遙感衛星數據移動窗口顯示系統及方法
2023-04-23 09:36:16 1
專利名稱：遙感衛星數據移動窗口顯示系統及方法
技術領域：
本發明涉及遙感衛星技術領域，更為具體地，涉及一種遙感衛星數據移動窗口顯示系統及方法。
背景技術：
隨著遙感技術的快速發展，遙感衛星數據在國民經濟建設和社會發展中發揮了越來越多的作用。作為遙感衛星接收系統中的一個重要部分，移動窗顯示系統負責接收過程中的實時遙感圖像顯示，從而使得接收人員能夠通過遙感圖像的移動窗顯示直觀評價遙感衛星數據的接收質量，及時發現接收中的異常現象並作應急處理。
傳統的移動窗顯示系統部署在遙感衛星接收站，是面向接收人員的單用戶監控系統，供遙感衛星數據接收人員在遙感衛星數據接收過程中判讀數據的接收質量。隨著遙感應用的快速發展，更多的科技人員、數據用戶希望在異地通過移動窗顯示系統儘早發現遙感數據中感興趣區域及相應信息。由於在現有技術中，不同移動窗顯示系統的移動窗圖像格式不統一，移動窗顯示系統需要專用設備、專人部署等特點，造成了傳統的移動窗顯示系統不易部署、通用性差，受眾面小的特點，無法適應用戶新的需求。發明內容
鑑於上述問題，本發明的一個目的是提供一種遙感衛星數據移動窗顯示系統及方法，其能夠使得網絡用戶在不安裝任何專用軟體的情況下登陸網絡方便地查看指定衛星數據、指定時間、特定波段組合方式和清晰度的移動窗顯示。
根據本發明的一個方面，提供一種遙感衛星數據移動窗顯示系統，包括數據預處理單元，用於根據接收遙感衛星數據的星地接口，對從遙感衛星接收的遙感衛星數據進行預處理，以得到幀同步後的原始衛星數據，所述原始衛星數據的數據結構中至少包括同步字、輔助參數和圖像數據；成像單元，與所述數據預處理單元相連，用於利用衛星星地接口， 從所述數據預處理單元輸出的原始衛星數據中提取出圖像數據以及對應的輔助參數，並對所提取出的圖像數據和輔助參數進行格式化輸出，以得到圖像數據文件；流媒體化處理單元，與所述流媒體化處理單元相連，用於對所述成像單元得到的圖像數據文件進行流媒體化處理，以生成流媒體視頻文件；以及流媒體發布單元，與所述流媒體化處理單元相連，用於獲取所述流媒體化處理單元生成的流媒體 視頻文件，並經由網絡將該流媒體視頻文件發布給用戶，從而以流媒體方式向用戶提供移動窗顯示。
在上述方面的一個或多個示例中，所述遙感衛星數據移動窗顯示系統還可以包括數據存儲單元，與所述數據預處理單元、所述成像單元、所述流媒體化處理單元和所述流媒體發布單元相連，用於存儲從遙感衛星接收的衛星數據以及所述數據預處理單元、所述成像單元和所述流媒體化處理單元生成的數據，以及所述數據預處理單元、成像單元、流媒體化處理單元和流媒體發布單元還被配置為從所述數據存儲單元中獲取數據進行相應處理。
在上述方面的一個或多個示例中，所述成像單元還被配置為生成與所述圖像數據文件對應的圖像數據文件元信息，所述圖像數據文件元信息至少包含圖像數據存儲位置、 圖像數據對應的衛星名、軌道號、成像起止時間、波段數、每個波段的總行數、每個波段的行長度，並且所述圖像數據文件元信息與對應的圖像數據文件一起存儲在所述數據存儲單元中，以及所述流媒體化處理單元還被配置為根據圖像數據文件元信息及預定的流媒體視頻文件參數，生成與所述流媒體視頻文件對應的流媒體視頻文件元信息，所述流媒體視頻文件元信息至少包含流媒體視頻文件存儲位置、流媒體視頻大小、流媒體視頻文件對應的衛星名、軌道號、成像起止時間、視頻幀速率和解析度，並且所述流媒體視頻文件元信息與對應的流媒體視頻文件一起存儲在所述數據存儲單元中。所述預定的流媒體視頻文件參數可以包括視頻幀速率、解析度等。所述預定的流媒體視頻文件參數可以包含在流媒體處理任務中，作為流媒體處理任務的任務參數。
在上述方面的一個或多個示例中，所述流媒體發布單元還包括點播裝置，用於根據用戶選定的移動窗顯示服務參數信息，生成包括該移動窗顯示服務參數信息的點播請求；流媒體視頻文件獲取裝置，與所述點播裝置相連，用於根據點播裝置生成的點播請求， 獲取與該點播請求對應的流媒體視頻文件；以及流媒體視頻文件發布裝置，與所述流媒體視頻文件獲取裝置相連，用於在獲取到對應的流媒體視頻文件後，將該流媒體視頻文件發布給用戶來進行移動窗顯示。
在上述方面的一個或多個示例中，所述移動窗顯示服務參數信息至少包括衛星名、軌道號、顯示時間段、波段組合方式、視頻幀速率和解析度。
在上述方面的一個或多個示例中，所述流媒體視頻文件獲取裝置包括流媒體視頻文件搜索器，與所述點播裝置相連，用於根據點播裝置生成的點播請求中包含的移動窗顯示服務參數信息，在所述數據存儲單元中搜索對應的流媒體視頻文件；以及圖像數據文件搜索器，與所述流媒體視頻文件搜索器相連，用於當在所述數據存儲單元中沒有搜索到對應的流媒體視頻文件時，在所述數據存儲單元中搜索對應的圖像數據文件，其中，所述圖像數據文件搜索器還被配置為當在所述數據存儲單元中搜索到對應的圖像數據文件後，將該圖像數據文件發送給所述流媒體化處理單元來按照用戶選定的移動窗顯示服務參數信息生成流媒體視頻文件，所述流媒體化處理單元將所生成的流媒體視頻文件後返回給所述流媒體視頻文件發布裝置來進行發布，以及在所述數據存儲單元中沒有搜索到對應的圖像數據文件後，向用戶發布指示要點播的衛星數據不存在的指示信息。
