本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)傳輸技術領域，具體涉及一種raw圖像數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。

背景技術：

隨著視頻傳輸、監(jiān)控技術的發(fā)展，通信的數(shù)據(jù)量越來越大，這對數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的實時性、穩(wěn)定性、可靠性和高效性提出了更高的要求。傳統(tǒng)的視頻傳輸系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率較低，占用了大量的緩存資源，降低了視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性，同時增加了產(chǎn)品的成本；隨著傳輸距離的增加，系統(tǒng)受外界的干擾也隨之增大，降低了視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。

千兆以太網(wǎng)具有大帶寬、高速率等優(yōu)點，因此十分適用于高速海量的視頻遠距離傳輸系統(tǒng)。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種raw圖像數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，優(yōu)化了千兆以太網(wǎng)物理層傳輸協(xié)議，其傳輸效率能夠達到98.55%，有效帶寬達到1.971gbps，適用于raw圖像的視頻數(shù)據(jù)點對點傳輸。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：一種raw圖像數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，包括：至少一組圖像采集裝置，所述圖像采集裝置包括圖像采集器、用于接收來自圖像采集器采集的raw格式圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)接收模塊以及用于接收和緩存來自數(shù)據(jù)接收模塊的數(shù)據(jù)的緩存器；發(fā)送端媒體訪問控制器mac，用于將緩存器中的數(shù)據(jù)封裝成mac協(xié)議數(shù)據(jù)單元（mpdu）；發(fā)送端物理層設備phy，將mac協(xié)議數(shù)據(jù)單元（mpdu）傳輸至接收端物理層設備phy；接收端物理層設備phy，用于接收來自發(fā)送端物理層設備phy的mac協(xié)議數(shù)據(jù)單元（mpdu）；接收端媒體訪問控制器mac，用于接收來自接收端物理層設備phy的mac協(xié)議數(shù)據(jù)單元（mpdu）并提取mac協(xié)議數(shù)據(jù)單元（mpdu）中的數(shù)據(jù)；存儲器，用于接收來自接收端媒體訪問控制器mac的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)獲取模塊，用于讀取存儲器中的數(shù)據(jù)；視頻接口模塊，用于連接并將數(shù)據(jù)傳輸給圖像處理裝置；其特征在于：所述mac協(xié)議數(shù)據(jù)單元（mpdu）由7個字節(jié)的前同步碼、1個字節(jié)的幀開始介定符、2個字節(jié)的圖像地址標識、1500個字節(jié)的數(shù)據(jù)字段組成。

存儲器為每一組圖像采集裝置分配存儲空間，2個字節(jié)的圖像地址標識用于區(qū)分數(shù)據(jù)來自哪一組圖像采集裝置，并在存儲器中分別存儲。

本發(fā)明的有益技術效果是：1、采用精簡的mac層以太網(wǎng)幀協(xié)議，其傳輸效率達到98.55%，有效帶寬達到1.971gbps*n（n表示物理層phy的組數(shù)），將千兆以太網(wǎng)的帶寬應用到了極致；2、數(shù)據(jù)在發(fā)送打包時會增加傳感器編號和行編號，并且在接收端會將相應編號映射成內(nèi)存存儲地址并存儲到相應的內(nèi)存區(qū)塊中，這樣，即使在傳輸過程中有一行數(shù)據(jù)丟了，下一幀相同行的數(shù)據(jù)會在內(nèi)存中將其覆蓋，從而不會造成視頻的異常，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性；3、能采用現(xiàn)有的成本低廉的非屏蔽五類雙絞線進行1.971gbps*n（n表示物理層phy的組數(shù)）帶寬的視頻數(shù)據(jù)傳輸，節(jié)省了成本，最大限度的發(fā)揮了經(jīng)濟效益。

下面結合附圖對本發(fā)明進行詳細說明。

附圖說明

圖1是本發(fā)明raw圖像數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的原理示意圖。

在附圖中：1是圖像采集器，2是數(shù)據(jù)接收模塊，3是緩存器，4是發(fā)送端媒體訪問控制器mac，5是發(fā)送端物理層設備phy，6是接收端物理層設備phy，7是接收端媒體訪問控制器mac，8是存儲器，9是數(shù)據(jù)獲取模塊，10是數(shù)據(jù)獲取模塊，11是處理器，12是圖像處理單元isp，13是圖像識別模塊，14是數(shù)據(jù)存儲模塊，15是視頻解碼模塊，16是內(nèi)存控制器。

