專利名稱：監(jiān)控視頻圖像的實時傳輸方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種監(jiān)控視頻圖像的實時傳輸方法及系統(tǒng)，且特別有關(guān)于一種利用圖像編碼的特性可以大幅減少監(jiān)控圖像傳輸占用的網(wǎng)絡(luò)帶寬，進而提升圖像傳輸速度的監(jiān)控視頻圖像的實時傳輸方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來監(jiān)控在遠程或不同位置上的計算機系統(tǒng)或接口設(shè)備(如一鍵盤、視頻及鼠標裝置(Keyboard，Video & Mouse，KVM)的方式已經(jīng)漸漸普及。在圖1中即顯示一種公知的遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)，其通過一臺單機11(即一主控端)的鍵盤、視頻、鼠標(KVM)總線來控管，亦即使用者是使用熟知的服務(wù)器切換器(Server Switches)來通過網(wǎng)絡(luò)接口12同時控管局域網(wǎng)絡(luò)(LocalArea Network，LAN)內(nèi)或是廣域網(wǎng)絡(luò)(Wide Area Network，WAN)內(nèi)的各類型的計算機系統(tǒng)13、14(即被控端)的畫面圖像。
在此公知的遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)中，對于監(jiān)控圖像的傳輸方法通常是采用全屏幕傳輸，即該被控端13、14將整張圖像信號(以每一個幀(Frame)為代表)以固定頻率(frame/sec)壓縮或非壓縮方式傳輸?shù)皆撝骺囟?1顯示輸出，由于一般的圖像資料皆極為龐大，若未經(jīng)任何處理即通過網(wǎng)絡(luò)將整個圖像傳輸至位于遠程的主控端11，則易占用大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬(Bandwidth)，使得整體傳輸速度遲緩，相對地較難達成遠程監(jiān)控圖像實時更新的目的。
此外，另一種監(jiān)控圖像的傳輸方法是將整張圖像切割為既定數(shù)目個子幀(又稱”子區(qū)塊”)，其通過一檢測模塊來分別檢測兩前后連續(xù)圖像幀的相應(yīng)子幀間有變化的部分(又稱”變動區(qū)塊”或”動態(tài)區(qū)塊”)，并僅將兩幀中產(chǎn)生變化的子幀部份經(jīng)過編碼(壓縮)之后傳輸至主控端11以顯示輸出。
圖2A即顯示兩相連接的變動區(qū)塊21及22。若以每一圖像畫面的幀(Frame)大小為1027×768像素(Pixel)為例，當將每一幀予以縱向及橫向各16等份切割以產(chǎn)生256個的子區(qū)塊時，其每一子區(qū)塊的大小約為64×48像素(Pixel)。在網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)倪^程中，若將區(qū)塊21與區(qū)塊22分別以JPEG格式編碼，則編碼后的大小分別為785與745字節(jié)(bytes)，其總傳輸大小為785+745＝1530字節(jié)。反之，若將此相連接的區(qū)塊21與區(qū)塊22一起進行JPEG格式編碼，則合起來的區(qū)塊編碼后的大小為964字節(jié)。因此，由上述數(shù)據(jù)約略可以得出JPEG圖檔對于每一64×48像素區(qū)塊編碼的經(jīng)常負荷(Overhead)為1530-964≈500字節(jié)。故當同時傳輸兩個區(qū)塊21及22時，其經(jīng)常負荷在總體傳輸量的比例約占500/1530≈33％；反之，若是每一區(qū)塊分別傳輸，則其經(jīng)常負荷所占的比例為500/(1530/2)≈66％。
圖2B則進一步顯示四個相連接的變動區(qū)塊21、22、23及24。其同樣以圖像幀大小為1027×768像素且切割成256個64×48像素的子區(qū)塊為例。若將該區(qū)塊21、區(qū)塊22、區(qū)塊23、與區(qū)塊24分別以JPEG格式編碼，其編碼后的大小分別為785、745、1272、840字節(jié)(bytes)，其總傳輸大小為785+745+1272+840＝3642字節(jié)。反之，若將此四個相連接的區(qū)塊一起進行JPEG格式編碼，則合起來的區(qū)塊編碼后的大小為1966字節(jié)，則其經(jīng)常負荷為3642-1966≈1676字節(jié)，約為3642字節(jié)的50％。析言之，當多個子區(qū)塊是連在一起同時傳送時，因為只需要負擔少量的經(jīng)常負荷，所以通常會比同樣的子區(qū)塊分開獨立傳送，使用更少的網(wǎng)絡(luò)傳輸量。