根據本發明的一個方面，提供了一種遙感衛星數據移動窗顯示方法，所述方法由上述遙感衛星數據移動窗顯示系統執行，所述方法包括根據接收遙感衛星數據的星地接口，對從遙感衛星接收的遙感衛星數據進行預處理，以得到幀同步後的原始衛星數據，所述原始衛星數據的數據結構中至少包括同步字、輔助參數和圖像數據；利用衛星星地接口，從所述數據預處理單元輸出的原始衛星數據中提取出圖像數據以及對應的輔助參數，並對所提取出的圖像數據和輔助參數進行格式化輸出，以得到圖像數據文件；對所述成像單元得到的圖像數據文件進行流媒體化處理，以生成流媒體視頻文件；以及經由網絡將所述流媒體化處理單元生成的流媒體視頻文件發布給用戶，從而以流媒體方式向用戶提供移動窗顯/Jn ο
在上述方面的一個或多個示例中，所述遙感衛星數據移動窗顯示系統還包括數據存儲單元，所述方法包括將從遙感衛星接收的衛星數據以及所述數據預處理單元、所述成像單元和所述流媒體化處理單元生成的數據存儲在所述數據存儲單元中，以及所述方法還包括所述數據預處理單元、成像單元、流媒體化處理單元和流媒體發布單元從所述數據存儲單元中獲取數據進行相應處理。
在上述方面的一個或多個示例中，在生成所述圖像數據文件時還包括生成與所述圖像數據文件對應的圖像數據文件元信息，所述圖像數據文件元信息至少包含圖像數據存儲位置、圖像數據對應的衛星名、軌道號、成像起止時間、波段數、每個波段的總行數、每個波段的行長度，以及將所述圖像數據文件元信息與對應的圖像數據文件一起存儲在所述數據存儲單元中，以及在生成流媒體視頻文件時還包括根據圖像數據文件元信息及預定的流媒體視頻文件參數，生成與所述流媒體視頻文件對應的流媒體視頻文件元信息，所述流媒體視頻文件元信息至少包含流媒體視頻文件存儲位置、流媒體視頻大小、流媒體視頻文件對應的衛星名、軌道號、成像起止時間、視頻幀速率和解析度，並且將所述流媒體視頻文件元信息與對應的流媒體視頻文件一起存儲在所述數據存儲單元中。
在上述方面的一個或多個示例中，所述方法還包括根據用戶選定的移動窗顯示服務參數信息，生成包括該移動窗顯示服務參數信息的點播請求；根據點播裝置生成的點播請求，獲取與該點播請求對應的流媒體視頻文件；以及在獲取到對應的流媒體視頻文件後，將該流媒體視頻文件發布給用戶來進行移動窗顯示。
在上述方面的一個或多個示例中，所述移動窗顯示服務參數信息至少包括衛星名、軌道號、顯示時間段、波段組合方式、視頻幀速率和解析度。
在上述方面的一個或多個示例中，根據點播裝置生成的點播請求，獲取與該點播請求對應的流媒體視頻文件包括根據點播裝置生成的點播請求中包含的移動窗顯示服務參數信息，在所述數據存儲單元中搜索對應的流媒體視頻文件；在所述數據存儲單元中沒有搜索到對應的流媒體視頻文件時，在所述數據存儲單元中搜索對應的圖像數據文件；以及在所述數據存儲單元中搜索到對應的圖像數據文件後，將該圖像數據文件發送給所述流媒體化處理單元來按照用戶選定的移動窗顯示服務參數信息生成流媒體視頻文件並進行發布，或者在所述數據存儲單元中沒有搜索到對應的圖像數據文件後，返回指示要點播的衛星數據不存在的指示信息。
利用上述遙感衛星數據移動窗顯示系統及方法，可以為任何能夠通過網絡連接到遙感衛星數據移動窗顯示系統的用戶，提供指定衛星數據、指定時間、特定波段組合方式和清晰度的移動窗顯示，並且對衛星數據及輔助參數進行滾動顯示。
為了實現上述·以及相關目的，本發明的一個或多個方面包括後面將詳細說明並在權利要求中特別指出的特徵。下面的說明以及附圖詳細說明了本發明的某些示例性方面。 然而，這些方面指示的僅僅是可使用本發明的原理的各種方式中的一些方式。此外，本發明旨在包括所有這些方面以及它們的等同物。
根據下述參照附圖進行的詳細描述，本發明的上述和其他目的、特徵和優點將變得更加顯而易見。在附圖中
圖1示出了根據本發明的遙感衛星數據移動窗顯示系統的方框示意圖2示出了原始衛星數據的幀結構的一個示例的示意圖；圖3示出了單波段數據的行結構的示意圖；圖4示出了單波段圖像數據文件生成流媒體視頻文件的流程示意圖；圖5示出了多波段圖像數據文件生成流媒體視頻文件的流程示意圖；圖6示出了流媒體伺服器提供移動窗顯示的流程示意圖；圖7示出了根據本發明實施例的遙感衛星數據移動窗顯示方法的流程圖；圖8示出了根據本發明的另一實施例的遙感衛星數據移動窗顯示方法的流程圖； 和圖9示出了圖8中的獲取流媒體文件的一個示例的流程圖。在所有附圖中相同的標號指示相似或相應的特徵或功能。
具體實施例方式下面描述本公開的各個方面。應該明白的是，本文的教導可以以多種多樣形式具 體體現，並且在本文中公開的任何具體結構、功能或兩者僅僅是代表性的。基於本文的教 導，本領域技術人員應該明白的是，本文所公開的一個方面可以獨立於任何其它方面實現， 並且這些方面中的兩個或多個方面可以按照各種方式組合。例如，可以使用本文所闡述的 任何數目的方面，實現系統或實踐方法。另外，可以使用其它結構、功能、或除了本文所闡述 的一個或多個方面之外或不是本文所闡述的一個或多個方面的結構和功能，實現這種系統 或實踐這種方法。此外，本文所描述的任何方面可以包括權利要求的至少一個元素。 下面將結合