具體實施方式

參見附圖，本發(fā)明提供了一種raw圖像數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，包括：至少一組圖像采集裝置，所述圖像采集裝置包括圖像采集器1、用于接收來自圖像采集器1采集的raw格式圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)接收模塊2以及用于接收和緩存來自數(shù)據(jù)接收模塊2的數(shù)據(jù)的緩存器3；發(fā)送端媒體訪問控制器mac4，用于將緩存器3中的數(shù)據(jù)封裝成mac協(xié)議數(shù)據(jù)單元（mpdu）；發(fā)送端物理層設備phy5，將mac協(xié)議數(shù)據(jù)單元（mpdu）傳輸至接收端物理層設備phy6；接收端物理層設備phy6，用于接收來自發(fā)送端物理層設備phy5的mac協(xié)議數(shù)據(jù)單元（mpdu）；接收端媒體訪問控制器mac7，用于接收來自接收端物理層設備phy6的mac協(xié)議數(shù)據(jù)單元（mpdu）并提取mac協(xié)議數(shù)據(jù)單元（mpdu）中的數(shù)據(jù)；存儲器8，用于接收來自接收端媒體訪問控制器mac7的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)獲取模塊9，用于讀取存儲器8中的數(shù)據(jù)；視頻接口模塊10，用于連接并將數(shù)據(jù)傳輸給圖像處理裝置；

關鍵在于：上述的mac協(xié)議數(shù)據(jù)單元（mpdu）由7個字節(jié)的前同步碼、1個字節(jié)的幀開始介定符、2個字節(jié)的圖像地址標識、1500個字節(jié)的數(shù)據(jù)字段組成。

本發(fā)明中將數(shù)據(jù)位字段的長度選定盡可能的長，以提高數(shù)據(jù)傳輸效率，因此數(shù)據(jù)位字段的長度選取1500bytes。802.3協(xié)議中還規(guī)定了幀間隙ipg，也就是兩個以太網(wǎng)幀之間的間隔時間，物理層此時處于空閑狀態(tài)，用于時鐘同步和載波偵聽。ipg的最小長度為96個碼元時鐘，也就是12bytes，我們?yōu)榱颂岣邆鬏數(shù)男?，將ipg值設為12bytes。

以太網(wǎng)幀效率計算方法為：μ=數(shù)據(jù)位長度/（以太網(wǎng)幀長度+ipg）

經(jīng)過上述公式計算，本系統(tǒng)幀傳輸效率最理想狀態(tài)可以達到：

μ=1500/（7+1+2+1500+12）=98.55%。

實施例一：

在本實施例中圖像處理裝置中包括處理器11、與處理器11相連的圖像處理單元isp12以及數(shù)據(jù)存儲模塊14，上述圖像處理單元isp12與視頻接口模塊10相連，還包括與數(shù)據(jù)存儲模塊14和處理器11相連的圖像識別模塊13。本具體實施例主要用于車牌識別。

在本實施例中，對圖像采集器1輸出的圖像數(shù)據(jù)劃分數(shù)據(jù)區(qū)塊并在緩存器3和存儲器8中劃分與上述每個數(shù)據(jù)區(qū)塊對應的內(nèi)存地址。每一個圖像采集器1配套設置一個數(shù)據(jù)接收模塊2和一個緩存器3，而在內(nèi)存控制器16控制下存儲器8中首先劃分出對應的每個圖像采集器1的存儲區(qū)域，再對存儲區(qū)域劃分與上述緩存器3中幀圖像數(shù)據(jù)相匹配的數(shù)據(jù)區(qū)塊。上述每個數(shù)據(jù)區(qū)塊至少存儲一個像素點的數(shù)據(jù)。

圖像采集器1輸出一幀數(shù)據(jù)后，發(fā)送端媒體訪問控制器mac4對緩存器3中的每個數(shù)據(jù)區(qū)塊增加區(qū)塊坐標，將每個數(shù)據(jù)區(qū)塊中的數(shù)據(jù)和坐標作為一個數(shù)據(jù)集，增加校驗碼生成mac協(xié)議數(shù)據(jù)單元（mpdu）后傳輸給發(fā)送端物理層設備phy5；接收端媒體訪問控制器mac7接收、校驗數(shù)據(jù)并根據(jù)區(qū)塊坐標將數(shù)據(jù)存放到存儲器8中相應的數(shù)據(jù)區(qū)塊中。

