[發(fā)明專利]數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)壓縮器,特別是圖象壓縮器流量或質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 00104073.1
• 申請(qǐng)日: 2000-03-17
• 公開（公告）號(hào): CN1268004A
• 公開（公告）日: 2000-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 弗雷德里克·發(fā)爾曾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 阿爾卡塔爾公司
• 主分類號(hào): H04N7/24
• 分類號(hào): H04N7/24
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 馬浩

本發(fā)明涉及的是一個(gè)傳感器和一個(gè)傳輸機(jī)構(gòu)之間的數(shù)據(jù)壓縮裝置。本發(fā)明特別地應(yīng)用于遠(yuǎn)程觀測(cè)衛(wèi)星，述及的衛(wèi)星采集圖象數(shù)據(jù)，然后通過無(wú)線電傳輸信道將采集到的數(shù)據(jù)傳向地面站，而述及的傳輸信道的特征之一是僅能用不變的流量傳輸信息。

一般說(shuō)來(lái)，傳感器所采集的信息的容量大于傳輸信道能夠傳輸?shù)男畔⒌娜萘浚@在觀測(cè)衛(wèi)星上所裝的傳感器的數(shù)量和分辯率提高的情況下更為突出。因此，對(duì)于傳感器所采集的同樣的信息容量，就必須求助于能夠降低傳輸信息量的一些數(shù)據(jù)壓縮方法。

然而，因?yàn)閴嚎s方法的內(nèi)在的性質(zhì)，壓縮器的輸出流量直接和輸入信號(hào)的熵成正比，而在通常情況，傳輸信息的量隨時(shí)間而變化，因?yàn)檩斎胄盘?hào)的特征隨時(shí)間而變化。

為了優(yōu)化傳輸信道的使用，就要調(diào)節(jié)流量減小壓縮裝置的輸出流量的起伏。

在傳輸信道要求不變流量的情況下，這種調(diào)節(jié)就變得非常重要。

圖1用非常示意的形式示出本發(fā)明的在后文描述的一個(gè)信號(hào)處理裝置的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)呈處理鏈方式，沿著處理鏈有多個(gè)單元。

用1標(biāo)出的單元為一傳感器，例如可以是裝在觀測(cè)衛(wèi)星上的光學(xué)攝象機(jī)或紅外攝象機(jī)。

單元2為一壓縮器。

單元3表示一個(gè)流量調(diào)節(jié)器。

單元4為一大容量存儲(chǔ)器，用作傳輸單元5的前存儲(chǔ)器(antémemoire)(或超高速緩沖存儲(chǔ)器)。實(shí)際上，在觀測(cè)衛(wèi)星的情況下，不是在任何時(shí)候都能使用傳輸信道的，特別是衛(wèi)星和地面站間的視見性是有時(shí)間限制的，因此，在傳輸信道的不能使用時(shí)期，就必須將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)。

根據(jù)傳輸信道的可使用性數(shù)據(jù)流可以通過或不可以通過大容量存儲(chǔ)器4。

圖2示意性地示出調(diào)節(jié)器的第一種實(shí)施方案。

將一個(gè)緩沖存儲(chǔ)器B₁(英文為buffer)插在壓縮器C₁和大容量存儲(chǔ)器M₁之間，一個(gè)調(diào)節(jié)器R₁可以檢測(cè)何時(shí)緩沖存儲(chǔ)器B₁裝滿，并中斷采集。

為了遵循傳輸信道的流量不變的限制，將不重要的數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器B₁是空的時(shí)候傳輸。

這樣，由于傳輸不重要的數(shù)據(jù)，傳輸信道的流量沒有得到優(yōu)化。因此，這種方案不能滿足要求。

第二種方案是法國(guó)2?707?070號(hào)專利所提示的，這專利的標(biāo)題為“可變位速率壓縮圖象處理系統(tǒng)(Dispositif?de?traitement?d’image?àcompression?àdébit?variable)”，專利權(quán)人為國(guó)家空間研究中心(Center?National?d’Spatiales(CNES))。圖3示出這個(gè)裝置。

和前面的方案一樣，在壓縮器C₂和大容量存儲(chǔ)器M₂之間插入一個(gè)緩沖存儲(chǔ)器B₂。調(diào)節(jié)器R₂知道緩沖存儲(chǔ)器B₂的填充水平(niveau?deimplissage)L_B和包含在壓縮前的數(shù)據(jù)中的信息量的估計(jì)E，或者更準(zhǔn)確地說(shuō)，后者是將這些數(shù)據(jù)的復(fù)雜性按照?qǐng)D象各行表示成有限差值的絕對(duì)值的和。根據(jù)這兩個(gè)參量和一個(gè)調(diào)節(jié)法則f，調(diào)節(jié)器R₂從公式t＝f(E，L_B)確定壓縮比t。

根據(jù)這個(gè)方案，當(dāng)由估計(jì)器E所測(cè)得的信息量在某一個(gè)時(shí)期大時(shí)(填充水平L_B也就大)，壓縮比t就增大，從而避免緩沖存儲(chǔ)器B₂飽和。

這種方案有許多缺陷：

·實(shí)際的由估計(jì)E所提供的壓縮比的予計(jì)質(zhì)量在圖象中并非是常量，且這個(gè)質(zhì)量的變化可以很大，由此還可導(dǎo)致質(zhì)量的調(diào)節(jié)也很大，這個(gè)量是用一個(gè)能夠經(jīng)驗(yàn)地修正予計(jì)錯(cuò)誤的裝置(在這個(gè)工藝方案中稱為傾斜校正(correction?de?biais)來(lái)補(bǔ)償。若不使用這種裝置，則緩沖存儲(chǔ)器就應(yīng)很大，這就使實(shí)施的復(fù)雜性和造價(jià)增加，特別是對(duì)于星載的系統(tǒng)。

·這種方案用予計(jì)直通網(wǎng)(réseau?de?droite?de?prédiction)的方式利用大量的參量(Par)，參量數(shù)量和輸入數(shù)據(jù)被編碼所用的比特?cái)?shù)成正比。這些直通中的每個(gè)都是用一個(gè)方程的兩個(gè)參量來(lái)表征的。所有這些參量都是用經(jīng)驗(yàn)的方法確定的，就是說(shuō)，要根據(jù)量化的步長(zhǎng)進(jìn)行很大數(shù)量的流量和復(fù)雜性的測(cè)量，并在獲得的點(diǎn)云上面最終實(shí)現(xiàn)線性回歸。這種方法的實(shí)施是相當(dāng)艱巨的，可能不準(zhǔn)確，特別必須限制獲得的直通的數(shù)目，這些都限制了調(diào)節(jié)的可能的量化步長(zhǎng)數(shù)。