根據本發明的實施例。圖1示出了根據本發明的遙感衛星數據移動窗顯示系統100的方框示意圖。如圖1所示，遙感衛星數據移動窗顯示系統100包括數據預處理單元110、成像單 元120、流媒體化處理單元130、流媒體發布單元140和數據存儲單元150。在本發明的一個示例中，數據存儲單元150與數據預處理單元110、成像單元120、 流媒體化處理單元130和流媒體發布單元140相連，用於存儲從遙感衛星接收的衛星數據 以及所述數據預處理單元、所述成像單元和所述流媒體化處理單元生成的數據。所述數據 存儲單元150可以是各種類型的存儲設備，包括各種易失性存儲器或者非易失性存儲器， 比如硬碟、CD-ROM等。數據預處理單元110、成像單元120、流媒體化處理單元130和流媒體發布單元140 還被配置為從數據存儲單元150中獲取數據進行相應處理。數據預處理單元120用於根據接收遙感衛星數據的星地接口，對從遙感衛星接 收的遙感衛星數據進行預處理，以得到幀同步後的原始衛星數據，所述原始衛星數據的數 據結構中至少包括同步字、輔助參數和圖像數據。所述衛星數據的星地接口是指衛星下行 數據的格式定義，該定義包含衛星下行數據幀結構的定義，比如原始數據每一個欄位的長 度，類型及含義，同時星地接口定義了下行數據的編碼方式以便地面系統根據衛星星地接 口對衛星下行數據進行解碼。不同衛星的星地接口不同，因此地面系統根據具體衛星的星 地接口定義，解析衛星原始數據中各個欄位的值及含義，提取圖像數據和輔助參數。例如， 定義衛星原始數據幀的長度為1024位元組，其中第0至第3位元組表示幀同步字，其值固定為 OxlACFFClD ;數據幀第4至第7位元組表示幀序號，類型為採用LITTLE ENDIAN字節序的INT型整數，幀序號從零開始計數；等等。遙感衛星數據是從遙感衛星接收的。通常，當從遙感衛星接收到遙感衛星原始數據後，首先存儲到數據存儲單元150中。然後，在將遙感衛星原始數據寫入到數據存儲單元150後，數據預處理單元110從數據存儲單元150讀取該遙感衛星原始數據並進行預處理，以得到幀同步後的原始衛星數據。例如，所述預處理可以是幀同步處理，例如根據幀同步字逐比特進行幀同步處理，獲得遙感衛星原始數據幀。此外，所述預處理還可以包括在獲得遙感衛星原始數據幀後，根據衛星星地接口，對數據幀相應欄位進行必要解碼處理，比如PN解擾、CRC校驗、RS糾錯處理，從而獲得真實的、幀同步後的遙感衛星原始數據。通常，從遙感衛星下傳的遙感衛星原始數據為二進位bit流，以幀同步字為標誌位區分出每一個數據幀，數據幀是衛星下傳的基本單位。圖2示出了原始衛星數據的幀結構的一個示例的示意圖。如圖2所示，原始衛星數據的幀結構包括同步字欄位、輔助參數欄位和圖像數據欄位。所述同步字欄位用於存儲幀同步字，該幀同步字是數據幀開始的標誌。根據幀長的大小，同步字欄位選擇不同的長度，通常為4位元組或者8位元組。輔助參數可以包括幀計數器，衛星模式，衛星姿態和大氣條件等相關信息。圖像數據是指從遙感衛星獲取的遙感圖像數據。對於不同的遙感衛星，每幀中的圖像數據可以代表不同的圖像數據。比如，對於SPOT衛星，每幀中的圖像數據代表一行圖像數據。而對於Terra衛星，每幀中的圖像數據代表的是一段圖像數據。所述圖像數據、輔助參數是待發布的流媒體的數據來源。此外，如果從遙感衛星接收的衛星原始數據進行了前向編碼，則所述數據預處理單元還可以對衛星數據進行前向編碼解碼，然後直接根據幀同步字逐bit進行幀同步處理，獲得遙感衛星原始數據幀。 成像單元120與數據預處理單元110相連。在如上獲得遙感衛星的原始衛星數據後，成像單元120利用衛星星地接口，從所述數據預處理單元輸出的原始衛星數據中提取出圖像數據以及對應的輔助參數，並對所提取出的圖像數據和輔助參數進行格式化輸出，從而得到圖像數據文件。例如，成像單元120根據衛星星地接口，讀取衛星各波段圖像數據及相應的輔助參數，然後對所提取出的衛星圖像數據和輔助參數進行格式化輸出，從而得到圖像數據文件。此外，為了方便後續處理中能方便獲取某個波段、某個行號的圖像數據和輔助參數，還可以將所生成的圖像數據文件存儲在數據存儲單元中，並且存儲在同一目錄下。該目錄的命名通常可以包括衛星名、數據接收起止時間、軌道號信息，比如「S4_20120701041235121_20120701042210227_001201」，該目錄名表示的是該目錄下包含的是UTC時間2012年7月I日04時12分35. 121秒開始，2012年7月I日04時22分10. 227結束的SP0T4相關圖像數據。此外，該目錄下還可以包含衛星各波段圖像文件，輔助參數文件及對應的衛星圖像分波段輸出。每個波段的圖像數據命名為「波段號· img」，比如B1.1mg文件表示波段I的圖像數據文件。