無人機視頻高速傳輸方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明設計視頻信號快速傳輸技術領域，更具體地，涉及一種無人機視頻高速傳輸方法。
【背景技術】
[0002]目前低成本無人駕駛飛機，簡稱:無人機，其視頻傳輸多用2.4GHz等ISM頻段進行點對點視頻傳輸。其基本方法是利用安裝在無人機飛行器上的一臺或者多臺模擬攝像機進行視頻圖像采集，然后將采集得到的視頻信號通過信號線送交給安裝在無人機飛行器上的
2.4GHz模擬視頻發(fā)射機，通過2.4G發(fā)射機進行調制與發(fā)射。而設置在地面基地的無人機控制站上的全向GP天線、或者帶有自動跟蹤的平板定向天線接收到來自空中無人機的視頻信號后，交送給2.4GHz視頻信號接收機進行解調。
[0003]然而，無人機監(jiān)視獲得的圖像數據量也隨著需求而越來越大。對于一些監(jiān)視用的無人機，其視頻傳輸的實時性難以得到長時間的穩(wěn)定性保障。即使無人機續(xù)航能力的提高，單純從通信技術的角度已經無法解決該問題。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明為了增強無人機監(jiān)控獲得的圖像的數據傳輸性能并盡可能減少電力消耗，提供了一種無人機視頻高速傳輸方法，包括:
[0005](I)無人機采集視頻信號，將模擬視頻信號轉換成數字視頻信號；
[0006](2)發(fā)送數字視頻信號，并根據數字視頻信號的內容發(fā)送視頻校對幀，所述視頻校對幀為直接從數字視頻信號中提取的幀。
[0007]進一步地，所述步驟⑵進一步包括:
[0008](2.1)對數字視頻信號進行分幀；
[0009](2.2)計算各幀之間內容差異；
[0010](2.3)將內容差異進行編碼；
[0011](2.4)發(fā)送編碼后的內容差異；
[0012](2.5)根據所述內容差異發(fā)送視頻校對幀。
[0013]進一步地，所述無人機采集視頻信號包括:利用真彩色DVR采集視頻信號。
[0014]進一步地，所述步驟(2.1)和步驟(2.2)之間還包括:對圖像進行去灰度處理。
[0015]進一步地，所述步驟(2.2)包括:
[0016](a)將前一幀圖像表不為灰度值構成的參考矩陣；
[0017](b)獲得前一幀與當前幀之間的無人機三維角度的改變；
[0018](c)根據三維角度的改變對參考矩陣進行變換；
[0019](d)將當前幀圖像表示為灰度值構成的當前矩陣；
[0020](e)比較當前矩陣與經過變換的參考矩陣，并將比較結果作為內容差異。
[0021]進一步地，所述步驟(b)包括利用三維陀螺儀檢測三維角度的改變。
[0022]進一步地，所述步驟(2.3)包括:利用H.264編碼方式進行編碼。
[0023]進一步地，每當所述內容差異超出預定閾值，則將步驟(2.1)得到的幀作為視頻校對幀發(fā)送。
[0024]本發(fā)明的有益效果是:提高了無人機視頻傳輸的效率，降低了長期傳輸普通分辨率視頻或高分辨率視頻造成的電力消耗過大的問題，并且不過分依賴通信芯片的性能就可以使得遠處的監(jiān)控端獲得同樣的監(jiān)控圖像，具有廣闊的推廣性和應用前景。
【附圖說明】
[0025]圖1示出了根據本發(fā)明的無人機視頻高速傳輸方法的流程框圖。
【具體實施方式】
[0026]如圖1所示，根據本發(fā)明的實施例，無人機視頻高速傳輸方法包括:
[0027](I)無人機利用真彩色DVR采集視頻信號采集視頻信號，將模擬視頻信號轉換成數字視頻信號；
[0028](2)發(fā)送數字視頻信號，并根據數字視頻信號的內容發(fā)送視頻校對幀，所述視頻校對幀為直接從數字視頻信號中提取的幀。該視頻校對幀是完整的未經上述內容差異處理過程的原始幀。
[0029]根據本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述步驟(2)進一步包括:
[0030](2.1)對數字視頻信號進行分幀；對圖像進行去灰度處理，從而使得采集來的彩色圖像變?yōu)楹诎讏D像；
[0031](2.2)計算各幀之間內容差異，該步驟(2.2)具體包括:
[0032]由于此前經歷了去灰度處理，每一幀圖像的像素就可以僅采用灰度值表示，這樣，一幀圖像的所有像素就可以表示成由灰度值構成的一個矩陣。按照這種方式，將待處理第N幀圖像表示為灰度值構成的參考矩陣:將第N幀的像素變?yōu)榛叶戎档姆绞綖槔萌缦滤惴ǎ嬎愀鱾€像素的灰度值:Yi, j = 0.279*Ri，j+0.595*Gi，j+0.126氺Bi，j。其中(Ri, j, Gi, j, Bi, j)為圖像幀在第i行第j列上的RGB顏色值，Yi, j是轉換得到的該像素上的灰度值。
