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1、(10)申请公布号 CN 104243886 A (43)申请公布日 2014.12.24 CN 104243886 A (21)申请号 201410506379.3 (22)申请日 2014.09.28 H04N 5/77(2006.01) H04N 5/907(2006.01) H04N 9/804(2006.01) H04N 9/82(2006.01) (71)申请人 中国电子科技集团公司第二十七研 究所 地址 450047 河南省郑州市航海中路 71 号 (72)发明人 张艳春 王华涛 王树才 闫东 程子桃 (74)专利代理机构 郑州联科专利事务所 ( 普通 合伙 ) 41104 代理。
2、人 刘建芳 (54) 发明名称 一种基于插件技术的高速图像解析及视频生 成技术 (57) 摘要 本发明公开了一种基于插件技术的高速图 像解析及视频生成技术， A: 利用插件设计统一接 口 ： 把不同格式的RAW文件转换成统一的标准RAW 文件结构， 统一数据接口。B:RAW 文件预处理 ： 可 以根据用户需要， 选择不同的转换输出图片格式， 以及选择是否缩放图片、 添加水印及生成视频。 C:RAW 图像处理 ： 用户需求确定后， 按照用户需 求， 开始对 RAW 文件进行处理。以 RAW 文件为对 象， 使用独特的插件和双缓存技术， 实现不同 RAW 文件到指定图片格式的快速转换及视频生成的软。
3、 件技术。插件技术实现不同格式的 RAW 图像文件 解析， 扩展软件的应用和增强软件的通用性 ； 双 缓存技术实现数据读取与处理交叉循环进行， 极 大地提高软件的解析效率。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 (10)申请公布号 CN 104243886 A CN 104243886 A 1/1 页 2 1. 一种基于插件技术的高速图像解析及视频生成技术， 其特征在于 ： 包括以下步骤 ： A: 利用插件设计统一接口 ： 把不同格式的 RAW 文件转换成统一的。
4、标准 RAW 文件结构， 统一数据接口 ； B:RAW 文件预处理 ： 可以根据用户需要， 选择不同的转换输出图片格式， 以及选择是否 缩放图片、 添加水印及生成视频 ； C:RAW 图像处理 ： 用户需求确定后， 按照用户需求， 开始对 RAW 文件进行处理。 2. 根据权利要求 1 所述的基于插件技术的高速图像解析及视频生成技术， 其特征在 于 ： 所述的步骤 C 的处理过程 ： 首先在内存中开辟两块缓存区， 每一个缓存区存储的都是一帧像素数据 ； 创建两个线 程， 线程 1 往缓存区中写入文件数据， 线程 2 对缓存区数据进行处理， 线程 2 对像素数据的 处理过程为 ： a) 对原始像。
5、素数据进行缩放， 根据事先选择的像素格式转换方法把 RAW 像素格式转换 成 BMP 顺序 ； b) 转换后的像素数据加上事先已经定义好的 BMP 文件头， 合成一帧 BMP 位图 ； c) 在 BMP 位图数据上添加水印合成新的 BMP 位图数据 ； d) 向 AVI 文件中写入一帧位图数据。 3. 根据权利要求 2 所述的基于插件技术的高速图像解析及视频生成技术， 其特征在 于 ： 包括多个解析插件模块， 多个解析插件模块的信号输出端均连接统一接口模块的信号 输入端， 统一接口模块的信号输出端连接预处理模块的信号输入端， 预处理模块的信号输 出端图像处理模块和图像生成模块的信号输入端， 图。