在單波段圖像文件中，圖像數據按照時間順序逐行排列，每行數據包括該行的輔助信息(行號、行長度、時間碼和經緯度信息)和圖像數據，單波段圖像文件的行結構如圖3所示。此外，在生成圖像數據文件時，成像單元120還可以生成對應的圖像數據文件元信息，該圖像數據文件元信息至少包含圖像數據存儲位置、圖像數據對應的衛星名、軌道號、成像起止時間、波段數、每個波段的總行數、每個波段的行長度，用於保存圖像數據保存目錄路徑、圖像數據對應的衛星名、軌道號、成像起止時間、波段數、每個波段的總行數、每個波段的行長度等元信息，以供用戶將來搜索時使用。成像單元120將所生成的圖像數據文件和對應的圖像數據文件元信息存入到數據存儲單元150中。流媒體化處理單元130與成像單元120相連。在成像單元120生成圖像數據文件後，流媒體化處理單元130對所述成像單元得到的圖像數據文件進行流媒體化處理，以生成流媒體視頻文件。流媒體化處理單元130負責對圖像數據文件進行流媒體化處理，從而生成流媒體視頻文件。例如，流媒體化處理單元130可以提取圖像數據文件中的輔助參數，比如行號、時間碼、經緯度信息。然後，根據這些信息，結合圖像數據文件的元信息文件，迅速確定需要處理的起止行號(按照流媒體化指定的衛星名、軌道號、起止時間)。此外，流媒體化處理單元130還可以根據圖像數據文件元信息及預定的流媒體視頻文件參數，生成對應的流媒體視頻文件元信息。所述流媒體視頻文件元信息至少包含流媒體視頻文件存儲位置、流媒體視頻大小、流媒體視頻文件對應的衛星名、軌道號、成像起止時間、視頻幀速率和解析度。所述預定的流媒體視頻文件參數可以包括視頻幀速率、解析度等。所述預定的流媒體視頻文件參數可以包含在流媒體處理任務中，作為流媒體處理任務的任務參數。為了實現滾動顯示方式的流媒體視頻文件，流媒體化處理單元130需要對單波段或多波段圖像數據文件及輔助參數進行流媒體化處理。流媒體化處理單元130所處理的圖像數據文件可以是數據存儲單元150中已經存在的圖像數據文件，也可以是數據存儲單元150中不存在的圖像數據文件。如果流媒體化處理單元130需要處理的圖像文件是數據存儲單元150中不存在的新圖像數據文件，則流媒體化處理單元130需要按照遙感衛星數據移動窗顯示系統為該衛星預製的時間段、波段組合方式、視頻幀速率和顯示清晰度，對該新圖像數據文件進行流媒體化。例如，假設遙感衛星 數據移動窗顯示系統對衛星A的預製是整軌道圖像數據、只有波段I的波段組合、視頻幀速率為25fps、視頻清晰度為標清(640*480解析度)，並假設所生成的流媒體視頻文件是flv格式流媒體視頻文件，則可以採用如圖4所示的流媒體化處理過程。所述波段組合方式包含以下含義視頻包含的波段數，I還是3 ;如果是1，表示該視頻為黑白視頻，只包含一個波段的灰度圖像；如果是3，表示該視頻為偽彩色視頻，利用RGB成像原理，選擇衛星數據的三個波段分別對應R/G/B形成偽彩圖像。如圖4所示，首先，根據單波段(波段I)圖像文件生成灰度圖像序列。其中，25fp表示每秒鐘視頻需要25幀圖像，即每幀圖像時間間隔為40ms，單幀圖像大小為640*480。為了簡單起見，假設單波段圖像文件單行圖像數據長度統一為2560像素，兩行之間時間差均為40ms。為了使得以上述單波段圖像文件生成圖像幀為基礎生成的視頻文件播放時，能夠模擬衛星圖像的逐行滾動顯示，進行下述處理在視頻第一幀的灰度圖像序列中，針對從上至下第I行至第479行，填充黑色像素點，針對第480行，填充降4抽樣後的單波段圖像文件第I行的灰度圖像數據。對於視頻第二幀的灰度圖像序列，則是40ms後的圖像滾動顯示後的狀態，在本例中即為，在從上至下第I行至第478行中填充黑色像素點,在第479行中填充降4抽樣後的單波段圖像文件第I行的灰度圖像數據，在第480行中填充降4抽樣後的單波段圖像文件第2行的灰度圖像數據。以此類推，直至最後一幀的灰度圖像序列，在最後一幀中，從上至下第I行是降4抽樣後的單波段圖像文件的第N-479行的灰度圖像數據，第m行是降4抽樣後的單波段圖像文件的第N-480-m行的灰度圖像數據，以及第480行是降4抽樣後的單波段圖像文件第N-480行的灰度圖像數據。這裡所述的處理是針對單波段的黑白視頻的處理。然後，將所生成的灰度圖像序列轉換為YUV420p序列，接著將YUV420p序列編碼成flv文件進行輸出。上述轉換和編碼處理可以利用FFMpeg API庫實現，其中sws_scale函數可以實現將RGB或灰度圖像轉換為YUV420序列，而Iibavcodec庫的f Iv編碼器可以實現將YUV420序列編碼成flv視頻文件。視頻的解析度和幀速率等可以利用AVCodecContext的寬高、幀率等參數來設置。此外，在轉換過程中，輔助參數(成像時間、經緯度等信息)以字眷形式出現在視頻中。接著，基於預定的流媒體視頻文件參數，比如視頻存儲位置，視頻大小，視頻顯示的移動窗圖像對應的衛星名、軌道號、起止時間、幀速率、解析度等信息，生成該流媒體視頻文件對應的視頻元信息文件。這裡，所述預定的流媒體視頻文件參數可以包含在用戶預先定義或輸入的流媒體處理任務中，作為流媒體處理任務的任務參數。