[0033]利用三維陀螺儀獲得前一幀與當前幀之間的無人機三維角度的改變；三維陀螺儀采集在無人機飛行方向的X軸方向、Y軸方向和Z軸方向這三個子方向的角度變化的值。對應到無人機采集到的視頻和每一幀所對應的灰度值矩陣，就可以得到無人機在空間中變化角度以后得到的矩陣。根據本發(fā)明的其他實施例，如果無人機拍攝的角度是針對其下方的俯視圖，則其在飛行過程中遇到的Z軸方向的變化就可以被忽略不計。這樣，在根據陀螺儀進行角度變換時，僅變換X軸方向和Y軸方向的即可。本領域技術人員應當清楚的是，這種角度的選取是完全可以根據實際需要而采用和改變的。變換角度時，將每個灰度值在矩陣中的位置進行偏移，偏移的角度和距離根據所述的三維角度的改變做出。
[0034]利用與處理第N幀圖像相同的方式，將第N+1幀圖像表示為灰度值構成的當前矩陣。
[0035]最后，比較第N+1矩陣與經過變換的第N矩陣:將兩個矩陣中的相同位置對應的兩個像素的灰度值作差，并將該N+1幀作差以后得到的各個像素的灰度值的差值大于預設閾值的灰度值作為內容差異。
[0036]利用H.264編碼方式將上述灰度值的差值大于預設閾值的灰度值進行編碼，然后發(fā)送編碼后的灰度值。
[0037]最后，計算上述各個像素的灰度值的差值大于預設閾值的像素在該第N+1幀的灰度值與第N幀的灰度值之間的方差，如果該方差超過預定閾值，則發(fā)送視頻校對幀。
[0038]在遠方監(jiān)控端接收該視頻信息以后，不斷復制當前接收到的視頻幀的前一幀并將接收到的當前幀的灰度值替換復制得到的視頻幀中相應位置的灰度值，從而得到接收到的當前視頻幀的完整的灰度值。然后，將該灰度值構成的矩陣代表的視頻幀發(fā)送到視頻顯示單元進行顯示。
[0039]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種無人機視頻高速傳輸方法，包括: (1)無人機采集視頻信號，將模擬視頻信號轉換成數字視頻信號； (2)發(fā)送數字視頻信號，并根據數字視頻信號的內容發(fā)送視頻校對幀，所述視頻校對幀為直接從數字視頻信號中提取的幀。
2.根據權利要求1的無人機視頻高速傳輸方法，其特征在于，所述步驟(2)進一步包括: (2.1)對數字視頻信號進行分幀； (2.2)計算各幀之間內容差異； (2.3)將內容差異進行編碼； (2.4)發(fā)送編碼后的內容差異； (2.5)根據所述內容差異發(fā)送視頻校對幀。
3.根據權利要求2的無人機視頻高速傳輸方法，其特征在于，所述無人機采集視頻信號包括:利用真彩色DVR采集視頻信號。
4.根據權利要求3的無人機視頻高速傳輸方法，其特征在于，所述步驟(2.1)和步驟(2.2)之間還包括:對圖像進行去灰度處理。
5.根據權利要求2-4之一的無人機視頻高速傳輸方法，其特征在于，所述步驟(2.2)包括: (a)將前一幀圖像表示為灰度值構成的參考矩陣； (b)獲得前一幀與當前幀之間的無人機三維角度的改變； (C)根據三維角度的改變對參考矩陣進行變換； (d)將當前幀圖像表示為灰度值構成的當前矩陣； (e)比較當前矩陣與經過變換的參考矩陣，并將比較結果作為內容差異。
6.根據權利要求5的無人機視頻高速傳輸方法，其特征在于，所述步驟(b)包括利用三維陀螺儀檢測三維角度的改變。
7.根據權利要求2-4之一的無人機視頻高速傳輸方法，其特征在于，所述步驟(2.3)包括:利用H.264編碼方式進行編碼。
8.根據權利要求2-4之一的無人機視頻高速傳輸方法，其特征在于，每當所述內容差異超出預定閾值，則將步驟(2.1)得到的幀作為視頻校對幀發(fā)送。
【專利摘要】本發(fā)明為了增強無人機監(jiān)控獲得的圖像的數據傳輸性能并盡可能減少電力消耗，提供了一種無人機視頻高速傳輸方法，包括：(1)無人機采集視頻信號，將模擬視頻信號轉換成數字視頻信號；(2)發(fā)送數字視頻信號，并根據數字視頻信號的內容發(fā)送視頻校對幀，所述視頻校對幀為直接從數字視頻信號中提取的幀。本發(fā)明提高了無人機視頻傳輸的效率，降低了長期傳輸普通分辨率視頻或高分辨率視頻造成的電力消耗過大的問題，并且不過分依賴通信芯片的性能就可以使得遠處的監(jiān)控端獲得同樣的監(jiān)控圖像，具有廣闊的推廣性和應用前景。
【IPC分類】H04N7-18, H04N19-137
【公開號】CN104683773
【申請?zhí)枴緾N201510131681
【發(fā)明人】仇殿辰
【申請人】成都好飛機器人科技有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年3月25日