6、像处理模块和图像生成模块的信号输 出端连接缓存模块的输入端。 权 利 要 求 书 CN 104243886 A 2 1/5 页 3 一种基于插件技术的高速图像解析及视频生成技术 技术领域 0001 本发明涉及图像处理技术领域， 尤其涉及一种基于插件技术的高速图像解析及视 频生成技术。 背景技术 0002 现阶段， 利用图像解算物体的运动速度、 姿态等信息的算法日趋成熟， 对图像质量 的要求也随着解算精度不断提高。由于 RAW 格式对图像原始采集， 无损存储和高可塑性的 特点被广泛应用于工业技术领域的数码相机与摄像机。与 JPG 等图片格式不同， RAW 文件 是以时间为轴的未经任何压缩处理的数。
7、字影像集， 记录了数码传感器的原始信息。但在为 后续算法提供高质量的图像数据的同时， RAW 也存在相应的局限性。RAW 格式图像无法直接 被计算机显示， 需要使用专业RAW图像转换软件， 同时不同厂商定义的RAW文件格式缺乏兼 容性， 因此设计一款能够解析不同 RAW 文件格式的图像转换软件就显得非常重要。 0003 当前的数字照相机等设备和进行静态图像的图像编辑的应用软件等通常对在一 个文件中仅包含一个静态图像数据的文件格式的文件进行处理， 所以， 大多不考虑在一个 文件中存在多个图像数据的情况。 在数字照相机等中广泛采用的图像文件格式之一的Exif 标准规定了， 除了一览显示用缩小图像 。
8、( 缩略图像 ) 以外， 在一个文件中仅包含一个图像 数据。 0004 与此相对， 提出了如下的技术 ： 将主要图像 ( 主图像 ) 的图像数据 ( 主图像数 据 ) 和与该主图像关联的副图像的图像数据 ( 副图像数据 ) 生成为一个图像文件 ( 以下 适当称为多图像文件 )， 并将其记录在记录介质等中。例如， 在日本特开 2005-252754 号 公报中记载了如下的技术 ： 将多个 JPEG 图像汇集在一个多图像文件中以防止文件数的增 加， 进而， 在多图像文件的开头以依据 Exif 标准的格式存储主图像 ( 在文件中汇集的多 个图像中主要 ( 代表性 ) 的一个图像 )， 并且， 使文件。
9、本身的扩展名为 “JPG” 。 0005 作为用于存储多个 JPEG 数据的图像文件， 通过采用这种扩展名为 “JPG” 、 且从文 件开头到主图像的结尾为与现有的 JPEG 格式相同的结构的结构， 来保持与处理 JPG 文件 的现有的图像处理装置和应用程序之间的互换性。而且， 能够将彼此具有关联性的图像 组、 例如在包含适当曝光的几个不同曝光等级下拍摄同一场景所获得的多个图像组记录为 一个多图像文件， 所以， 具有如下优点 ： 能够减少文件数， 文件管理变得容易， 在图像组的阅 览、 复制、 传送、 保存等时能够增加用户的便利性。 0006 但是， 在当前产品化的数字照相机等摄像装置中， 作。
10、为静态图像的记录格式， 包含 上述这种 JPEG 数据， 作为标准采用依据 Exif 标准的 JPG 文件。进而， 在各种产品化的摄 像装置中， 还存在如下结构的摄像装置 ： 其除了该 JPG 文件以外， 还能够将由摄像元件拍 摄获得的图像转换为数字信号后的状态下的 RAW 图像也保存为 RAW 文件。在这种类型的 摄像装置中， 大多情况下构成为， 能够根据希望选择仅保存 JPG 文件的记录模式、 仅保存 RAW 文件的记录模式、 保存 JPG 文件和 RAW 文件双方的记录模式等。 0007 上述日本特开 2005-252754 号公报所记载的这种存储多个图像的多图像文件确 说 明 书 CN。
11、 104243886 A 3 2/5 页 4 JPG 文件的互换性， 所以， 如上所述， 能够在现有的图像处理装置和应用程序中进行显示、 编辑或保存。 但是， 通过上述这种基于当前Exif 标准的现有的图像处理装置和应用程序对 该公报所记载的多图像文件进行编辑和保存时， 虽然主图像被保存， 但是， 主图像以外的副 图像有可能被删除或损坏。 0008 因此， 优选如下的技术 ： 在即使由于利用现有的图像处理装置和应用程序对文件 进行处理而损坏了副图像数据， 也能够复原该损坏的副图像数据 ( 即复原多图像文件 ) 的情况下， 能够进行复原。 发明内容 0009 本发明的目的是提供一种基于插件技术的。