最後，將所生成的flv流媒體視頻文件及相應的視頻元信息文件存入數據存儲單元150中。如果流媒體化處理單元130需要處理的圖像文件是數據存儲單元150中不存在的新圖像數據文件，例如，在接收到用戶發出的點播請求時，在數據存儲單元150中不存在對應的流媒體視頻文件但是存在對應的圖像數據文件的情況下，則流媒體化處理單元130按照點播請求中包含的由用戶選定的移動窗顯示服務參數信息，比如用戶指定的時間段、波段組合方式、視頻幀速率和視頻清晰度，對圖像數據文件進行流媒體化處理。例如，假定用戶指定的衛星B的視頻模式為UTC時間2012年7月I日04時24分21. 211秒至2012年7月I日04時31分12. 211秒這個時間段的數據，對波段1、2、3分別對應R、G、B的波段組合模式，視頻幀速率為25fps、視頻清晰度為標清(640*480解析度)，用戶指定時間段對應該圖像數據的第K行至第 M行數據，則該指定模式下的流媒體化處理流程如圖5所示。首先，分別利用三個波段B1/B2/B3的對應的R/G/B的對應時間段的圖像文件生成灰度圖像序列。其中，25fps表示每秒鐘視頻需要25幀圖像，即每幀圖像時間間隔為40ms，單幀圖像大小為640*480。為了簡單起見，假設單波段圖像文件單行圖像數據長度統一為2560像素，兩行之間時間差均為40ms。為了使得以上述單波段圖像文件生成圖像幀為基礎生成的視頻文件播放時，能夠模擬衛星圖像的逐行滾動顯示，進行下述處理在視頻第一幀的偽彩圖像序列中，從上至下第I行至第479行填充黑色像素點，第480行填充降4抽樣後的波段B1/B2/B3圖像文件第K+1行生成的偽彩圖像數據。在視頻第二幀的灰度圖像序列中，填充40ms後的圖像滾動顯示後的狀態，在本例中即為，從上至下第I行至第478行填充黑色像素點，第479行填充降4抽樣後的波段B1/B2/B3圖像文件第K+1行生成的偽彩圖像數據，第480行填充降4抽樣後的波段B1/B2/B3圖像文件第K+2行生成的偽彩圖像數據。以此類推，直至最後一幀的灰度圖像序列。在最後一幀中，從上至下第I行填充根據降4抽樣後的波段B1/B2/B3圖像文件第M-479行生成的偽彩圖像數據，第m行填充根據降4抽樣後的波段B1/B2/B3圖像文件第M-480-m行生成的偽彩圖像數據，第480行填充根據降4抽樣後的波段B1/B2/B3圖像文件第N-480行生成的灰度圖像數據。
接著，將所生成的RGB偽彩圖像序列轉換為YUV420p序列，然後再將YUV420p序列編碼成flv文件進行輸出。上述轉換和編碼處理可以利用FFMpeg API庫實現，其中sws_scale函數可以實現將RGB或灰度圖像轉換為YUV420序列，而libavcodec庫的flv編碼器可以實現將YUV420序列編碼成flv視頻文件。視頻的解析度和幀速率等可以利用AVCodecContext的寬高、幀率等參數來設置。此外，在轉換過程中，輔助參數(成像時間、經緯度等信息)以字幕形式出現在視頻中。接著，基於預定的流媒體視頻文件參數，比如視頻存儲位置，視頻大小，視頻顯示的移動窗圖像對應的衛星名、軌道號、起止時間、幀速率、解析度等信息，生成該流媒體視頻文件對應的視頻元信息文件。最後，將所生成的flv流媒體視頻文件及相應的視頻元信息文件存入數據存儲單元150中。流媒體發布單元140與流媒體化處理單元130相連。在如上生成流媒體視頻文件後，流媒體發布單元140可以獲取所述流媒體化處理單元130生成的流媒體視頻文件，並經由網絡將該流媒體視頻文件發布給用戶，從而以流媒體方式向用戶提供移動窗顯示。在本發明的一個示例中，流媒體發布單元140可以在流媒體化處理單元130生成流媒體視頻文件後，馬上獲取所述流媒體化處理單元130生成的流媒體視頻文件，並經由網絡將該流媒體視頻文件發布給用戶，從而以流媒體方式向用戶提供移動窗顯示。按照這種方式，可以將所生成的流媒體視頻文件推送給用戶來進行移動窗顯示，而不需要用戶提出點播需求。在本發明的另一示例中，流媒體發布單元140還可以基於用戶的點播需求，以流媒體伺服器的形式向用戶提供移動窗顯示服務。在這種情況下，流媒體發布單元140還可以包括點播裝置(未示出)，用於根據用戶選定的移動窗顯示服務參數信息，生成包括該移動窗顯示服務參數信息的點播請求；流媒體視頻文件獲取裝置(未示出)，與所述點播裝置相連，用於根據點播裝置生成的點播請求，獲取與該點播請求對應的流媒體視頻文件；以及流媒體視頻文件發布裝置 (未示出)，與所述流媒體視頻文件獲取裝置相連，用於在獲取到對應的流媒體視頻文件後，將該流媒體視頻文件發布給用戶來進行移動窗顯示。在本發明的一個或多個示例中，所述移動窗顯示服務參數信息至少包括衛星名、軌道號、顯示時間段、波段組合方式、視頻幀速率和解析度。