存儲器8中每個數(shù)據(jù)區(qū)塊配置標志位，在初始狀態(tài)時配置存儲器8中所有標志位為錯誤標志，如果接收端媒體訪問控制器mac7接收到的某數(shù)據(jù)區(qū)塊數(shù)據(jù)校驗正確，則內(nèi)存控制器16將數(shù)據(jù)存放到存儲器8中相應的數(shù)據(jù)區(qū)塊中，然后配置對應的標志位為正確標志。當存儲器8中所有數(shù)據(jù)區(qū)塊的標志位均配置正確標志時，內(nèi)存控制器16控制下向圖像處理裝置輸出存儲在存儲器8中的幀圖像數(shù)據(jù)，并配置存儲器8中所有標志位為錯誤標志。

具體地，在存儲器8中，如果當前幀圖像數(shù)據(jù)中存在數(shù)據(jù)區(qū)塊沒有數(shù)據(jù)填充，并且下一幀圖像數(shù)據(jù)中對應數(shù)據(jù)區(qū)塊數(shù)據(jù)仍校驗錯誤，當前幀圖像一直等到后面幀圖像數(shù)據(jù)中對應數(shù)據(jù)區(qū)塊數(shù)據(jù)校驗正確將該數(shù)據(jù)區(qū)塊數(shù)據(jù)填充形成完整幀圖像后向圖像處理裝置輸出。進一步的，此步驟在具體實施時，接收端媒體訪問控制器mac7對接下來的每一幀圖像數(shù)據(jù)中校驗正確的數(shù)據(jù)區(qū)塊中的數(shù)據(jù)替換當前幀圖像數(shù)據(jù)中的對應數(shù)據(jù)區(qū)塊中的數(shù)據(jù)，直到形成完整幀圖像。采用這樣的設計保證用最新的正確數(shù)據(jù)填充，使圖像盡可能的采用最新的數(shù)據(jù)。

由于本實施例主要針對車牌識別，因此只需要輸出幾幀完整圖像即可。

實施例二：

在本實施例中，圖像處理裝置中包括處理器11、與處理器11相連的圖像處理單元isp12以及數(shù)據(jù)存儲模塊14，所述圖像處理單元isp12與視頻接口模塊10相連，還包括與處理器11相連的視頻解碼模塊15。本實施例主要用于視頻圖像輸出。

在此實施例中，與實施例一不同的是，定時向圖像處理裝置輸出幀圖像數(shù)據(jù)，并存儲最近一次發(fā)出的數(shù)據(jù)：當?shù)竭_發(fā)送時刻時，判斷存儲器8中所有數(shù)據(jù)區(qū)塊的標志位是否均配置正確標志，如果是，則向圖像處理裝置輸出存儲在存儲器8中的幀圖像數(shù)據(jù)，并配置存儲器8中所有標志位為錯誤標志；否則，判斷是否存儲有已發(fā)數(shù)據(jù)，如果有，則根據(jù)存儲器8中數(shù)據(jù)區(qū)塊的錯誤標識，在已發(fā)數(shù)據(jù)中讀取相應區(qū)塊的數(shù)據(jù)進行替換，然后發(fā)送，并配置存儲器8中所有標志位為錯誤標志；如果沒有存儲已發(fā)數(shù)據(jù)，則不發(fā)送。

在上述實施例中發(fā)送端媒體訪問控制器mac4和接收端媒體訪問控制器7采用支持并行數(shù)據(jù)處理的fpga處理器，發(fā)送端物理層phy5和接收端物理層phy6具有至少一個雙端口千兆以太網(wǎng)物理層。

存儲器8最多可以存儲100幀1.3m字節(jié)的圖像，假設每幀的數(shù)據(jù)模塊出錯的概率是10^-2，連續(xù)100幀圖像均出錯的概率是10^-200，幾乎不可能出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)了，系統(tǒng)可以自動判斷并存儲器重新接收視頻數(shù)據(jù)。

采用上述的數(shù)據(jù)傳輸方式保證了輸出的圖像不會由于通信過程中由于數(shù)據(jù)區(qū)塊數(shù)據(jù)丟失、誤碼、錯位等原因視頻中存在黑線、分行、跳格等異?，F(xiàn)象，以降低輸出幀率為代價保證了傳輸給識別環(huán)節(jié)的圖像的正確性。上述文中的區(qū)塊大小可設置，最小可設置為單像素，做到了像素級的逐點校正功能，保證了本系統(tǒng)輸出圖像的無損傳輸。

最后應當說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本發(fā)明的具體實施方式進行修改或者對部分技術特征進行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術方案的精神，其均應涵蓋在本發(fā)明請求保護的技術方案范圍當中。