由于畫面上的一些變動區(qū)塊因彼此間并無關(guān)聯(lián)性，故較適合分別編碼傳送，但有可能另一些變動區(qū)塊在畫面上因為具有關(guān)聯(lián)性或互動性而緊鄰連接在一起，反而較適合同時編碼傳送，以降低對經(jīng)常負荷的傳送。而公知的方式并未發(fā)現(xiàn)此一特性，卻僅針對任何有變動的單一區(qū)塊獨立進行編碼及傳送，常會增加圖像壓縮對于區(qū)塊的經(jīng)常負荷，而未能達到最佳的編碼效果。以上述例子為例，若以多個連接區(qū)塊一起進行編碼，將可以大幅省去不需要的經(jīng)常負荷且使得整體總傳輸大小縮小。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的是提供一種監(jiān)控視頻圖像的實時傳輸方法及系統(tǒng)，能夠利用圖像編碼的特性，以最佳化的網(wǎng)絡(luò)傳輸流量大幅減少監(jiān)控圖像傳輸時所占用的網(wǎng)絡(luò)帶寬，進而提高整體圖像傳輸速度，達到實時更新遠程監(jiān)控畫面的目的。
為了達成上述目的，依據(jù)本發(fā)明實施例的監(jiān)控視頻圖像的實時傳輸方法，是運用于連接一主控端及一被控端的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上。首先，將被控端接收到的一幀定義成多個子區(qū)塊并予以依序編碼。接著，在其中找到一變動中的子區(qū)塊作為一基準變動子區(qū)塊的始點，依特定的判斷條件及范圍尋找其鄰近的變動子區(qū)塊以制作成一變動子區(qū)塊集合，其中該變動子區(qū)塊集合的多個變動子區(qū)塊，是在幀上呈相互連結(jié)且形成一矩形。
之后，將編碼后的變動子區(qū)塊集合與該變動子區(qū)塊集合中每一變動子區(qū)塊的編號傳送至主控端。主控端接收之后，則依據(jù)傳來的編號，使傳來的變動子區(qū)塊取代主控端內(nèi)原監(jiān)控幀中具有相同編號的對應(yīng)子區(qū)塊。
其中，被控端尋找變動子區(qū)塊集合的方法，是先將基準變動子區(qū)塊加入變動子區(qū)塊集合中，接著，判斷變動子區(qū)塊集合右側(cè)連接的子區(qū)塊是否都為變動子區(qū)塊。若變動子區(qū)塊集合右側(cè)連接的子區(qū)塊都為變動子區(qū)塊，則將右側(cè)連接的子區(qū)塊加入變動子區(qū)塊集合。之后，判斷該更新過的變動子區(qū)塊集合下側(cè)連接的子區(qū)塊是否都為變動子區(qū)塊。若變動子區(qū)塊集合下側(cè)連接的子區(qū)塊都為變動子區(qū)塊，則將下側(cè)連接的子區(qū)塊再加入變動子區(qū)塊集合中。而當，最后一變動子區(qū)塊集合其右側(cè)與下側(cè)連接的子區(qū)塊并非都為變動子區(qū)塊時，則一變動子區(qū)塊集合制作完成。
依據(jù)本發(fā)明另一實施例，被控端尋找變動子區(qū)塊集合的方法，是先將基準變動子區(qū)塊加入變動子區(qū)塊集合，并定義一集合臨界值，代表在一變動子區(qū)塊集合中變動子區(qū)塊數(shù)目占該集合中所有子區(qū)塊數(shù)目的比例。接著，判斷包含變動子區(qū)塊集合與其右側(cè)連接的子區(qū)塊的暫時集合是否符合集合臨界值，若符合集合臨界值，則將右側(cè)連接的子區(qū)塊加入變動子區(qū)塊集合。之后，判斷包含變動子區(qū)塊集合與其下側(cè)連接的子區(qū)塊的暫時集合是否符合集合臨界值，若符合集合臨界值，則將下側(cè)連接的子區(qū)塊加入變動子區(qū)塊集合。而當包含變動子區(qū)塊集合與其右側(cè)與下側(cè)連接的子區(qū)塊的暫時集合不符合集合臨界值時，則變動子區(qū)塊集合尋找完成。


為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖，詳細說明如下
圖1顯示一公知遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)。
圖2A顯示兩個相連接的變動區(qū)塊。
圖2B顯示四個相連接的變動區(qū)塊。
圖3為一示意圖，是顯示依據(jù)本發(fā)明實施例的監(jiān)控視頻圖像的實時傳輸系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)。
圖4為一流程圖，是顯示依據(jù)本發(fā)明實施例的監(jiān)控視頻圖像的實時傳輸方法的操作流程。
圖5為一流程圖，是顯示依據(jù)本發(fā)明第一實施例的變動子區(qū)塊集合的制作方法的流程。
圖6顯示一幀實例。
圖7為一流程圖，是顯示依據(jù)本發(fā)明第二實施例的變動子區(qū)塊集合的制作方法的流程。
圖8顯示另一幀實例。
