)。实现该方法的装置技术方案要点是包括图像数据采集压缩单元、主处理单元；其中，所述图像数据采集压缩单元和所述辅助控制单元分别与所述主处理单元相连。
文档编号H04N5/91GK1487736SQ0314177
公开日2004年4月7日 申请日期2003年7月23日 优先权日2003年7月23日
发明者滕云海, 陆小潮 申请人:滕云海, 陆小潮