此外，所述流媒體視頻文件獲取裝置還可以包括流媒體視頻文件搜索器，用於根據點播裝置生成的點播請求中包含的移動窗顯示服務參數信息，在所述數據存儲單元中搜索對應的流媒體視頻文件；以及圖像數據文件搜索器，與所述流媒體視頻文件搜索器相連，用於在所述數據存儲單元中沒有搜索到對應的流媒體視頻文件時，在所述數據存儲單元中搜索對應的圖像數據文件，其中，所述圖像數據文件搜索器還被配置為在所述數據存儲單元中搜索到對應的圖像數據文件後，將該圖像數據文件發送給所述流媒體化處理單元來按照用戶選定的移動窗顯示服務參數信息生成流媒體視頻文件，所述流媒體化處理單元將所生成的流媒體視頻文件後返回給所述流媒體視頻文件發布裝置來進行發布，以及在所述數據存儲單元中沒有搜索到對應的圖像數據文件後，向用戶發布指示要點播的衛星數據不存在的指示信息。在獲取對應的流媒體視頻文件後，所述流媒體視頻文件發布裝置可以利用flv流媒體伺服器發布該視頻，從而實現指定衛星數據的移動窗的顯示。基於flv的流媒體系統核心部分是Flash Media Server (FMS)流媒體伺服器,該伺服器的工作流程參見圖6。FMS由兩部分構成伺服器和Flash播放器。伺服器端的應用程式在FMS上有自己獨立的目錄，存放服務端腳本文件和其他資源，客戶端與伺服器通過Adobe的私有協議RTMP協議相互通信。Flash客戶端通過RTMP協議與FMS建立連接，這樣就在Flash的客戶端與伺服器端形成穩定的數據流。當然，通常講swf是嵌入在瀏覽器中的，所以首先客戶端通過HTTP協議請求Web Server加載視頻，Web Server通過HTTP協議響應客戶請求並將Flash腳本發送到客戶端。伺服器端包括兩個伺服器Web Server和Flash Media Server, Web Server負責將Flash腳本發送到客戶端，響應客戶請求並提供Web服務；FMS負責存儲和傳輸媒體流，當一個客戶瀏覽器請求播放存儲數據時，它就啟動一個線程為客戶服務，並用RTMP協議傳輸流媒體。客戶端主要由HTML頁面和嵌入的SWF播放器實現，其主要作用是瀏覽網頁和收看視頻。如上參照圖1到圖6對根據本發明的遙感衛星數據移動窗顯示系統進行了說明。這裡要說明的是，上述 示例僅僅是例示性的，而不是限制性的。還可以對上述實施例進行各種修改和替換。例如，在上面的示例中，遙感衛星數據移動窗顯示系統被示出為包括數據存儲單元，但是在本發明的其它示例中，遙感衛星數據移動窗顯示系統也可以不包括數據存儲單元。此外，上述實施例的遙感衛星數據移動窗顯示系統中的數據預處理單元、流媒體化處理單元以及流媒體發布單元及其構成組件可以利用處理器和與處理器相連的存儲器實現，比如利用通用處理器(例如，CPU或MCU)以及包含有能夠實現上述各個單元的對應功能的程序的存儲器實現。或者，上述實施例的遙感衛星數據移動窗顯示系統中的數據預處理單元、流媒體化處理單元以及流媒體發布單元及其構成組件也可以作為一個單元實現，比如利用ASIC元件或FPGA元件實現。下面將參照圖10到圖11對根據本發明的遙感衛星數據移動窗顯示方法進行描述。圖7示出了根據本發明實施例的遙感衛星數據移動窗顯示方法的流程圖。如圖7所示，首先，在步驟S710，根據接收遙感衛星數據的星地接口，對從遙感衛星接收的遙感衛星數據進行預處理，以得到幀同步後的原始衛星數據，所述原始衛星數據的數據結構中至少包括同步字、輔助參數和圖像數據。然後，在步驟S720，利用衛星星地接口，從所述數據預處理單元輸出的原始衛星數據中提取出圖像數據以及對應的輔助參數，並對所提取出的圖像數據和輔助參數進行格式化輸出，以得到圖像數據文件。在得到圖像數據文件後，在步驟S730，對所述成像單元得到的圖像數據文件進行流媒體化處理，以生成流媒體視頻文件。然後，在步驟S740，經由網絡將所述流媒體化處理單元生成的流媒體視頻文件發布給用戶，從而以流媒體方式向用戶提供移動窗顯示。圖8示出了根據本發明的另一實施例的遙感衛星數據移動窗顯示方法的流程圖。如圖8所示，首先，在步驟S810，根據接收遙感衛星數據的星地接口，對從遙感衛星接收的遙感衛星數據進行預處理，以得到幀同步後的原始衛星數據，所述原始衛星數據的數據結構中至少包括同步字、輔助參數和圖像數據。然後，在步驟S820，利用衛星星地接口，從所述數據預處理單元輸出的原始衛星數據中提取出圖像數據以及對應的輔助參數，並對所提取出的圖像數據和輔助參數進行格式化輸出，以得到圖像數據文件和圖像數據文件元信息，並且將所得到的圖像數據文件和圖像數據文件元信息存儲在數據存儲單元中。在得到圖像數據文件後，在步驟S830，對所述成像單元得到的圖像數據文件和輔助參數進行流媒體化處理，以生成流媒體視頻文件和對應的流媒體視頻文件元信息，並且將所得到的流媒體視頻文件和對應的流媒體視頻文件元信息存儲在數據存儲單元中。然後，在步驟S840，獲取用戶點播的流媒體視頻文件，並且經由網絡將該流媒體視頻文件發布給用戶，從而以流媒體方式向用戶提供移動窗顯示。圖9示出了上述步驟S840的一個示例的具體實現過程。如圖9所示，首先，在步驟S841，根據用戶選定的移動窗顯示服務參數信息，生成包括該移動窗顯示服務參數信息的點播請求。然後，在步驟S843，根據點播裝置生成的點播請求中包含的移動窗顯示服務參數信息，在所述數據存儲單元中搜索是否存在對應的流媒體視頻文件。