用于对图像进行处理的设备和方法_2

文档序号:8343106阅读:来源:国知局
来实现实施例,其中,用数据结构、对象、进程、例程或其他编程元素的任意组合来实现各种算法。可在一个或更多个处理器上运行的算法中实现多个功能方面。此外,本发明构思可采用任意数量的针对电子配置、信号处理和/或控制、数据处理等的现有技术。词语“机构”、“元件”、“手段”和“配置”被广泛使用并且不限于机械实施例或物理实施例,而是可包括与处理器结合的软件例程等。
[0035]图1是示出根据示例性实施例的用于对图像进行处理的设备的配置的框图。参照图1,所述用于对图像进行处理的设备包括至少一个摄像机(例如,多个网络摄像机100)、网络200、图像处理单元300和显示单元400。
[0036]网络摄像机100安装在任意区域并通过网络200将捕获的图像作为数字图像信号输出到图像处理单元300 (诸如数字视频录像机或网络视频录像机)。网络摄像机100可以是被置于特定区域中的固定位置处的高速球形摄像机。此外,网络摄像机100可包括配备有固定镜头并具有固定捕获范围的单个固定摄像机,或可包括具有可变捕获范围的摇摄倾斜变焦(PTZ,pan-tilt-zoom)摄像机。单个PTZ摄像机可通过针对沿水平方向的旋转的摇摄移动、针对沿垂直方向的旋转的倾斜移动和拉近/拉远(zoom in/zoom out)移动而容易地改变各种监控范围。
[0037]图像处理单元300接收并存储由至少一个网络摄像机100捕获的图像,基于关于从每个摄像机100接收到的图像的编解码器、分辨率和帧率的信息来计算每个摄像机100或相应通道的第一解码性能,并且当摄像机100的第一解码性能之和超过预先存储的第二解码性能时,从按通道接收的图像选择特定帧并对所述特定帧进行解码,其中,所述第二解码性能与所述用于对图像进行处理的设备的解码性能相应。以下提供了关于图像处理单元300的详细解释。
[0038]显示单元400显示由图像处理单元300处理过的图像。显示单元400可通过对用户期望监视的至少一个通道图像进行划分来显示图像。换句话说,显示单元400可将屏幕划分为2部分、4部分、8部分等,并在每个划分部分上显示每个通道图像。显示单元400可包括以下显示器中的至少一个:液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)显示器、电泳显示器(EH))、柔性显示器和三维(3D)显示器。
[0039]图像处理单元300的详细描述如下。图1中示出的图像处理单元300包括图像接收单元301、性能计算单元303、计时器305、筛选单元307、筛选控制单元309、帧提供单元311、解码器313、缩放器315、同步调整单元317、复用器319和渲染单元321。
[0040]图像接收单元301接收由至少一个网络摄像机100捕获的图像。图像接收单元301将至少一个网络地址分别分配给至少一个网络摄像机100,并接收由具有分配的网络地址的至少一个网络摄像机100捕获的图像。
[0041]可由用户选择多于一个的网络摄像机100以监视由选择的这些网络摄像机100捕获的图像,并且图像接收单元301可接收被编码的由选择的网络摄像机100捕获的图像。例如,当用户在第一网络摄像机100至第η网络摄像机100之中选择第一网络摄像机100至第四网络摄像机100以监视由第一网络摄像机100至第η网络摄像机100捕获的图像时,图像接收单元301可接收被编码的仅由第一网络摄像机100至第四网络摄像机100捕获的图像。
[0042]从所述至少一个网络摄像机100接收到的图像包括帧内帧(I帧)、预测帧(P帧)和双向帧(B帧),其中,I帧、P帧和B帧包括在图像帧画面组(GOP)。作为关键帧的I帧是无需参照先前帧即可压缩的独立帧,并且与其他帧相比具有最好的画面质量和最大的容量。P帧是基于关于先前的I帧或先前的P帧的信息而被构成的,并且具有中间级别的画面质量和容量。P帧仅参照先前的I帧或先前的P帧来压缩改变的内容。I帧和P帧用作其他帧的参考帧。B帧具有最低级别的画面质量和容量,并且需要先前的参考帧和之后的参考帧(即,I帧和P帧)以进行压缩。
