數(shù)字圖像管理系統(tǒng)的研究.pdf

1、基于視頻的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)是圖像處理領(lǐng)域的一個(gè)重要分支，在當(dāng)前社會(huì)的實(shí)際生活、生產(chǎn)中擔(dān)當(dāng)重要的任務(wù)。隨著人們對(duì)監(jiān)控圖像質(zhì)量的要求日益提高，傳統(tǒng)的模擬攝像頭已經(jīng)無(wú)法滿足實(shí)際應(yīng)用中的需求，而隨著數(shù)字多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，使用數(shù)字?jǐn)z像頭的視頻監(jiān)控系統(tǒng)已逐漸成為市場(chǎng)的主流產(chǎn)品。本文研究的數(shù)字圖像管理系統(tǒng)即基于數(shù)字?jǐn)z像頭，對(duì)數(shù)字?jǐn)z像頭所拍攝的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸和壓縮存儲(chǔ)的處理。
　　本課題研究的數(shù)字圖像管理系統(tǒng)是指，將系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)分為數(shù)

2、字?jǐn)z像頭端和服務(wù)器端，其中數(shù)字?jǐn)z像頭端采用ARM芯片做處理器，主要負(fù)責(zé)對(duì)真實(shí)場(chǎng)景進(jìn)行拍攝并實(shí)時(shí)地將采樣得到的圖像通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到服務(wù)器，同時(shí)，在服務(wù)器終端，通過(guò)對(duì)接收到的網(wǎng)絡(luò)報(bào)文進(jìn)行解析，獲取到完整的圖像序列，及時(shí)在服務(wù)器用戶程序中顯示圖像并根據(jù)需要對(duì)圖像進(jìn)行不同方式的壓縮存儲(chǔ)。
　　系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)時(shí)存在的主要問(wèn)題是處理數(shù)據(jù)量大、運(yùn)算復(fù)雜性高與系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求高之間的矛盾。在本系統(tǒng)中，主要體現(xiàn)在系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)對(duì)攝像頭所拍攝的圖像進(jìn)行壓縮處理

3、并將其存儲(chǔ)到硬盤中，但是攝像頭采集的數(shù)字圖像都是24位真彩色圖像且其采樣幀率較高，因此系統(tǒng)需要處理的數(shù)據(jù)量大，對(duì)于處理速度來(lái)講是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。
　　本文重點(diǎn)針對(duì)于數(shù)字圖像的傳輸和管理，圖像數(shù)據(jù)量大、系統(tǒng)處理速度慢的原因主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，攝像頭端的處理器資源和存儲(chǔ)空間相對(duì)不足，但頻繁的圖像采樣和發(fā)送處理會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)讀取操作，對(duì)攝像頭性能產(chǎn)生影響；第二，攝像頭的采樣數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到服務(wù)器端，復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)情況會(huì)使傳輸數(shù)

4、據(jù)出現(xiàn)丟包、失序、出錯(cuò)等情況，并且網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)乃俣入y以控制；第三，采樣數(shù)據(jù)的壓縮處理會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜度很高的運(yùn)算，圖像壓縮后高壓縮率和高圖像質(zhì)量很難同時(shí)滿足。因此，系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)時(shí)，需要解決減少攝像頭端處理器的任務(wù)、提高網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)目煽啃院退俣纫约皩?shí)現(xiàn)快速高圖像質(zhì)量高壓縮率的圖像壓縮的問(wèn)題，與此同時(shí)，實(shí)現(xiàn)時(shí)必須考慮到系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，達(dá)到實(shí)時(shí)處理圖像數(shù)據(jù)的目的。
　　針對(duì)數(shù)字圖像管理和傳輸中的問(wèn)題，本文在大量調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，提出了一個(gè)有較好

5、性能的解決方案。考慮到攝像頭端客觀條件的限制，在實(shí)現(xiàn)時(shí)攝像頭僅負(fù)責(zé)數(shù)字圖像的采集和發(fā)送，同時(shí)通過(guò)DMA控制器的使用，有效防止了頻繁的數(shù)據(jù)讀取對(duì)處理器正常工作的干擾。在實(shí)現(xiàn)圖像的網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)，系統(tǒng)采用 TCP作為傳輸層協(xié)議，保證的數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，而輕量級(jí)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的采用，則刪減了不必要的功能，提高傳輸效率。根據(jù)具體使用時(shí)的不同需求，系統(tǒng)可以對(duì)攝像頭發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行多種方式的壓縮存儲(chǔ)，為實(shí)現(xiàn)高效率、高畫面質(zhì)量的圖像序列壓縮，系統(tǒng)使用了H.