基于5G环境下的多通道图像及视频流同步与分布式处理方法及系统与流程

基于5g环境下的多通道图像及视频流同步与分布式处理方法及系统
技术领域
1.本发明涉及多通道图像及视频处理技术领域，具体来说是基于5g环境下的多通道图像及视频流同步与分布式处理方法及系统。


背景技术：

2.传统云计算模式基于带宽和延迟问题，难以实现实时高效的支持万物互联的应用服务，而边缘计算技术的突破，实现了万物互联的应用服务无需交给云端处理，可直接通过本地设备实现，大大提升了处理效率，减轻了云端的负荷。在5g通信环境下，分布式边缘计算不仅可降低传输过程中的带宽压力，实现低延迟传输，加速数据分析处理，还能降低终端敏感数据信息隐私泄露的风险。同时，网络边缘计算设备逐渐具有利用收集的实时数据进行模式识别、执行预测分析或优化、以及智能处理等功能。
3.在电力设备的状态监测及维护中，视觉感知和实时操控是维保的重要指标，其中，视觉感知通常使用图传电台进行传输，实时操控多数利用数传电台进行传输，这种传输方式具备短距离传输通信能力，但无法满足远距离的高宽带、高稳定性、超低延时数图传输。
4.高速同步数图采集和处理方案已经被广泛的应用与各种基于机器视觉检测和维保的相关技术中，能够极高的提高工作效率和保障工人安全度。目前检测和维保设备的图像采集和处理系统，大多数基于摄像机 pc机模式，在这种模式下，摄像机采集图像，pc机处理图像并得到结果。此种方法虽然可保证多相机同步采集图像，但成本较高，应用难度较大。
5.如图1所示，超大尺度电力设备周边需要安装多台相机，包括第一相机、第二相机、第三相机、第四相机、第五相机、第六相机等等，布网式多相机需按同一时间同步获取图像及视频流，针对多相机的同步图像及视频获取，以及同步打包的图像及视频传输至后台服务处理器过程中，具有图像及视频流量大，网络要求高，延迟较长等问题，因此，如何实现分布式边缘计算及分流处理的多相机多通道大量图像及视频同步获取，以及图像及视频流实时分流同步打包及同步打包传输至后台服务处理器，是目前电力维保系统亟需解决的问题。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题在于如何实现分布式边缘计算及分流处理的多相机多通道大量图像及视频同步获取，以及图像及视频流实时分流同步打包及同步打包传输至后台服务处理器。
7.本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
8.基于5g环境下的多通道图像及视频流同步与分布式处理方法，包括以下步骤：
9.步骤1、向多部相机传输同样的脉冲信号，触发多部相机，多部相机开始同步采集图像及视频；
10.步骤2、将相机同步采集的图像及视频直接在相机本地进行单独图像的特征点计算和边缘非线性裁剪、亮度均衡处理；
11.步骤3、针对步骤2中处理后数据进行同样数据时间分类；
12.步骤4、将多部相机按照时间戳协议进行同样数据时间分类的图像及视频进行分流同步打包传输；
13.步骤5、将分流同步打包数据传输至后台服务器，后台服务器针对同一时间的不同相机拍摄图片或视频进行拼接。
14.该系统通过同时获取同样的脉冲信号，同步开始采集图像及视频，获取同步像及视频，同时布网式多相机通过分流获取超大尺度电力设备的图像及视频数据，通过分布式边缘计算，将多相机的图像及视频直接在相机本地设备端处理，通过分流处理技术，大幅度降低了带宽压力，降低了终端敏感数据信息隐私泄露的风险，利用5g通信技术，实现低延迟传输，同时基于相机内置的时间戳协议，实现多相机拍摄的图像及视频按照相同数据时间进行同步打包传输。
15.进一步的，所述步骤1中采用脉冲发射装置发射脉冲，传输多路同样的脉冲信号至多部相机；同时调整脉冲发射装置的脉冲发射频率及速度，来控制多部相机同步获取图像及视频的速度。
