[发明专利]降低彩色图像实时传输数据量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及彩色图像传输技术领域，尤其是大数据量彩色图像实时传输技术领域，具体而言，本发明特别涉及一种降低彩色图像实时传输数据量的方法。

背景技术

随着电子技术、CCD（Charge-Coupled Device，电荷耦合元件）成像技术的飞速发展，在各个领域如航空航天、工业控制、交通运输、多媒体网络等越来越多地使用高采集频率、高分辨率、多个彩色工业摄像机进行长时间地图像采集，这时就需要实时地传输和存储大量的图像数据。这对硬件，诸如图像采集卡、计算机内存、硬盘等，提出了非常高的要求，而且往往由于硬件的传输和存储能力有限或者性能不稳定，经常会出现丢帧现象，从而影响应用。

目前，大多数的工业级相机采用基于Bayer模板（见图1）的面阵CCD芯片捕获彩色图像，Bayer模板CCD的主要特征是在像素位置以间隔的方式放置红、绿、蓝色的滤光片，即彩色滤光阵列(color filter arrays,CFA)，其中绿色滤光片的数量为红色(或蓝色)的两倍。单CCD需要通过CFA插值算法来重构全彩图像，而现有很多相机其插值算法都被集成在相机内部或图像采集卡的处理模块中，也就是说从相机中直接得到的就是三通道的彩色图像，其数据量非常大，尤其是在高帧速、高分辨率、多相机运行时。

发明内容

本发明的目的在于提供一种降低彩色图像实时传输数据量的方法，以解决目前从相机中直接得到的三通道彩色图像数据量太大的问题。

为了解决上述问题，本发明提供一种降低彩色图像实时传输数据量的方法，其技术方案如下：

一种降低彩色图像实时传输数据量的方法，用于彩色CCD相机采集、传输图像数据至计算机，其包括以下步骤：将彩色CCD相机设置为灰度模式；运行相机，实时采集图像、传输和存储均为单通道的原始裸数据即灰度图像；采集、传输完成，计算机将已存储的单色原始裸数据（即灰度图像）进行彩色插值计算，得到每个像素插值后的三通道彩色图像。

在上述方法的一种优选实施方式中，所述彩色CCD相机为基于Bayer模板的彩色CCD相机，并通过Bayer模板排列方法将已存储的灰度图像进行彩色插值计算。

在上述方法的一种优选实施方式中，采用双线性插值方法对灰度图像进行彩色插值计算。

分析及测试得知，本发明的操作和计算简单可行，在传输过程中将三通道数据量减少到单通道，也即减少到原来的三分之一，借此可以有效降低实时传输和存储数据量，进而减轻硬件压力，解决丢帧问题，可见，本发明是一种既不影响数据又简单可行的方法，可应用在大数据量的彩色图像实时采集领域。

附图说明

图1为Bayer模板的面阵排列示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

为了降低大量彩色图像传输和存储时的数据量，本发明提供一种降低彩色图像实时传输数据量的方法，其主要包括以下步骤：

根据相机开发指令，将彩色相机设置为灰度模式（此申请文件中的灰度模式是指单色原始裸数据模式）。优选地，该彩色相机为基于Bayer模板的彩色CCD相机，可支持二次开发。

运行彩色相机，实时采集图像，这时传输和存储至计算机的图像均为单通道的灰度图像（此申请文件中的灰度图像是指原始裸数据）。

采集、传输完成，计算机通过Bayer模板排列方法将已存储的灰度图像进行彩色插值计算，例如采用双线性插值方法进行彩色插值计算。如图1所示，以任意一个R（Red，红色）像元为例：

R=R。

G=(G1+G2+G3+G4)/4,其中G1-G4为R邻近的四个G（Green，绿色）像元灰度。

B=(B1+B2+B3+B4)/4,其中B1-B4为R邻近的四个B（Blue，蓝色）像元灰度。

更具体而言，在图1中，以R52像元为例，与其临近的四个G像元为G42、G51、G53和G62，与其临近的四个B像元为B41、B43、B61、B63。

接着，参照上一步骤，同理计算其它两个通道，即得到每个像素插值后的三通道彩色图像，即完成彩色图像的传输和存储，比直接存储彩色图像减少了2倍的数据量。通过验证，此方法对图像颜色和分辨率无任何影响。