其中，附圖標記說明如下11～主控端；12～網(wǎng)絡(luò)接口；13、14～計算機系統(tǒng)；21、22、23、24～變動區(qū)塊；30～被控端；31～主控端；32～網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；S40、S41、S42、S43、S44、S45、S46、S47及S48～操作步驟；S51、S52、S53、S54、S55、S56及S57～操作步驟；60～幀；S71、S72、S73、S74、S75、S76、S77、S78、S79、S80及S81～操作步驟；80～幀。
具體實施例方式
請見圖3，是顯示依據(jù)本發(fā)明實施例的監(jiān)控視頻圖像的傳輸系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)，其包括一被控端30、一主控端31、與一網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)32。其中，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)32是用以連接主控端31及被控端30，且網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)32可為一網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)(Internet)、局域網(wǎng)絡(luò)(LAN)或廣域網(wǎng)絡(luò)(WAN)系統(tǒng)。
主控端31可以通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)32利用監(jiān)控機制，如鍵盤、視頻、鼠標(KVM)總線機制來監(jiān)控遠程的被控端30，且被控端30會將圖像傳送回主控端31，以進行實時監(jiān)控顯示。被控端30與主控端31之間的操作將參考圖4進行說明。
請見圖4，是顯示依據(jù)本發(fā)明實施例的監(jiān)控視頻圖像的實時傳輸方法，步驟包括首先，見步驟S40，將擷取自被控端30的每一圖像幀分割成特定數(shù)量的子區(qū)塊，并對每一子區(qū)塊依排列順序施以編號。然后進入步驟S41，依前述子區(qū)塊的編號順序，自被控端30的一幀的各子區(qū)塊中尋找一基準變動子區(qū)塊，亦即在編號順序排列的子區(qū)塊塊中，找尋第一個發(fā)生變動的子區(qū)塊作為觀察整體變動的始點。前述圖像幀是由被控端30的VGA卡所擷取。此外，子區(qū)塊(子幀)是通過被控端30對比前后兩連續(xù)圖像幀中相同編號的子區(qū)塊內(nèi)容所得知其是否有變動，即此子區(qū)塊是否為變動子區(qū)塊。
接著，進行步驟S42，判斷該幀的多個子區(qū)塊中有無變動子區(qū)塊。如果沒有發(fā)現(xiàn)，則前進到步驟S43；反之，如果有發(fā)現(xiàn)任何變動子區(qū)塊，則前進到步驟S44，即制作包含此基準變動子區(qū)塊在內(nèi)的一變動子區(qū)塊集合。在本實施例中，每一變動子區(qū)塊集合可包含一個或多個變動子區(qū)塊的相對編號，特別是當一些變動子區(qū)塊在圖像畫面中原本是相互連結(jié)而呈一矩形排列時，即有可能被放入同一變動子區(qū)塊集合之中(待后詳述)。值得注意的是，制作變動子區(qū)塊集合的方法可以用兩種實施方法完成，故以下分別以圖5與圖7進行說明。
請見圖5，在本發(fā)明第一實施例的制作變動子區(qū)塊集合的方法中，首先，如步驟S51，將發(fā)現(xiàn)到的基準變動子區(qū)塊加入到一空白的變動子區(qū)塊集合中，接著，如步驟S52，判斷變動子區(qū)塊集合右側(cè)連接的子區(qū)塊是否都為變動子區(qū)塊。若變動子區(qū)塊集合右側(cè)連接的子區(qū)塊都為變動子區(qū)塊，則進入步驟S53，將右側(cè)連接的子區(qū)塊的對應(yīng)編號加入并更新前述變動子區(qū)塊集合。而若變動子區(qū)塊集合右側(cè)連接的子區(qū)塊并非都為變動子區(qū)塊，則不將右側(cè)連接的子區(qū)塊加入變動子區(qū)塊集合，而進入至步驟S56。
在完成步驟S53之后進入步驟S54，即進一步判斷該更新后的變動子區(qū)塊集合下側(cè)連接的子區(qū)塊是否都為變動子區(qū)塊。若該更新后的變動子區(qū)塊集合下側(cè)連接的子區(qū)塊都為變動子區(qū)塊，則進入步驟S55，即將下側(cè)連接的子區(qū)塊的對應(yīng)編號加入以再度更新變動子區(qū)塊集合，接著回到步驟S52，繼續(xù)判斷再度更新后的變動子區(qū)塊集合的右側(cè)子區(qū)塊。若在步驟S54中，變動子區(qū)塊集合下側(cè)連接的子區(qū)塊并非都為變動子區(qū)塊，則不將下側(cè)連接的子區(qū)塊加入變動子區(qū)塊集合，而是直接回到步驟S52。
