适用于船舶疏浚作业远程视频监控的图像处理方法技术

本发明专利技术涉及图像处理技术领域，具体涉及一种适用于船舶疏浚作业远程视频监控的图像处理方法。该方法包括：获取疏浚作业中的高维图像，高维图像为待压缩数据；将待压缩数据视为图像立方体，判断图像立方体中每个像素点是否满足约束条件，当存在像素点不满足约束条件时，对图像立方体进行分割，直至每个数据块中的像素点均满足约束条件；获取当前帧图像的帧序号为压缩头，每个压缩头对应多个压缩数据；根据疏浚指挥部收到压缩数据进行解压缩，并基于解压缩后的图像得到完整的当前帧图像。提高了解压缩的效率，进而增加了船舶疏浚作业实时监测的准确性。监测的准确性。监测的准确性。

Image processing method for remote video monitoring of ship dredging operation

【技术实现步骤摘要】
适用于船舶疏浚作业远程视频监控的图像处理方法


[0001]本专利技术涉及图像处理
，具体涉及一种适用于船舶疏浚作业远程视频监控的图像处理方法。

技术介绍

[0002]疏浚作业一般为疏通、扩宽或挖深河湖等水域，利用人力或者是机械进行水下土石方开挖工程。当利用船舶在水下进行疏浚作业时，人工无法勘测到疏浚进度，往往需通过水下相机进行水下疏浚作业监控，并将监控视频实时无线传送至疏浚指挥部，疏浚指挥部一般为独立设置的后台指挥中心，由疏浚指挥部中的相关技术人员根据水下疏浚作业监控视频及时对疏浚作业进行调整。
[0003]为保证监控视频传输的实时性，需要对监控视频图像帧进行处理，一般为对视频图像进行编码压缩，以便高效传输，然后由疏浚指挥部中的计算机设备进行解压缩。现有的图像处理方法中编码压缩方式有帧间压缩和帧内压缩；利用帧间压缩时，若传输过程中出现部分丢包，会导致后续监控视频图像帧也无法解压。利用帧内压缩时，忽略了视频流中不同帧之间的变化，只单独对某一帧进行压缩，压缩率低，解压速度慢，导致视频实时性差。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种适用于船舶疏浚作业远程视频监控的图像处理方法，用于解决对船舶疏浚作业远程视频监控时，现有的图像处理过程中对图像进行编码压缩时压缩率低，解压速度慢的问题，该方法包括以下步骤：获取疏浚作业中的多帧连续图像，获取当前帧图像与其之前多帧图像之间的差异图像，所有所述差异图像叠加得到高维图像，所述高维图像为待压缩数据；将所述待压缩数据视为图像立方体，所述图像立方体的长和宽为每张差异图像的长和宽，所述图像立方体的高为所有差异图像的数量；判断所述图像立方体中每个像素点是否满足约束条件，当存在所述像素点不满足所述约束条件时，对所述图像立方体进行分割得到两个数据块，判断每个数据块中的每个像素点是否满足约束条件，当存在所述像素点不满足所述约束条件时，对每个数据块进行分割，直至每个所述数据块中的像素点均满足约束条件；对每个所述数据块进行分级得到多个级别，基于所述级别构建每个数据块的压缩数据；获取当前帧图像的帧序号为压缩头，每个所述压缩头对应多个压缩数据；根据疏浚指挥部收到压缩数据的压缩头判断是否存在丢包，基于丢包个数决定解压缩的级别，并基于解压缩后的图像对丢失图像进行重构，根据重构的图像得到完整的当前帧图像。
[0005]优选的，所述约束条件为所述像素点的像素值与其对应的近似值之间的差值的绝对值小于预设阈值。
[0006]优选的，所述像素点对应的近似值的获取方法为：
获取所述图像立方体的任意一对斜对角顶点的像素值为其对应的近似值，基于该对斜对角顶点的近似值计算所述图像立方体中所有像素点的近似值；其中，所述斜对角顶点的定义为：以所述图像立方体的上表面的任意顶点为第一目标点，获取所述图像立方体的下表面与所述第一目标点对应的第二目标点，在所述下表面中所述第二目标点对角线的顶点为第三目标点，所述第一目标点与所述第三目标点为所述图像立方体的斜对角顶点。
[0007]优选的，所述基于该对斜对角顶点的近似值计算所述图像立方体中所有像素点的近似值的步骤，包括:将所述图像立方体中的像素点分为顶点像素点、棱边像素点以及面像素点；基于所述斜对角顶点的近似值获取每个所述顶点像素点的近似值；基于每个所述顶点像素点的近似值获取每个所述棱边像素点的近似值，基于每个所述棱边像素点的近似值获取每个所述面像素点的近似值。
[0008]优选的，所述对每个所述数据块进行分级得到多个级别的步骤，包括：所述高维图像对应的多个所述差异图像由上到下分别为第一通道，第二通道，
…
，第通道；表示正整数；所有数据块中存在第一通道的差异图像的数据块为第一级；排除第一级数据块后剩余所有数据块中存在第二通道的差异图像的数据块为第二级，以此类推，将所有的数据块划分为个级别。
[0009]优选的，所述根据疏浚指挥部收到压缩数据的压缩头判断是否存在丢包，基于丢包个数决定解压缩的级别的步骤，包括：当疏浚指挥部收到压缩数据的压缩头连续时，则不存在丢包，对所有的第一级数据块对应的压缩数据进行解压缩；当疏浚指挥部收到压缩数据的压缩头不连续时，则存在丢包，统计丢包的数量，当丢包的数量大于预设阈值时，重新对压缩数据进行传输；当丢包的数量小于预设阈值时，则对所有的第一级数据块至第级数据块对应的压缩数据进行解压缩；为正整数，表示丢包的数量。