12、高速图像解析及视频生成技术， 能够 以RAW文件为对象， 使用独特的插件和双缓存技术， 实现不同RAW文件到指定图片格式的快 速转换及视频生成的软件技术 ； 插件技术实现不同格式的 RAW 图像文件解析， 扩展软件的 应用和增强软件的通用性 ； 双缓存技术实现数据读取与处理交叉循环进行， 极大地提高软 件的解析效率。 0010 本发明采用的技术方案为 ： 一种基于插件技术的高速图像解析及视频生成技术， 包括以下步骤 ： A: 利用插件设计统一接口 ： 把不同格式的 RAW 文件转换成统一的标准 RAW 文件结构， 统一数据接口。 0011 B:RAW 文件预处理 ： 可以根据用户需要， 选择不。
13、同的转换输出图片格式， 以及选择 是否缩放图片、 添加水印及生成视频。 0012 C:RAW 图像处理 ： 用户需求确定后， 按照用户需求， 开始对 RAW 文件进行处理。 0013 所述的步骤 C 的处理过程 ： 首先在内存中开辟两块缓存区， 每一个缓存区存储的都是一帧像素数据 ； 创建两个线 程， 线程 1 往缓存区中写入文件数据， 线程 2 对缓存区数据进行处理， 线程 2 对像素数据的 处理过程为 ： a) 对原始像素数据进行缩放， 根据事先选择的像素格式转换方法把 RAW 像素格式转换 成 BMP 顺序 ； b) 转换后的像素数据加上事先已经定义好的 BMP 文件头， 合成一帧 BM。
14、P 位图 ； c) 在 BMP 位图数据上添加水印合成新的 BMP 位图数据 ； d) 向 AVI 文件中写入一帧位图数据。 0014 一种基于插件技术的高速图像解析及视频生成技术， 包括多个解析插件模块， 多 个解析插件模块的信号输出端均连接统一接口模块的信号输入端， 统一接口模块的信号输 出端连接预处理模块的信号输入端， 预处理模块的信号输出端图像处理模块和图像生成模 块的信号输入端， 图像处理模块和图像生成模块的信号输出端连接缓存模块的输入端。 0015 本发明是一款基于面向对象的设计思想， 以 RAW 文件为对象， 使用独特的插件和 双缓存技术， 实现不同 RAW 文件到指定图片格式的。
15、快速转换及视频生成的软件技术。插件 技术实现不同格式的 RAW 图像文件解析， 扩展软件的应用和增强软件的通用性 ； 双缓存技 术实现数据读取与处理交叉循环进行， 极大地提高软件的解析效率。 0016 由于 RAW 格式文件的不统一性， 不同厂商的 RAW 格式文件的数据结构与文件的扩 说 明 书 CN 104243886 A 4 3/5 页 5 展名也不尽相同。 本文设计的软件基于面向对象的方法， 采用插件技术和双缓存技术对RAW 图像文件进行解析， 使软件不但具有很强的通用性， 既适用于不同格式的 RAW 图像文件解 析， 又适用于 RAW 和其他不同图片格式之间的转换， 而且大大提高了图。
16、像的解析效率， 具有 很强的使用价值。 附图说明 0017 图 1 为本发明的原理框图 ； 图 2 为本发明的双缓存解析处理流程图。 具体实施方式 0018 如图1和2所示， 本发明包括多个解析插件模块， 多个解析插件模块的信号输出端 均连接统一接口模块的信号输入端， 统一接口模块的信号输出端连接预处理模块的信号输 入端， 预处理模块的信号输出端图像处理模块和图像生成模块的信号输入端， 图像处理模 块和图像生成模块的信号输出端连接缓存模块的输入端。 0019 本发明基于插件技术的高速图像解析及视频生成技术， 包括以下步骤 ： A: 利用插件设计统一接口 ： 把不同格式的 RAW 文件转换成统一。
