[发明专利]一种低延迟的高清数字图像传输方法

说明书

本发明涉及一种低延迟的高清数字图像传输方法。一种低延迟的高清数字图像传输方法，发送端对待传输的图像，采用RGB三原色不断从上到下，从左到右的方式进行分块扫描，并对分块扫描获得的分块数据进行压缩编码后形成封包向接收端传输，接收端收到封包后，对封包数据进行解码，并将分块数据还原到原来的位置获得高清数字图像。本发明的有益效果是：极大地减小了收发两端图像的相对延迟，其值仅为一个区块的扫描输入和输出时间加上区块编解码用时以及传输链路耗时。

技术领域

本发明涉及一种低延迟的高清数字图像传输方法，主要包含一种自定义的图像划分及码率限制方法，用于解决图像传输时收发两端相对延时不够低的问题。

背景技术

随着时代的发展，诸如无人机，机器人等需要实时操控的场景应用越来越多，在这些场景下，通常都有图像实时回传，并用于观察作为远程操控的依据，在这个时候就要求回传图像清晰且传输延迟低，以便于准确快速地操控。

模拟图传虽然传输延迟低，但抗干扰能力差和图像清晰度不足，使得其应用非常受限；而抗干扰能力强，图像质量好的数字图传就是图像回传的较好选择，但现在最主流的方案是视频DSP数字信号处理器编解码(如H.264)加数(如无线局域网)传，这种方法限于编解码算法(如H.264)的特点，如帧间压缩和运动估计等，主流产品的延迟一般都在100毫秒以上，甚至是秒级，这样在实时性要求高的场合，会带来极大的负面影响；还有另一种则是无压缩的传输方案，如WIHD(无线高清)等，虽然能解决延迟问题，但受限于无压缩带来的高传输数据速率，使得其传输距离等受到了很大限制。

发明内容

本发明的目的是：针对背景技术中已有的图传方案的不足，结合现有编解码技术和传输方式的特点，提出一种能大幅降低数字图像传输延迟，同时能进行一定比率压缩的方法，平衡解决数字图传延迟高和无损传输数据率过高的矛盾。

本发明所采用的技术方案是：一种低延迟的高清数字图像传输方法，发送端对待传输的图像，采用RGB三原色不断从上到下，从左到右的方式进行分块扫描，并对分块扫描获得的分块数据进行压缩编码后形成封包向接收端传输，接收端收到封包后，对封包数据进行解码，并将分块数据还原到原来的位置获得高清数字图像；分块扫描过程中，每行扫描M*N个像素点，每扫描N行便横向划分为一个区块，这个区块又可以再分为M个N*N方块，M和N都为正整数；

显然，以这种方式进行编解码(压缩编码和解码)联合传输，收发两端输入与输出的图像的相对延迟，仅为一个区块的扫描输入和输出时间加上区块编解码等处理用时以及传输链路传输封包数据耗时，因为我们已知输入输出图像的时序格式是固定的，还有发端的图像块处理过程要在下一个块获得前完成，所以总相对延迟最大为原图像输入N行耗时的4倍加上封包在链路传输耗时，相对于一整帧图像来说，这是一个很低的值。

对分块扫描获得的分块数据进行压缩编码后形成封包的过程包括以下步骤：

步骤一、把分块扫描获得的每个N*N方块进行颜色空间转换，从RGB三原色色彩空间转成YUV亮度色度色彩空间，获得YUV数据方阵X,

R,G,B和Y,U,V为对应像素点的值；

步骤二、对YUV数据方阵X别进行二维DCT变换，即二维离散余弦变换，使用矩阵乘法的方式，得到频率系数矩阵Y,

Y＝C*X*C^T，C为离散余弦变换的系数矩阵，CT为C的转置；

A＝cos(PI/4)，B＝cos(PI/8)，C＝sin(PI/8)，D＝cos(PI/16)，E＝cos(3*PI/16)，F＝sin(3*PI/16)，G＝sin(PI/16)；

步骤三、分别对频率系数矩阵进行量化，即除以量化矩阵，量化矩阵使用缺省的亮度或色度量化矩阵，得到标准排列方式矩阵；