在前述步驟S52中，若該變動子區(qū)塊集合右側(cè)連接的子區(qū)塊并非都為變動子區(qū)塊，則不將右側(cè)連接的子區(qū)塊加入變動子區(qū)塊集合，并進入至步驟S56。步驟S56進一步判斷該變動子區(qū)塊集合下側(cè)連接的子區(qū)塊是否都為變動子區(qū)塊。當其判斷結(jié)果為”否”時，則代表該變動子區(qū)塊集合的右側(cè)與下側(cè)連接的子區(qū)塊都不是變動子區(qū)塊，即進入步驟S57，一變動子區(qū)塊集合的制作已完成且結(jié)束；反之，當步驟S56的判斷結(jié)果為”是”時，即代表該變動子區(qū)塊集合下側(cè)連接的子區(qū)塊都為變動子區(qū)塊，流程須接續(xù)到步驟S55，即將該變動子區(qū)塊集合下側(cè)的子區(qū)塊編號加入并更新該變動子區(qū)塊集合，接著回到步驟S52，直到不斷更新中的變動子區(qū)塊集合其右側(cè)與下側(cè)連接的子區(qū)塊皆非變動子區(qū)塊為止。
值得注意的是，在執(zhí)行步驟S52中，若變動子區(qū)塊集合右側(cè)連接的子區(qū)塊并非都為變動子區(qū)塊時，之后，所有變動子區(qū)塊集合的向右找尋動作與判斷皆可停止，而僅針對下側(cè)連接的子區(qū)塊進行判斷即可。相同地，在執(zhí)行步驟S54中，若變動子區(qū)塊集合下側(cè)連接的子區(qū)塊并非都為變動子區(qū)塊時，之后，所有變動子區(qū)塊集合的向下找尋動作與判斷皆可停止，而僅針對右側(cè)連接的子區(qū)塊進行判斷即可。
而在執(zhí)行圖5的步驟S56及S57后，即當變動子區(qū)塊集合右側(cè)與下側(cè)連接的子區(qū)塊皆非變動子區(qū)塊時，一個變動子區(qū)塊集合的制作已完成且結(jié)束，整個作動流程會回到圖4中的步驟S45。
在圖4的步驟S45中，該變動子區(qū)塊集合內(nèi)子區(qū)塊的相對編號會被紀錄起來，并從幀的完整子區(qū)塊集合中扣除，使該幀中剩余的子區(qū)塊會經(jīng)過步驟S41并從中重新找尋一基準變動子區(qū)塊，如此周而復(fù)始，直到該幀中未發(fā)現(xiàn)任何變動子區(qū)塊為止(如步驟S42)，亦即該幀中所有變動子區(qū)塊皆會被找出并已制作成變動子區(qū)塊集合為止。
舉一實例進行說明，圖6顯示一幀60，先進行如圖4的步驟S40，即分割成16個經(jīng)過編號的子區(qū)塊，其中涂有黑點部份的子區(qū)塊代表該幀60的變動子區(qū)塊，且構(gòu)成該幀 60 的完整子區(qū)塊集合為{1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16}。
然后根據(jù)幀60中各子區(qū)塊的編號順序找尋一基準變動子區(qū)塊，其中子區(qū)塊1(基準變動子區(qū)塊)會先被檢測到，因而執(zhí)行依據(jù)變動子區(qū)塊集合的制作過程(見圖4的步驟S44)。
如依據(jù)圖5的第一實施例制作變動子區(qū)塊集合的方法，該子區(qū)塊1的編號會先被加入變動子區(qū)塊集合{1}中。接著，由于變動子區(qū)塊集合的右側(cè)子區(qū)塊(子區(qū)塊2)被判斷出為一變動子區(qū)塊(如圖5的步驟S52)，因此，子區(qū)塊2的編號被加入并更新成變動子區(qū)塊集合{1，2}(如圖5的步驟S53)。之后，以區(qū)塊1與2為單位向下尋找，由于變動子區(qū)塊集合的下側(cè)子區(qū)塊(子區(qū)塊5與6)為變動子區(qū)塊，因此，子區(qū)塊5與6的對應(yīng)編號被加入并更新成變動子區(qū)塊集合{1，2，5，6}(如圖5的步驟S55)。
接著，以區(qū)塊1、2、5、與6為單位向右尋找(回到圖5的步驟S52)，由于子區(qū)塊3并非為變動區(qū)塊，因此停止向右尋找。再者，以區(qū)塊1、2、5、與6為單位向下尋找(如圖5的步驟S56)，由于變動子區(qū)塊集合的下側(cè)子區(qū)塊(子區(qū)塊9與10)為變動子區(qū)塊，因此，子區(qū)塊9與10的對應(yīng)編號被加入并更新成變動子區(qū)塊集合{1，2，5，6，9，10}(如圖5的步驟S55)。
之后，再以區(qū)塊1、2、5、6、9與10為單位向下尋找，之后由于子區(qū)塊13并非為變動子區(qū)塊，因此，一第一變動子區(qū)塊集合{1，2，5，6，9，10}制作完成(如圖5的步驟S57)。
接著，流程會回到如圖4的步驟S45，即將第一個變動子區(qū)塊集合{1，2，5，6，9，10}中變動子區(qū)塊的相對編號1，2，5，6，9，10自該幀60的完整子區(qū)塊集合{1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16}中扣除，剩余的子區(qū)塊構(gòu)成新的完整子區(qū)塊集合{3，4，7，8，11，12，13，14，15，16}。然后再重復(fù)如圖4中相同的步驟S41及方法，即可找到其它的第二及第三變動子區(qū)塊集合{7，8}與{14}。