17、的标准 RAW 文件结构， 统一数据接口。 0020 B:RAW 文件预处理 ： 可以根据用户需要， 选择不同的转换输出图片格式， 以及选择 是否缩放图片、 添加水印及生成视频。 0021 C:RAW 图像处理 ： 用户需求确定后， 按照用户需求， 开始对 RAW 文件进行处理。 0022 所述的步骤 C 的处理过程 ： 首先在内存中开辟两块缓存区， 每一个缓存区存储的都是一帧像素数据 ； 创建两个线 程， 线程 1 往缓存区中写入文件数据， 线程 2 对缓存区数据进行处理， 线程 2 对像素数据的 处理过程为 ： a) 对原始像素数据进行缩放， 根据事先选择的像素格式转换方法把 RAW 像素。
18、格式转 换成 BMP 顺序 ； b) 转换后的像素数据加上事先已经定义好的 BMP 文件头， 合成一帧 BMP 位图 ； c) 在 BMP 位图数据上添加水印合成新的 BMP 位图数据 ； d) 向 AVI 文件中写入一帧位图数据。 0023 本发明根据功能分为两个部分。第一部分为接口设计模块， 以插件形式设置不同 的 RAW 文件的解析格式， 插件的本质是在不修改程序主体的前提下对软件功能进行加强与 扩充， 通过定义一组插件接口， 将插件与主程序关联起来， 可以针对特定的插件接口编写插 件， 并将此插件动态地插入软件系统中， 以实现系统的功能扩展 ； 第二部分为处理模块 （主 程序） ， 以。
19、 RAW 文件为对象， 对 RAW 文件进行标准格式的解析与指定格式的图片、 视频生成。 为了提高处理速率， 这里采用双缓存技术， 在内存中开辟两块缓存区， 缓存区大小由图像大 小决定， 每一个缓存区存储的都是一帧图像数据 ； 创建两个线程， 线程 1（读线程） 用于将数 据写入缓存区， 线程 2（处理线程） 则用于处理缓存区内的数据， 具体流程如图 2 所示。 0024 插件的本质是在不修改程序主体的前提下对软件功能进行加强与扩充， 通过定义 一组插件接口， 将插件与主程序关联起来， 可以针对特定的插件接口编写插件， 并将此插件 说 明 书 CN 104243886 A 5 4/5 页 6 。
20、动态地插入软件系统中， 以实现系统的功能扩展。 0025 本发明设计的插件是把不同格式的 RAW 文件转换成统一的 RAW 文件结构， 统一数 据接口。标准 RAW 文件由文件头与图像数据两部分组成， 其中文件头用以描述图像数据， 包含图像的长、 宽、 帧数和像素点的分辨率等的信息， 图像数据则是图像各像素点的数据信 息。本发明应用面向对象思想， 针对不同格式的 RAW 文件设计不同的解析插件， 例如 Sony 解析插件就是把 Sony 公司的相机产生的 RAW 文件转换为标准格式。 0026 针对步骤 B， 软件第二部分 （主程序） 按照指定的解析格式对 RAW 文件进行处理， 包 括转换成。
21、不同格式的图片， 缩放图片、 添加水印、 生成视频等。 0027 RAW 文件预处理 1) 可以根据用户需要， 选择不同的转换输出图片格式 ； 2) 可以根据用户需要， 选择是否缩放图片与添加水印。 0028 RAW 图像处理 RAW文件预处理后， 按照用户需求， 开始对RAW文件进行处理。 为了提高处理速率， 本发 明采用双缓存技术， 在内存中开辟两块缓存区， 缓存区大小由图像大小决定， 每一个缓存区 存储的都是一帧图像数据 ； 创建两个线程， 线程 1（读线程） 用于将数据写入缓存区， 线程 2 （处理线程） 则用于处理缓存区内的数据， 具体流程如图 2 所示。 0029 RAW 文件预处。