[0043]性能计算单元303通过对从选择的每个摄像机接收到的图像的编解码器、分辨率和帧率求和或将从选择的每个摄像机接收到的图像的编解码器、分辨率和帧率相乘来计算选择的每个摄像机的第一解码性能。
[0044]第一解码性能可依据图像编解码器(诸如H.264、MPEG-4和JPEG)而变化。当对按编解码器的图像进行比较时,对于相同的画面质量级别,MPEG-4具有JPEG的三分之一的压缩率,而H.264具有JPEG的五分之一的压缩率,并且用于解码的计算量与压缩率成反比。换句话说,当JPEG的解码性能是1.0时,MPEG-4需要三倍的JPEG的解码性能并且H.264需要五倍的JPEG的解码性能。诸如三或五的数量可依据在用于对图像进行处理的设备上具体实现的编解码器而变化。因此,编解码器的类型可被定义为用于确定第一解码性能的因素。
[0045]当第一解码性能基于相同的编解码器被确定时,分辨率主要影响第一解码性能。这是因为对与画面尺寸相应的存储器(未示出)的访问和计算量与分辨率成比例得增加。当第一解码性能基于相同的编解码器被确定时,第一解码性能与分辨率成比例。例如,与740X480的分辨率(320000像素)相比,1920X1080的分辨率(2百万像素)在第一解码性能上显示出6倍的提高。换句话说,还可根据分辨率来限定第一解码性能。
[0046]最后,第一解码性能可按照每秒所输入的由硬件编解码器和软件编解码器进行解码的输入帧的数量或者按照帧率而变化。例如,每秒三十个输入帧的情况可显示出是每秒一个输入巾贞的三十倍的第一解码性能。
[0047]因此,性能计算单元303可将一个摄像机的第一解码性能计算为通过该摄像机接收到的图像的编解码器、分辨率和帧率的倍乘(multiple)。在编解码器的情况下,可依据编解码器的类型不同地分配权重值,1.0可被分配给H.264、0.7可被分配给MPEG-4、0.5可被分配给JPEG。这里,所述权重值是用于计算关于编解码器的第一解码性能的值。
[0048]由于帧率会随着图像被接收而连续改变,因此计时器305测量帧率以检查由图像处理单元300接收到的图像帧的溢出。
[0049]当现有技术的个人计算机(PC)系统使用软件编解码器时,性能计算单元303可依据视频图形阵列(VGA)和缩放因子的渲染技术,以不同的方式计算第一解码性能。在这种情况下,影响第一解码性能的值是缩放因子,其中,所述缩放因子可被定义为屏幕上的图像面积与原始图像面积的值的比率。此外,用于缩放的插值技术可影响对第一解码性能的计算。通过插值技术(诸如B1-Linear、B1-Cubic等)进行的计算会影响对第一解码性能的计算。当前发布的安装在PC上的VGA卡可在渲染操作选择性地确定使用这样的插值技术。因此,现有技术的PC系统中的第一解码性能可被性能计算单元303计算为编解码器(即,H.264、MPEG-4或JPEG)、分辨率、帧率、缩放因子和插值因子的倍乘。
[0050]性能计算单元303将针对从所述至少一个网络摄像机接收到的图像帧的各个第一解码性能之和与第二解码性能进行比较,并确定第一解码性能之和是否超过第二解码性能,其中,所述第二解码性能与预先存储的图像处理单元300的解码性能相应。
[0051]例如,如果预先存储的第二解码性能是4CHXH.264X (1920X1080) X30帧每秒(FPS),并且针对从选择的第一网络摄像机100至第四网络摄像机100接收到的图像的各个第一解码性能之和为4CHXH.264X (1920X1080) X 30FPS,则各个第一解码性能之和未超过第二解码性能。然而,如果针对从第一网络摄像机100至第三网络摄像机100接收到的图像的各个第一解码性能之和为
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