所述移動窗顯示服務參數信息至少包括衛星名、軌道號、顯示時間段、波段組合方式、視頻幀速率和解析度。如果存在對應的流媒體視頻文件，則獲取該對應的流媒體視頻文件，並且經由網絡將該流媒體視頻文件發布給用戶，從而以流媒體方式向用戶提供移動窗顯示。如果在所述數據存儲單元中沒有搜索到對應的流媒體視頻文件時，則在步驟S845，在所述數據存儲單元中搜索對應的圖像數據文件。如果在所述數據存儲單元中搜索到對應的圖像數據文件，則在步驟S849，將該圖像數據文件發送給所述流媒體化處理單元，由所述流媒體化處理單元按照用戶選定的移動窗顯示服務參數信息，基於該圖像數據文件生成流媒體視頻文件。然後，流媒體化處理單元130將所生成的流媒體視頻文件返回給流媒體發布單元140經由網絡發布`給用戶。如果在所述數據存儲單元中沒有搜索到對應的圖像數據文件後，則在步驟S847，返回指示要點播的衛星數據不存在的指示信息。利用本發明的遙感衛星數據移動窗顯示系統和方法，可以滿足用戶對衛星數據進行移動窗顯示的需求，解決傳統移動窗顯示通用性差、部署複雜、受眾面小的缺點。此外，還可以對任何能夠連接到移動窗顯示裝置的用戶，提供指定衛星數據、指定時間、特定波段組合方式和清晰度的移動窗顯示，對衛星數據及輔助參數進行滾動顯示。此外，根據本發明的方法還可以被實現為由CPU執行的電腦程式。在該電腦程式被CPU執行時，執行本發明的方法中限定的上述功能。此外，上述方法步驟以及系統單元也可以利用控制器(例如，處理器)以及用於存儲使得控制器實現上述步驟或單元功能的電腦程式的計算機可讀存儲設備實現。儘管前面公開的內容示出了本發明的示例性實施例，但是應當注意，在不背離權利要求限定的本發明的範圍的前提下，可以進行多種改變和修改。根據這裡描述的發明實施例的方法權利要求的功能、步驟和/或動作不需以任何特定順序執行。此外，儘管本發明的元素可以以個體形式描述或要求，但是也可以設想多個，除非明確限制為單數。雖然如上參照圖描述了根據本發明的各個實施例進行了描述，但是本領域技術人員應當理解，對上述本發明所提出的各個實施例，還可以在不脫離本發明內容的基礎上做出各種改進。因此，本 發明的保護範圍應當由所附的權利要求書的內容確定。
權利要求
1.一種遙感衛星數據移動窗顯示系統，包括數據預處理單元，用於根據接收遙感衛星數據的星地接口，對從遙感衛星接收的遙感衛星數據進行預處理，以得到幀同步後的原始衛星數據，所述原始衛星數據的數據結構中至少包括同步字、輔助參數和圖像數據；成像單元，與所述數據預處理單元相連，用於利用衛星星地接口，從所述數據預處理單元輸出的原始衛星數據中提取出圖像數據以及對應的輔助參數，並對所提取出的圖像數據和輔助參數進行格式化輸出，以得到圖像數據文件；流媒體化處理單元，與所述成像單元相連，用於對所述成像單元得到的圖像數據文件進行流媒體化處理，以生成流媒體視頻文件；以及流媒體發布單元，與所述流媒體化處理單元相連，用於獲取所述流媒體化處理單元生成的流媒體視頻文件，並經由網絡將該流媒體視頻文件發布給用戶，從而以流媒體方式向用戶提供移動窗顯示。
2.如權利要求1所述的遙感衛星數據移動窗顯示系統，還包括數據存儲單元，與所述數據預處理單元、所述成像單元、所述流媒體化處理單元和所述流媒體發布單元相連，用於存儲從遙感衛星接收的衛星數據以及所述數據預處理單元、所述成像單元和所述流媒體化處理單元生成的數據，以及所述數據預處理單元、成像單元、流媒體化處理單元和流媒體發布單元還被配置為從所述數據存儲單元中獲取數據進行相應處理。
3.如權利要求2所述的遙感衛星數據移動窗顯示系統，其中，所述成像單元還被配置為生成與所述圖像數據文件對應的圖像數據文件元信息，所述圖像數據文件元信息至少包含圖像數據存儲位置、圖像數據對應的衛星名、軌道號、成像起止時間、波段數、每個波段的總行數、每個波段的行長度，並且所述圖像數據文件元信息與對應的圖像數據文件一起存儲在所述數據存儲單元中，以及所述流媒體化處理單元還被配置為根據圖像數據文件元信息及預定的流媒體視頻文件參數，生成與所述流媒體視頻文件對應的流媒體視頻文件元信息，所述流媒體視頻文件元信息至少包含流媒體視頻文件存儲位置、流媒體視頻大小、流媒體視頻文件對應的衛星名、軌道號、成像起止時間、視頻幀速率和解析度，並且所述流媒體視頻文件元信息與對應的流媒體視頻文件一起存儲在所述數據存儲單元中。
4.如權利要求3所述的遙感衛星數據移動窗顯示系統，其中，所述流媒體發布單元還包括點播裝置，用於根據用戶選定的移動窗顯示服務參數信息，生成包括該移動窗顯示服務參數信息的點播請求；流媒體視頻文件獲取裝置，與所述點播裝置相連，用於根據點播裝置生成的點播請求， 獲取與該點播請求對應的流媒體視頻文件；以及流媒體視頻文件發布裝置，與所述流媒體視頻文件獲取裝置相連，用於在獲取到對應的流媒體視頻文件後，將該流媒體視頻文件發布給用戶來進行移動窗顯示。
5.如權利要求4所述的遙感衛星數據移動窗顯示系統，其中，所述移動窗顯示服務參數信息至少包括衛星名、軌道號、顯示時間段、波段組合方式、視頻幀速率和解析度。