22、理时， 已经根据用户选择设置了图片转换方法， 线程 2 对像素数据的 处理过程为 : 1) 根据事先选择的像素格式转换方法把 RAW 像素转换成一幅图片 ； 2) 根据需求对图片进行缩放与添加水印。 0030 下面对本发明提出的一种基于插件技术的高速图像解析及视频生成技术， 结合附 图进行详细说明。包括如下步骤 ： 1. 利用插件设计统一接口 ： 把不同格式的 RAW 文件转换成统一的标准 RAW 文件结构， 统一数据接口。 0031 2. RAW文件预处理 ： 可以根据用户需要， 选择不同的转换输出图片格式， 以及选择 是否缩放图片、 添加水印及生成视频。 0032 3. RAW 图像处理 。
23、： 用户需求确定后， 按照用户需求， 开始对 RAW 文件进行处理。 0033 本发明可以根据用户的选择， 提供 WMV、 RMVB、 AVI、 MPEG 等视频格式的转换输出。 视频生成流程与RAW文件解析流程相似， 在图片处理过程中， 线程2中调用相应的视频生成 算法把标准 RAW 文件转换成视频文件。 0034 本发明的一种实时例进一步说明如下 ： 本实施例中， 利用 Sony 解析插件就是把 Sony 公司的相机产生的 RAW 文件转换为标准 格式， 包括文件头和数据文件， 然后把文件解析成 BMP 图片并生成 AVI 格式视频文件。本实 例的步骤如下 ： 步骤 1. 统一接口 已知 。
24、Sony 公司的相机产生的 RAW 文件格式， 利用 Sony 解析插件设置与文件相对应的 数据结构 ： 数据类型及所占字节数， 并把结果保存到 Sony.ini 文件 ； 然后读取 RAW 文件并 缓存文件信息为标准格式， RAW 标准文件由文件头与图像数据两部分组成， 其中文件头用以 描述图像数据， 包含图像的长、 宽、 帧数和像素点的分辨率等信息， 图像数据则是图像各像 说 明 书 CN 104243886 A 6 5/5 页 7 素点的数据信息。 0035 步骤 2.RAW 文件预处理 是否对图片进行缩放， 是则设置缩放倍数 ； 选择 BMP 图片格式 ； 是否在图片上添加水 印， 是。
25、则设置文字 ； 选择生成 AVI 格式视频， 并选择视频文件存储地址设置视频名称。选择 确定后， 依据已知图片长宽及缩放倍数定义BMP文件头及像素转换格式， 设置AVI文件的头 文件。 0036 步骤 3.RAW 图像处理 本发明在内存中开辟两块缓存区， 每一个缓存区存储的都是一帧像素数据 ； 创建两个 线程， 线程 1 往缓存区中写入文件数据 （读线程） ， 线程 2 对缓存区数据进行处理 （处理线 程） ， 线程 2 对像素数据的处理过程为 ： a) 对原始像素数据进行缩放， 根据事先选择的像素格式转换方法把 RAW 像素格式转 换成 BMP 顺序 ； b) 转换后的像素数据加上事先已经定。
26、义好的 BMP 文件头， 合成一帧 BMP 位图 ； c) 在 BMP 位图数据上添加水印合成新的 BMP 位图数据 ； d) 向 AVI 文件中写入一帧位图数据。 0037 RAW 格式文件从一开始就不统一， 不同厂商的 RAW 格式文件的数据结构与文件的 扩展名也不尽相同。本文设计的软件基于面向对象的方法， 采用插件技术和双缓存技术对 RAW 图像文件进行解析， 使软件不但具有很强的通用性， 既适用于不同格式的 RAW 图像文件 解析， 又适用于 RAW 和其他不同图片格式之间的转换， 而且大大提高了图像的解析效率， 具 有很强的使用价值。表 1 是同等硬件设备条件下传统解析方法和使用双缓存解析技术的比 较结果。 0038 表 1 实验结果 方法速率 传统方法25帧/秒 双缓存技术50帧/秒 说 明 书 CN 104243886 A 7 1/2 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 104243886 A 8 2/2 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 104243886 A 9 。