16.进一步的，所述步骤1中的时序脉冲包含时间戳信息。
17.进一步的，所述相机内配置有数据采集电路、图像采集电路，所述数据采集电路接收所述脉冲信号，并根据脉冲信号触发图像采集电路。
18.与上述方法对应的，本发明还提供一种基于5g环境下的多通道图像及视频流同步与分布式处理系统，包括：
19.脉冲发射装置，用以发射脉冲信号；
20.多部相机，用以接收脉冲信号，多部相机开始同步采集图像及视频；将相机同步采集的图像及视频直接在相机本地进行单独图像的特征点计算和边缘非线性裁剪、亮度均衡处理；然后将处理后数据进行同样数据时间分类；多部相机按照时间戳协议进行同样数据时间分类的图像及视频进行分流同步打包传输；
21.后台服务器，将分流同步打包数据传输至后台服务器，后台服务器针对同一时间的不同相机拍摄图片或视频进行拼接。
22.进一步的，所述脉冲发射装置发射脉冲，传输多路同样的脉冲信号至多部相机；同时调整脉冲发射装置的脉冲发射频率及速度，来控制多部相机同步获取图像及视频的速度。
23.进一步的，所述时序脉冲包含时间戳信息。
24.进一步的，所述相机内配置有数据采集电路、图像采集电路，所述数据采集电路接收所述脉冲信号，并根据脉冲信号触发图像采集电路。
25.本发明的优点在于：
26.本发明采用布网式多相机，利用脉冲发射装置、分布式边缘计算、时间戳协议、同步打包程序以及5g通信模块，实现了布网式多相机的图像及视频同步获取，实现了多通道大量图像及视频流的低延迟、高网络、高宽带、高稳定性、高速度的同步打包传输，实现了分布式边缘计算，以及分流多相机多路流量，图像及视频流实时同步打包传输至后台服务处
理器功能，大大提高了大量图像及视频流获取的速度和稳定及精确性。
27.做到了基于5g环境下的多通道图像及视频流同步与分布式处理，多相机同步获取图像及视频流，高速度、低延迟、稳定的同步打包传输后台处理服务器。
附图说明
28.图1为本发明背景技术中介绍的相机布设结构示意图；
29.图2为本发明实施例中基于5g环境下的多通道图像及视频流同步与分布式处理方法流程框图；
30.图3为本发明实施例中触发多部相机的流程图；
31.图4为本发明实施例中图像和视频的处理流程结构示意图；
32.图5为本发明实施例中脉冲发生装置的工作原理图；
33.图6为本发明实施例中图像及视频在相机本地处理的流程图；
34.图7为本发明实施例中打包流程图。
具体实施方式
35.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.基于5g环境下的多通道图像及视频流同步与分布式处理方法包括
①
外置一带有5g模板的脉冲发射装置，此脉冲装置可人工调节脉冲频率和速度，以及能够被相机内置的数据采集电路获取接收，脉冲发射装置基于5g通信模块传输多路同样的脉冲信号，如图5所示。
②
布网式多相机内数据采集电路获取接收脉冲信号，同时数据采集电路d0传输脉冲信号至图像采集电路。
③
布网式多相机内图像采集电路无延迟获取接收脉冲信号，并触发相机采集系统，开始同步采集图像。
④
相机内置分布式边缘计算及分流计算程序，用于将相机同步采集的图像及视频直接在相机本地设置端处理，分流多相机多路流量，大幅降低大流量输出及宽带压力，如图6所示。
⑤
相机内置时间戳协议，用于将相机同步采集的图像及视频进行同样数据时间分类。
⑥
相机内置同步打包程序，用于将布网式多相机按照时间戳协议进行同样数据时间分类的图像及视频进行分流同步打包传输，如图7所示。
⑦
相机拥有5g通信模板，可实现分流同步打包数据的低延迟、高网络、高宽带、高稳定性、高速度的传输，同时也降低了宽带压力。