[0010]优选的，所述并基于解压缩后的图像对丢失图像进行重构，根据重构的图像得到完整的当前帧图像的步骤，包括：对第一级到第级的压缩数据解压完成后得到前个通道的图像数据，然后将第个通道的图像与疏浚指挥部收到的其上一个通道的图像进行相加，能够得到丢失的第1帧图像；将获取到的丢失的第1帧图像与第个通道的图像相加，得到丢失的第帧图像；以此类推，将获取到的丢失的第帧图像与第1个通道的图像相加，得到当前帧图像。
[0011]本专利技术具有如下有益效果：本专利技术实施例中将监控视频图像转换为多帧差异图像并构建图像立方体，通过对图像立方体的分块得到多个数据块，为每个数据块进行分级，通过分块分级的压缩进行传输，能够及时发现其中是否出现丢包现象，并且基于差异图像进
行压缩传输的方法，能够在产生丢包现象之后对完整的图像进行重构，解决了由于丢包无法解压的问题，且提高了压缩率和解压速度，对疏浚作业的监控更具有实时性。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
[0013]图1为本专利技术一个实施例所提供的一种适用于船舶疏浚作业远程视频监控的图像处理方法流程图；图2为本专利技术一个实施例所提供的一种图像立方体示意图。
具体实施方式
[0014]为了更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术提出的一种适用于船舶疏浚作业远程视频监控的图像处理方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。在下述说明中，不同的“一个实施例”或“另一个实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
[0015]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。
[0016]本申请适用于对图像数据的压缩要求较高的监控作业中，为了解决在利用监控图像对船舶疏浚作业监控时，因为数据压缩丢包导致监控图像无法解压以及压缩率低的问题，本专利技术实施例中通过对每帧图像之间的帧差差异图像进行分级分块压缩，然后基于每个数据块的级别和顶点像素得到数据块的压缩数据，能够达到较高的压缩率，同时还可以对丢包引起的图像帧丢失进行还原，提高了解压缩的效率，进而增加了船舶疏浚作业实时监测的准确性。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于船舶疏浚作业远程视频监控的图像处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：获取疏浚作业中的多帧连续图像，获取当前帧图像与其之前多帧图像之间的差异图像，所有所述差异图像叠加得到高维图像，所述高维图像为待压缩数据；将所述待压缩数据视为图像立方体，所述图像立方体的长和宽为每张差异图像的长和宽，所述图像立方体的高为所有差异图像的数量；判断所述图像立方体中每个像素点是否满足约束条件，当存在所述像素点不满足所述约束条件时，对所述图像立方体进行分割得到两个数据块，判断每个数据块中的每个像素点是否满足约束条件，当存在所述像素点不满足所述约束条件时，对每个数据块进行分割，直至每个所述数据块中的像素点均满足约束条件；对每个所述数据块进行分级得到多个级别，基于所述级别构建每个数据块的压缩数据；获取当前帧图像的帧序号为压缩头，每个所述压缩头对应多个压缩数据；根据疏浚指挥部收到压缩数据的压缩头判断是否存在丢包，基于丢包个数决定解压缩的级别，并基于解压缩后的图像对丢失图像进行重构，根据重构的图像得到完整的当前帧图像。2.根据权利要求1所述的一种适用于船舶疏浚作业远程视频监控的图像处理方法，其特征在于，所述约束条件为所述像素点的像素值与其对应的近似值之间的差值的绝对值小于预设阈值。3.根据权利要求2所述的一种适用于船舶疏浚作业远程视频监控的图像处理方法，其特征在于，所述像素点对应的近似值的获取方法为：获取所述图像立方体的任意一对斜对角顶点的像素值为其对应的近似值，基于该对斜对角顶点的近似值计算所述图像立方体中所有像素点的近似值；其中，所述斜对角顶点的定义为：以所述图像立方体的上表面的任意顶点为第一目标点，获取所述图像立方体的下表面与所述第一目标点对应的第二目标点，在所述下表面中所述第二目标点对角线的顶点为第三目标点，所述第一目标点与所述第三目标点为所述图像立方体的斜对角顶点。4.根据权利要求3所述的一种适用于船舶疏浚作业远程视频监控的图像处理方法，其特征在于，所述基于该对斜对角顶点的近似值计算所述图像立方体中...

【专利技术属性】
技术研发人员：逄守文，
申请(专利权)人：山东交通学院，
类型：发明
国别省市：