在此例子中，假設(shè)每一子區(qū)塊的傳輸大小都為100字節(jié)(Bytes)且以傳輸每一子區(qū)塊的經(jīng)常負荷比例為66％來計算，則傳輸每一子區(qū)塊的經(jīng)常負荷為66字節(jié)(Bytes)。若以公知的方法，即每一變動子區(qū)塊分別傳送至主控端，因為該幀60中共有9個變動子區(qū)塊，則必須花費(66+34)×9)＝900的總傳輸量。而依據(jù)本發(fā)明的第一實施例，第一變動子區(qū)塊集合{1，2，5，6，9，10}的傳輸量約為66+(100-66)×6＝270；第二變動子區(qū)塊集合{7，8}的傳輸量約為66+(100-66)×2＝134；且第三變動子區(qū)塊集合{14}的傳輸量約為66+(100-66)×1＝100，即總傳輸量為270+134+100＝504。第一實施例與公知方法的比率為504/900≈56％，即本發(fā)明實施例可以比公知方式更節(jié)省45％的網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬。當變動子區(qū)塊集合越大時，可以節(jié)省的空間將會越多。
另請見圖7，依據(jù)本發(fā)明第二實施例的制作變動子區(qū)塊集合的方法。首先仍與前述第一實施例在圖4中先執(zhí)行的各步驟S40、S41、S45及S44相同，接著進入如步驟S71，將基準變動子區(qū)塊的編號加入一空白的子區(qū)塊暫時集合中，將變動子區(qū)塊集合，作為子區(qū)塊暫時集合選取子區(qū)塊范圍的始點，如步驟S72，定義一變動子區(qū)塊集合＝子區(qū)塊暫時集合，故如為初始，則尋找到的變動子區(qū)塊集合＝子區(qū)塊暫時集合＝基準變動子區(qū)塊。接著進行步驟S73，即將該子區(qū)塊暫時集合右側(cè)連接的子區(qū)塊加入子區(qū)塊暫時集合中，以取得一暫時集合臨界值，該暫時集合臨界值＝(子區(qū)塊暫時集合中實際變動子區(qū)塊數(shù)目)/(子區(qū)塊暫時集合中所有子區(qū)塊數(shù)目)。需注意的是，前述第一實施例的制作變動子區(qū)塊集合的方法是以基準變動子區(qū)塊為始點，先對其鄰近子區(qū)塊確認為變動子區(qū)塊后再納入并更新變動子區(qū)塊集合的范圍，以此類推，不斷擴大該變動子區(qū)塊集合的選取范圍；反之，依據(jù)本發(fā)明的第二實施例，是利用一子區(qū)塊暫時集合以基準變動子區(qū)塊為始點，先將其鄰近無論是否為變動的子區(qū)塊暫時納入該子區(qū)塊暫時集合內(nèi)，以作集合臨界值是否符合的判斷，當符合時，才將子區(qū)塊暫時集合內(nèi)的值指定予該變動子區(qū)塊集合。
接著，如步驟S74，判斷加入右側(cè)連接的子區(qū)塊的子區(qū)塊暫時集合的暫時集合臨界值是否符合一指定集合臨界值，其中該暫時集合臨界值必須大于或等于該指定集合臨界值，而操作者可設(shè)定該指定集合臨界值范圍介于0至1之間。若符合指定集合臨界值，則進行步驟S75，繼續(xù)將該更新過的子區(qū)塊暫時集合右側(cè)連接的子區(qū)塊加入該子區(qū)塊暫時集合中以再度更新；反之，若不符合指定集合臨界值，則前進至步驟S76，將變動子區(qū)塊集合的值指定予子區(qū)塊暫時集合，即子區(qū)塊暫時集合重存回位到變動子區(qū)塊集合內(nèi)的子區(qū)塊，對于僅含有基準變動子區(qū)塊的初次判斷，則該子區(qū)塊暫時集合＝變動子區(qū)塊集合＝基準變動子區(qū)塊。
在完成前述加入下側(cè)連接的子區(qū)塊至子區(qū)塊暫時集合的步驟S75后，進行步驟S77，即判斷加入下側(cè)子區(qū)塊的子區(qū)塊暫時集合所定義出的暫時集合臨界值是否符合前述指定集合臨界值。若是符合指定集合臨界值，則重回步驟S72，即將現(xiàn)有的子區(qū)塊暫時集合的值指定予變動子區(qū)塊集合，以更新變動子區(qū)塊集合，再重新以現(xiàn)有的子區(qū)塊暫時集合為始點納入其鄰接的子區(qū)塊以作臨界值判斷，如此周而復(fù)始，直到發(fā)現(xiàn)一子區(qū)塊暫時集合在加上其右側(cè)連接子區(qū)塊時所定義的暫時集合臨界值，以及該同一子區(qū)塊暫時集合在加上其下側(cè)連接子區(qū)塊時所定義的暫時集合臨界值，兩者皆不符前述指定集合臨界值為止。
反之，若經(jīng)過步驟S77判斷，加入下側(cè)子區(qū)塊的子區(qū)塊暫時集合不符合指定集合臨界值，則如步驟S78將變動子區(qū)塊集合內(nèi)的子區(qū)塊存回該子區(qū)塊暫時集合中。接著再度回到步驟S72，以該回復(fù)資料的子區(qū)塊暫時集合(即變動子區(qū)塊集合內(nèi)存的子區(qū)塊)為始點重新納入其鄰接的右側(cè)子區(qū)塊以作集合臨界值判斷。
在經(jīng)過前述步驟S74判斷，認定具有右側(cè)子區(qū)塊的子區(qū)塊暫時集合不符合指定集合臨界值后，則來到步驟S76，則需將變動子區(qū)塊集合內(nèi)的子區(qū)塊存回該子區(qū)塊暫時集合之中，接著繼續(xù)步驟S79及S80，即以該回復(fù)資料的子區(qū)塊暫時集合為始點，納入其鄰接下側(cè)子區(qū)塊以作集合臨界值判斷，此與前述步驟S75及S77相同。