37.上述脉冲发射装置，可基于5g通信模块传输多路同样的脉冲信号，同时可调整脉冲装置的脉冲发射频率及速度，来控制多相机同步获取图像及视频的速度。
38.上述数据采集电路用于获取脉冲信号，数据采集电路d0用于传输脉冲信号至图像采集电路。
39.上述图像采集电路用于获取接收脉冲信号，并触发相机采集系统，开始同步采集图像及视频。其特征在于，基于时序脉冲信号的高速同频触发及实时特性，时序脉冲包含时间戳信息，相比普通通讯协议速度更快，所述5g通信模块实时发射多路同频段脉冲信号至多部相机的数据采集电路，同步触发数据采集电路d0传输同样频段的脉冲信号至图像采集
电路，多部相机的图像采集电路开始采集同一频段脉冲信号的图像。具体流程图如图3。
40.上述分布式边缘计算及分流处理程序，分流多相机多路流量，用于相机设备自行开始处理图像及视频数据，降低宽带压力。其特征在于，所述分布式处理在于将一张全景视频，进行分幅式同步处理，单幅图像进行特征点计算，边缘非线性裁切，亮度均衡等，所述边缘计算在于直接在摄像机终端将图像进行算法处理，最终利用多相机方法，达到全景图分布式边缘计算处理，通过图像分流方式，达到近实时式图像传输。具体流程图如图4。
41.上述时间戳协议，用于将相机同步采集的图像及视频进行同样数据时间分类。
42.上述同步打包程序，用于将多相机同步采集的图像及视频进行同样数据时间后的数据，进行分流同步打包传输。其特征在于，所述同步打包技术在于根据图像时间戳，坐标位置，实际光照条件属性，将终端相机同步获取的图像，基于内部算法的通讯协议将多相机边缘计算后的图像同步分流打包至后台服务器，后台服务器对其同步传输的多流数据包同步合并为同一数据包，最终做到一包一图效果。如图4。
43.上述5g通信模板，用于低延迟、高网络、高宽带、高稳定性、高速度的图像及视频数据传输。
44.基于5g环境下的多通道图像及视频流同步与分布式处理系统通过脉冲发射装置传输多路同样的脉冲信号至数据采集电路，数据采集电路的d0将脉冲信号无延迟的传输至图像采集电路，图像采集电路触发相机采集系统，并开始同步采集图像及视频。同时布网式多相机通过分布式边缘计算及分流处理，分流多相机多路流量，将图像及视频直接于本地处理，大幅度降低了带宽压力，降低了终端敏感数据信息隐私泄露的风险，利用时间戳协议将相机同步采集的图像及视频进行同样数据时间分类，最后基于5g通信模板，相机内同步打包程序将多相机同步采集的图像及视频进行同样数据时间后的数据，进行分流同步打包传输至后台处理服务器。
45.本发明针对现有技术缺陷，提供了一种基于5g环境下的多通道图像及视频流同步与分布式处理系统，该系统通过同时获取同样的脉冲信号，同步开始采集图像及视频，获取同步像及视频，同时布网式多相机通过分流获取超大尺度电力设备的图像及视频数据，通过分布式边缘计算，将多相机的图像及视频直接在相机本地设备端处理，通过分流处理技术，大幅度降低了带宽压力，降低了终端敏感数据信息隐私泄露的风险，利用5g通信技术，实现低延迟传输，同时基于相机内置的时间戳协议，实现多相机拍摄的图像及视频按照相同数据时间进行同步打包传输。
46.本发明通过带有5g模板的脉冲发射装置、分布式边缘计算、时间戳协议、同步打包功能以及5g通信功能，实现了布网式多相机的图像及视频同步获取，实现了多通道大量图像及视频流的低延迟、高网络、高宽带、高稳定性、高速度的同步打包传输，实现了实现分布式边缘计算及分流处理的多相机多通道大量图像及视频同步获取，以及图像及视频流实时同步打包传输至后台服务处理器功能，大大提高了大量图像及视频流获取的速度和稳定及精确性。
47.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。