6.如權利要求4所述的遙感衛星數據移動窗顯示系統，其中，所述流媒體視頻文件獲取裝置包括流媒體視頻文件搜索器，與所述點播裝置相連，用於根據點播裝置生成的點播請求中包含的移動窗顯示服務參數信息，在所述數據存儲單元中搜索對應的流媒體視頻文件；以及圖像數據文件搜索器，與所述流媒體視頻文件搜索器相連，用於當在所述數據存儲單元中沒有搜索到對應的流媒體視頻文件時，在所述數據存儲單元中搜索對應的圖像數據文件，其中，所述圖像數據文件搜索器還被配置為在所述數據存儲單元中搜索到對應的圖像數據文件後，將該圖像數據文件發送給所述流媒體化處理單元，所述流媒體化處理單元被配置為在所述數據存儲單元中搜索到對應的圖像數據文件後，按照用戶選定的移動窗顯示服務參數信息，基於所接收的圖像數據文件生成流媒體視頻文件，將所生成的流媒體視頻文件返回給所述流媒體視頻文件發布裝置來進行發布；以及在所述數據存儲單元中沒有搜索到對應的圖像數據文件後，向用戶發布指示要點播的衛星數據不存在的指示信息。
7.—種遙感衛星數據移動窗顯示方法，所述方法由如權利要求1所述的遙感衛星數據移動窗顯示系統執行，所述方法包括根據接收遙感衛星數據的星地接口，對從遙感衛星接收的遙感衛星數據進行預處理， 以得到幀同步後的原始衛星數據，所述原始衛星數據的數據結構中至少包括同步字、輔助參數和圖像數據；利用衛星星地接口，從所述數據預處理單元輸出的原始衛星數據中提取出圖像數據以及對應的輔助參數，並對所提取出的圖像數據和輔助參數進行格式化輸出，以得到圖像數據文件；對所述成像單元得到的圖像數據文件進行流媒體化處理，以生成流媒體視頻文件；以及經由網絡將所述流媒體化處理單元生成的流媒體視頻文件發布給用戶，從而以流媒體方式向用戶提供移動窗顯示。
8.如權利要求7所述的遙感衛星數據移動窗顯示方法，其中，所述遙感衛星數據移動窗顯示系統還包括數據存儲單元,所述方法包括將從遙感衛星接收的衛星數據以及所述數據預處理單元、所述成像單元和所述流媒體化處理單元生成的數據存儲在所述數據存儲單元中，以及所述方法還包括所述數據預處理單元、成像單元、流媒體化處理單元和流媒體發布單元從所述數據存儲單元中獲取數據進行相應處理。
9.如權利要求8所述的遙感衛星數據移動窗顯示方法，其中，在生成所述圖像數據文件時還包括生成與所述圖像數據文件對應的圖像數據文件元信息，所述圖像數據文件元信息至少包含圖像數據存儲位置、圖像數據對應的衛星名、軌道號、成像起止時間、波段數、每個波段的總行數、每個波段的行長度，以及將所述圖像數據文件元信息與對應的圖像數據文件一起存儲在所述數據存儲單元中，以及在生成流媒體視頻文件時還包括根據圖像數據文件元信息及預定的流媒體視頻文件參數，生成與所述流媒體視頻文件對應的流媒體視頻文件元信息，所述流媒體視頻文件元信息至少包含流媒體視頻文件存儲位置、流媒體視頻大小、流媒體視頻文件對應的衛星名、 軌道號、成像起止時間、視頻幀速率和解析度，並且將所述流媒體視頻文件元信息與對應的流媒體視頻文件一起存儲在所述數據存儲單元中。
10.如權利要求9所述的遙感衛星數據移動窗顯示方法，其中，經由網絡將所述流媒體化處理單元生成的流媒體視頻文件發布給用戶，從而以流媒體方式向用戶提供移動窗顯示還包括根據用戶選定的移動窗顯示服務參數信息，生成包括該移動窗顯示服務參數信息的點播請求；根據點播裝置生成的點播請求，獲取與該點播請求對應的流媒體視頻文件；以及在獲取到對應的流媒體視頻文件後，經由網絡將該流媒體視頻文件發布給用戶來進行移動窗顯示。
11.如權利要求10所述的遙感衛星數據移動窗顯示方法，其中，所述移動窗顯示服務參數信息至少包括衛星名、軌道號、顯示時間段、波段組合方式、視頻幀速率和解析度。
12.如權利要求10所述的遙感衛星數據移動窗顯示方法，其中，根據點播裝置生成的點播請求，獲取與該點播請求對應的流媒體視頻文件包括根據點播裝置生成的點播請求中包含的移動窗顯示服務參數信息，在所述數據存儲單元中搜索對應的流媒體視頻文件；在所述數據存儲單元中沒有搜索到對應的流媒體視頻文件時，在所述數據存儲單元中搜索對應的圖像數據文件；以及在所述數據存儲單元中搜索到對應的圖像數據文件後，將該圖像數據文件發送給所述流媒體化處理單元來按照用戶選定的移動窗顯示服務參數信息生成流媒體視頻文件並進行發布，或者在所述數據存儲單元中沒有搜索到對應的圖像數據文件後，返回指示要點播的衛星數據不存在的指示信息。
全文摘要
本發明提供了一種遙感衛星數據移動窗顯示系統，包括數據預處理單元、成像單元、流媒體化處理單元、流媒體發布單元和數據存儲單元。利用該系統，可以使得網絡用戶能夠在不安裝任何專用軟體的情況下登陸網絡方便地查看指定衛星數據、指定時間、特定波段組合方式和清晰度的移動窗顯示。
文檔編號H04N21/43GK103051944SQ20121056651
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月24日 優先權日2012年12月24日
發明者張洪群, 吳業煒, 高楊, 李安 申請人:中國科學院對地觀測與數字地球科學中心