而若步驟S80判斷出該包含下側(cè)連接子區(qū)塊的子區(qū)塊暫時集合所定義出的暫時集合臨界值不符合指定集合臨界值，則進入步驟S81，即代表在步驟S76中的變動子區(qū)塊集合或子區(qū)塊暫時集合被作為一已確認的變動子區(qū)塊集合，進而會回到圖4的步驟S45；反之，步驟S80后的流程是重新回到步驟S72，繼續(xù)以該加入下側(cè)子區(qū)塊的子區(qū)塊暫時集合作為新的變動子區(qū)塊集合并為一始點向其鄰接右側(cè)子區(qū)塊合并，并判斷其集合臨界值。
與本發(fā)明的第一實施例相同，當從圖7的步驟S81回到圖4的步驟S45時，任何已被確認的變動子區(qū)塊集合內(nèi)的子區(qū)塊編號會被紀錄起來，從幀的完整子區(qū)塊集合中扣除，使該幀中剩余的子區(qū)塊會進入步驟S41以從中重新找尋一基準變動子區(qū)塊，如此周而復(fù)始，直到該幀中未發(fā)現(xiàn)任何變動子區(qū)塊為止(如步驟S42)，亦即其它的變動子區(qū)塊集合皆被找出為止。
另舉一實例進行說明依據(jù)本發(fā)明的第二實施例，圖8顯示一幀80，其依據(jù)本發(fā)明第二實施例會先被分割成15個經(jīng)過編號的子區(qū)塊，其中涂布黑點部份的子區(qū)塊代表幀80中的變動子區(qū)塊(如圖4步驟S40)，由此可知，構(gòu)成該幀80的完整子區(qū)塊集合為{1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15}，且假設(shè)指定集合臨界值設(shè)為3/4。
然后依子區(qū)塊的編號順序在幀80中找尋到一子區(qū)塊1作為基準變動子區(qū)塊(如圖4的步驟S41)。在確認有發(fā)現(xiàn)一變動的子區(qū)塊1后，開始制作一第一變動子區(qū)塊集合(如圖4的步驟S42及S44)。接著將子區(qū)塊1其加入一空白的子區(qū)塊暫時集合{1}，并使一變動子區(qū)塊集合＝子區(qū)塊暫時集合＝{1}(如圖7的步驟S71及S72)。接著，將該子區(qū)塊暫時集合{1}鄰接的右側(cè)子區(qū)塊2加入并更新該子區(qū)塊暫時集合成{1，2}，但其變動子區(qū)塊數(shù)目/暫時集合內(nèi)總子區(qū)塊數(shù)目＝2/2＝1≥3/4(如圖7的步驟S73及S74)，符合指定集合臨界值，因此，繼續(xù)將該子區(qū)塊暫時集合{1，2}下側(cè)鄰接的子區(qū)塊6，7加入并更新子區(qū)塊暫時集合{1，2}成{1，2，6，7}。之后，由于包含子區(qū)塊6與7的子區(qū)塊暫時集合{1，2，6，7}的暫時集合臨界值符合指定集合臨界值(3/4≥3/4)，因此，使變動子區(qū)塊集合＝子區(qū)塊暫時集合{1，2，6，7}(如步驟S72)。
之后，以此類推，當發(fā)現(xiàn)一包含有變動子區(qū)塊集合與其右側(cè)子區(qū)塊的子區(qū)塊暫時集合，以及一包含有同一變動子區(qū)塊集合與其下側(cè)鄰接子區(qū)塊的子區(qū)塊暫時集合，兩者皆不符合指定集合臨界值時，則代表一第一變動子區(qū)塊集合制作完成。在此例子中，最后得到的變動子區(qū)塊集合為{1～15}。值得注意的是，指定集合臨界值可以依據(jù)不同型態(tài)的圖像、傳輸狀態(tài)、環(huán)境來決定，當?shù)诙嵤├闹付吓R界值為設(shè)定為1時，即與第一實施例相同。
在本發(fā)明第二實施例中，主要是有限度的將非變動子區(qū)塊納入集合之中，使得區(qū)塊集合可以達到最大化，可以使得壓縮比例進一步得到提升。
請再參考圖4的步驟S43，當同一幀中所有變動子區(qū)塊集合皆被找出，已無發(fā)現(xiàn)其它任何的變動子區(qū)塊集合之后，則進入如步驟S46，將變動子區(qū)塊集合及集合內(nèi)的編號所對應(yīng)的子區(qū)塊進行編碼，如JPEG壓縮，并如步驟S47，將編碼后的變動子區(qū)塊集合的變動子區(qū)塊編號與相對子區(qū)塊通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)32傳送至主控端31。
當主控端31接收到資料之后，則如步驟S48，依據(jù)傳來的編號，使該等傳來的相對子區(qū)塊取代主控端31內(nèi)監(jiān)控幀中具有相同編號的子區(qū)塊。
