与硬件和操作系统平台无关的屏幕景象记录方法技术方案

与硬件和操作系统平台无关的屏幕景象记录方法属计算机领域的图像处理范畴。用于任意记录各种平台的屏幕景象数据并可以在各种硬件操作系统平台上回放，具有历史回放和实时回放两种工作模式。采用动态增量关键帧的方法，首先记录屏幕的完整初始位图数据，以后记录发生变化的位图数据，采用数据叠加的方式达到连续记录屏幕图象。屏幕数据记录采用计算图象变化增量的比较算法，将全屏图象矩形分割，用基本矩形单元数字点阵的比较算法表示图象块的数据变化。有记录和回放两个进程，其软件存储在四个主要的处理模块景象记录、数据存储与获取、景象回放和景象数据实时回放模块中。具有记录速度快、数据量小、实时回放、实现远程监控和回放清晰的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属计算机领域的图像处理范畴，涉及屏幕景象记录方法，特别是与硬件和 操作系统平台无关的屏幕景象记录方法。(二)
技术介绍
屏幕景象记录用于连续记录重大使命、实时系统(Mission Critical ，Real time),如空中交通管制(ATC)、指挥自动化等系统运行过程中的屏幕上显示的图象， 以便于使用者对记录的数据进行事故调查，监督和训练，以及远程监控。屏幕景象记录最常见的实现是在以下操作平台(1) windows平台下的屏幕录像 专家等屏幕录像软件，这些屏幕录像软件像录像机一样记录屏幕的变化情况，并将其 压缩存储成通用的视频格式，其缺点是只能在windows平台运行，并且为有损压缩， 记录的数据量大。(2)在UNIX/LINUX操作系统XWIND0W图形界面下也有另外一种景 象记录方法，它通过记录X协议数据来实现屏幕的景象，回放时再将X协议按顺序输 出达到还原景象的目的，但是这种技术需要专门的显卡驱动支持，如BARCO公司的 2Kx2K图像卡，造价昂贵，且回放时只能在UNIX平台进行回放。(三)
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种与硬件和平台无关的屏幕景象记录方法。这种方法可任 意用于记录Unix、 Linux、 Windows各种操作系统平台的屏幕景象数据，并可以在各 种操作系统平台上回放，且具有支持历史回放和实时回放两种工作模式。同时从任何 工作站上记录的数据，可以在任何一个工作站上进行回放，包括Unix平台记录数据 在Windows平台回放，反之亦然。本专利技术的目的是这样达到的一种，其特征在于采用动态增 量关键帧的方法，首先记录屏幕的完整初始位图数据，以后记录发生变化的位图数据， 釆用数据叠加的方式连续记录屏幕图象；屏幕数据记录采用计算图象变化增量的比较 算法，将全屏图象矩形分割，用基本矩形单元数字点阵的比较算法表示图象块的数据 变化，本方法有记录和回放两个进程，其软件存储在四个主要的处理模块景象记录、 数据存储与获取、景象回放和景象数据实时回放模块中。整个记录、回放运行的过程是系统启动后自动启动景象记录进程，并开始记录 屏幕景象数据，记录完一定量的数据后，将该数据存储到专门的数据存储设备，并继续记录景象数据。回放时启动景象回放进程，然后根据时间段获取相应的景象数据， 从景象数据中取出第一帧图象，并显示出来，以后就只需要取出发生变化的图象，叠 加显示到第一帧图象上，完成景象数据的回放。景象记录用屏幕矩形块数据表示是指将屏幕数据记录所有变化的图像用(X, Y，WIDTH, HEIGHT, data- length) +经无损压缩处理后的图像点阵数据，按3 2 x 3 2大小作为基本单元将全屏图像进行分割，描述该块是否有变化。景象记录的算法过程是第一步记录系统初始化a) 、初始化与本地XSERVER的链接，以及基于共享内存的Xll访问方式；b) 、获取系统屏幕信息，包括屏幕窗口大小、颜色数及RGB三色分量掩码；c )、初始化与当前窗口大小、颜色深度一致的内部缓冲区，并使用XShmGetlmage (display, window, x， y， ALLPLANES)函数一次性获取当前屏幕内容。 第二步对当前系统进行周期性扫描a)、对整个屏幕按Y轴方向，以固定的步长N (缺省32像素)循环比较，即 从y -ystart (全局变量，初值为0 ，每次运算后加1 )，取当前屏幕y-y+步长， 高度为l，宽度为屏幕宽度的矩形数据与内部缓冲区对应位置图像进行比较，如果无 变化，则继续；如果有变化，转b);如扫描完毕，则转第三步；b )、对a )中有变化的行，将本行沿x轴按固定步长N (缺省32像素)循环 比较，如果数据有变化，则将该(x， y)所在矩形块置为l;c )、对b )处理的结果计算变化率(变化块数/总块数)，如果在一定范围 内(0.15-0. 7)之间，则取y-(N-ystart) %N,重新扫描一次，算法同a),只是对于 已经标志为1的块不用计算，如果变化率大于0.7则将全屏设置为有变化，即屏幕发 生了很多变化，需更新全屏。第三步对标志为1的矩形块，进行矩形合并、孤立点和孤立线段进行合并处理， 并处理鼠标及键盘事件。第四步:根据配置文件，将变化的数据经过无损压缩算法压缩编码处理后，打上 时标写入本地文件或通过网络发送到其他远端需实时显示的设备上。第五步转到第一步继续执行，直到程序退出。数据存储的程序是记录的景象数据保存在本地磁盘上，数据存储模块定期检查 该文件是否是一段完整数据，如果是则将该文件通过FTP方式上场到存储设备指定的 目录下，然后在本机上删除该文件。如果FTP发送不成功，则不会删除文件，下次执 行时继续判断。这样确保所有数据能够完整、准确的保存起来。