因此，通過本發(fā)明所提出的監(jiān)控視頻圖像的傳輸方法與系統(tǒng)，可以利用圖像編碼的特性，大幅減少監(jiān)控圖像傳輸時所占用的網(wǎng)絡(luò)帶寬，進而提升整體圖像傳輸速度，達到實時更新遠程監(jiān)控畫面的目的。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例描述如上，但其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍內(nèi)，可做任何更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求書限定的范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種監(jiān)控視頻圖像的實時傳輸方法，使用于連接一主控端及一被控端的一網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上，其特征在于，包括下列步驟自被控端中截取至少一圖像幀，并將每一幀分割成多個子區(qū)塊并分別予以編號；當在所述幀的多個子區(qū)塊中檢測到一變動的子區(qū)塊時，以所述被檢測到的子區(qū)塊作為一基準變動子區(qū)塊；以所述基準變動子區(qū)塊為始點，對所述幀中特定范圍內(nèi)的其它子區(qū)塊執(zhí)行至少一判斷條件，以將所述基準變動子區(qū)塊的相對編號及符合前述判斷條件的其它子區(qū)塊的編號制成一變動子區(qū)塊集合；將所述變動子區(qū)塊集合進行編碼；以及所述被控端將編碼后的所述變動子區(qū)塊集合傳送予所述主控端，以依照所述變動子區(qū)塊集合中的編號更新所述主控端內(nèi)一監(jiān)控所述幀的相同編號的子區(qū)塊。
2.如權(quán)利要求1所述的監(jiān)控視頻圖像的實時傳輸方法，其特征在于，傳送對應(yīng)所述變動子區(qū)塊集合中每一編號的子區(qū)塊至所述主控端，以更新所述相同編號的子區(qū)塊。
3.如權(quán)利要求1所述的監(jiān)控視頻圖像的實時傳輸方法，其特征在于，依子區(qū)塊的編號排列作為檢測變動的順序，并以所述幀中第一個被檢測到呈現(xiàn)變動狀態(tài)的子區(qū)塊，作為基準變動子區(qū)塊。
4.如權(quán)利要求1所述的監(jiān)控視頻圖像的實時傳輸方法，其特征在于，每一變動子區(qū)塊集合中的該等符合條件的子區(qū)塊在所述幀上相互連結(jié)且形成為一矩形排列。
5.如權(quán)利要求1所述的監(jiān)控視頻圖像的傳輸方法，其特征在于，所述變動子區(qū)塊集合的制作方法，包括下列步驟將所述基準變動子區(qū)塊加入所述變動子區(qū)塊集合；對所述幀執(zhí)行所述變動子區(qū)塊集合右側(cè)連接的子區(qū)塊是否都為變動子區(qū)塊的判斷；以及當所述變動子區(qū)塊集合右側(cè)連接的子區(qū)塊都為變動子區(qū)塊時，則將所述右側(cè)連接的子區(qū)塊加入并更新所述變動子區(qū)塊集合。
6.如權(quán)利要求5所述的監(jiān)控視頻圖像的實時傳輸方法，其特征在于，所述變動子區(qū)塊集合的制作方法，包括當所述變動子區(qū)塊集合右側(cè)連接的子區(qū)塊并非都為變動子區(qū)塊，即不符合判斷條件時，則不將所述右側(cè)連接的子區(qū)塊加入所述變動子區(qū)塊集合。
7.如權(quán)利要求6所述的監(jiān)控視頻圖像的實時傳輸方法，其特征在于，所述變動子區(qū)塊集合的制作方法，進一步包括下列步驟對所述幀執(zhí)行所述變動子區(qū)塊集合下側(cè)鄰接的子區(qū)塊是否都為變動子區(qū)塊的判斷條件；當所述變動子區(qū)塊集合下側(cè)連接的子區(qū)塊都為變動子區(qū)塊時，則將所述下側(cè)連接的子區(qū)塊加入并更新所述變動子區(qū)塊集合；以及回到先前步驟，即重新對所述幀執(zhí)行所述更新過的變動子區(qū)塊集合右側(cè)連接的子區(qū)塊是否都為變動子區(qū)塊的判斷條件，如此周而復(fù)始。
8.如權(quán)利要求7所述的監(jiān)控視頻圖像的實時傳輸方法，其特征在于，尋找所述變動子區(qū)塊集合的制作方法，包括當所述變動子區(qū)塊集合下側(cè)連接的子區(qū)塊并非都為變動子區(qū)塊，即不符合判斷條件時，則不將所述下側(cè)連接的子區(qū)塊加入所述變動子區(qū)塊集合。
9.如權(quán)利要求7或8所述的監(jiān)控視頻圖像的實時傳輸方法，其特征在于，尋找所述變動子區(qū)塊集合的方法，包括當所述變動子區(qū)塊集合右側(cè)連接的子區(qū)塊并非都為變動子區(qū)塊，且同一變動子區(qū)塊集合下側(cè)連接的子區(qū)塊也并非都為變動子區(qū)塊時，則一適當?shù)淖儎幼訁^(qū)塊集合制作完成。
10.如權(quán)利要求1所述的監(jiān)控視頻圖像的實時傳輸方法，其特征在于，所述變動子區(qū)塊集合的制作方法，包括下列步驟將所述基準變動子區(qū)塊加入一子區(qū)塊暫時集合；所述子區(qū)塊暫時集合的值指定為變動子區(qū)塊集合的值；定義一暫時集合臨界值，代表所述子區(qū)塊暫時集合中變動子區(qū)塊數(shù)目相對于所述子區(qū)塊暫時集合中所有子區(qū)塊數(shù)目的比例；將在所述幀中所述子區(qū)塊暫時集合右側(cè)連接的子區(qū)塊皆加入并更新所述子區(qū)塊暫時集合；以及對所述幀執(zhí)行所述更新過的子區(qū)塊暫時集合的暫時集合臨界值是否符合一指定集合臨界值的判斷條件。
11.如權(quán)利要求10所述的監(jiān)控視頻圖像的實時傳輸方法，其特征在于，所述變動子區(qū)塊集合的制作方法，包括當所述加入右側(cè)連接子區(qū)塊的子區(qū)塊暫時集合的暫時集合臨界值不符合所述指定集合臨界值時，則將變動子區(qū)塊集合的值指定為所述子區(qū)塊暫時集合的值。
12.如權(quán)利要求11所述的監(jiān)控視頻圖像的實時傳輸方法，其特征在于，所述變動子區(qū)塊集合的制作方法，包括下列步驟當前述更新過的子區(qū)塊暫時集合的暫時集合臨界值符合所述指定集合臨界值時，則將在所述幀中前述更新的子區(qū)塊暫時集合下側(cè)連接的子區(qū)塊加入并再度更新所述子區(qū)塊暫時集合；對所述幀執(zhí)行所述再度更新的子區(qū)塊暫時集合的暫時集合臨界值是否符合所述指定集合臨界值的判斷條件；當前述子區(qū)塊暫時集合的暫時集合臨界值符合所述集合臨界值時，則將所述子區(qū)塊暫時集合的值指定為變動子區(qū)塊集合的值；以及回到先前步驟，將在所述幀中所述子區(qū)塊暫時集合下側(cè)連接的子區(qū)塊加入并更新所述子區(qū)塊暫時集合，如此周而復(fù)始。
13.如權(quán)利要求12所述的監(jiān)控視頻圖像的實時傳輸方法，其特征在于，所述變動子區(qū)塊集合的制作方法，包括當前述加入右側(cè)連接子區(qū)塊的子區(qū)塊暫時集合的暫時集合臨界值不符合所述指定集合臨界值時，則將變動子區(qū)塊集合的值指定為所述子區(qū)塊暫時集合的值。
14.如權(quán)利要求12或13所述的監(jiān)控視頻圖像的實時傳輸方法，其特征在于，所述變動子區(qū)塊集合的制作方法，包括當一包含所述變動子區(qū)塊集合與所述變動子區(qū)塊集合右側(cè)連接的子區(qū)塊暫時集合不符合所述指定集合臨界值，且另一包含所述變動子區(qū)塊集合與所述變動子區(qū)塊集合下側(cè)連接的子區(qū)塊暫時集合亦不符合所述指定集合臨界值，則所述變動子區(qū)塊集合制作完成。
15.一種監(jiān)控視頻圖像的實時傳輸系統(tǒng)，包括一主控端；一網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；以及一被控端，其特征在于，所述被控端由一幀中尋找一基準變動子區(qū)塊作為始點，對所述幀中特定范圍內(nèi)的其它子區(qū)塊執(zhí)行至少一判斷條件，以將所述基準變動子區(qū)塊的相對編號及符合前述判斷條件的其它子區(qū)塊的編號制成一變動子區(qū)塊集合，且將所述變動子區(qū)塊集合進行編碼，并將編碼后的所述變動子區(qū)塊集合傳送予所述主控端。
16.如權(quán)利要求15所述的監(jiān)控視頻圖像的實時傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述被控端傳送相應(yīng)所述變動子區(qū)塊集合中每一該等變動子區(qū)塊的編號至所述主控端。
17.如權(quán)利要求16所述的監(jiān)控視頻圖像的實時傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述主控端依據(jù)傳來的編號，使所述該等傳來的變動子區(qū)塊取代一監(jiān)控所述幀中具有相同編號的子區(qū)塊。
18.如權(quán)利要求15所述的監(jiān)控視頻圖像的實時傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述變動子區(qū)塊集合中的所述該等變動子區(qū)塊是在所述幀中相互連結(jié)且形呈一矩形排列。
全文摘要
一種監(jiān)控視頻圖像的實時傳輸方法，運用于連接一主控端及一被控端的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上。首先，自被控端將其接收到的每一圖像幀定義成多個子區(qū)塊，其中尋找一基準的變動子區(qū)塊作為始點，對該幀中特定范圍內(nèi)的其它子區(qū)塊執(zhí)行至少一個判斷條件，以將該基準變動子區(qū)塊的相對編號及符合前述判斷條件的其它子區(qū)塊的編號制成一變動子區(qū)塊集合。之后，將變動子區(qū)塊集合進行編碼，并將編碼后的變動子區(qū)塊集合傳送給主控端取代原先的子區(qū)塊。
文檔編號H04N5/14GK1527541SQ0310709
公開日2004年9月8日 申請日期2003年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月5日
發(fā)明者張紹寧 申請人:威達電股份有限公司