景象数据回放的程序是 第一步获取屏幕景象数据a) 、设置开始/结東时间、数据源存放位置及与记录的话音同步回放等参数；b) 、数据准备好后，通过FTP从存储设备上将数据文件下载到本地目录；c) 、根据数据文件的时间标记，读取数据。第二步对数据解压缩，将待显示的矩形位图快数据放入待现实的缓冲队列。 第三步根据显示时标及实时质量控制因子及时刷新回放屏幕图像显示。 屏幕景象实时回放与控制程序是a) 、记录程序作为TCP服务端监听固定端口 ( 9999 )，实时回放与控制程序作 为TCP客户端主动发起链接；b) 、回放端实时接收屏幕景象实时数据，经处理后显示。其功能与景象数据回 放功能一样；c) 、其作用主要支持远程监视与控制。所述无损压缩编码是指LZW编码算法或RLE编码算法或霍夫曼编码算法。 本专利技术具有如下优点 1)适合于像空中交通管制系统(ATC)、指挥自动化系统(C3ISR)等重大使命实时系统的操作员操作景象记录、回放、事故调查分析等使用。(2) 与硬件和操作系统平台的无关性。无论在unix平台还是windows平台下， 处理图象的算法都是一样的。该无关性不仅仅指景象记录，还在于景象回放，unix 下面记录的景象数据一样可以在windows回放，反之亦然。(3) 无损压缩。记录下来的数据都进行无损压缩，使回放出来的数据跟原来一样。(4) 数据量小。由于采用关键帧和增量记录的方法进行记录，使记录下来的数据 量小，再加上无损压缩，数据量进一步减小。(5) 速度快。本专利技术的关键在于计算图象变化增量的比较算法，该算法是将全屏 图象分割成若干个小块后逐个进行比较，比全屏比较的速度快得多。(6) 实时回放。在记录进程里面加上网络接口，往外发景象数据，即可实现景象 数据的实时回放。(7) 支持各种显示分辨率和颜色深度，最高可以支持2536x1600， 2048x2048等分 辨率，支持8位，16位和24位颜色。(8) 可以实现远程监控。(四) 附图说明图l是record进程的记录中记录的第一帧图象。 图2是record进程的记录中记录的第二帧图象。图3是record进程的记录中记录的第三帧图象。图1、图2、图3构成景象记录 进程。图4是Playback进程中回放时取出第一帧图象。图5是Playback进程中将两个增量加上后的回放图象。图4、图5构成回放进程。 图6是实施例中安装四个模块后按本方法运行框图。(五) 具体实施例方式由于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种与硬件和操作系统平台无关的屏幕景象记录方法，其特征在于：其特征在于：采用动态增量关键帧的方法，首先记录屏幕的完整初始位图数据，以后记录发生变化的位图数据，采用数据叠加的方式连续记录屏幕图象；屏幕数据记录采用计算图象变化增量的比较算法，将全屏图象按矩形分割，用基本矩形单元数字点阵的比较算法表示图象块的数据变化，本方法有记录和回放两个进程，其软件存储在四个主要的处理模块景象记录、数据存储与获取、景象回放和景象数据实时回放模块中。

【技术特征摘要】
1、一种与硬件和操作系统平台无关的屏幕景象记录方法，其特征在于其特征在于采用动态增量关键帧的方法，首先记录屏幕的完整初始位图数据，以后记录发生变化的位图数据，采用数据叠加的方式连续记录屏幕图象；屏幕数据记录采用计算图象变化增量的比较算法，将全屏图象按矩形分割，用基本矩形单元数字点阵的比较算法表示图象块的数据变化，本方法有记录和回放两个进程，其软件存储在四个主要的处理模块景象记录、数据存储与获取、景象回放和景象数据实时回放模块中。2、 如权利要求1所述的屏幕景象记录方法，其特征在于整个记录、回放进程 运行的过程是系统启动后自动启动景象记录进程，并开始记录屏幕景象数据，记录 完一定量的数据后，将该数据存储到专门的数据存储设备，并继续记录景象数据；回 放时启动景象回放进程，然后根据时间段获取相应的景象数据，从景象数据中取出第 一帧图象，并显示出来，以后就只需要取出发生变化的图象，叠加显示到第一帧图象 上，完成景象数据的回放。3、 如权利要求1所述的屏幕景象记录方法，其特征在于所述屏幕数据记录采用计算图象变化增量的比较算法是指屏幕数据记录所有变化的图像用(X， Y, WIDTH， HEIGHT, data- length) +经无损压缩处理后的图像点阵数据，按3 2 x 3 2大小作为基本单元将全屏图像进行分割，描述该块是否有变化。4、如权利要求1或2或3所述的屏幕影响记录方法，其特征在于所述屏幕景象 记录釆用计算图象变化增量比较算法方法的程序是 第一步记录系统初始化 a )初始化与本地XSERVER的链接，以及基于共享内存的Xll访问方式； b)获取取系统屏幕信息，包括屏幕窗口大小、颜色数及RGB三色分量掩码； c )初始化与当前窗口大小、颜色深度一致的内部缓冲区，并使用XShmGetlmage (display, window, x， y， ALLPLANES)函数一次性获取当前屏幕内容； 第二步对当前系统进行周期性扫描a)、对整个屏幕按Y轴方向，以缺省32像素为固定的步长N循环比较，即从 y -ystart (全局变量，初值为0 ,每次运算后加1),取当前屏幕y = y +步长，高 度为l,宽度为屏幕宽度的矩形数据与内部缓冲区对应位置图像进行比较，如果无变 化，则继续；如果有变化，转...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨波，俞祥基，杨军，
申请(专利权)人：四川川大智胜软件股份有限公司，四川大学，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]