[發明專利]一種船舶交通導航系統雷達視頻自適應壓縮方法

有效

• 申請號: 201110440826.6
• 申請日: 2011-12-26
• 公開（公告）號: CN102523446A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 楊明遠;曹偉;李棟;盛龍;穆加艷;趙飛
• 申請（專利權）人: 南京鵬力系統工程研究所;南京鵬力科技有限公司
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;G01S13/89;G01S13/91
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明涉及視頻壓縮處理方法，特別涉及一種針對船舶交通導航系統中雷達視頻的壓縮方法。

背景技術

在VTS系統(船舶交通導航系統)中，傳輸的信息主要有雷達原始信息(雷達視頻，方位和觸發信號等)、VHF-DF信息、雷達目標跟蹤信息、無人站監控信息、工業電視等，由于受到網絡帶寬所限制，導致雷達視頻往往無法做到無損失傳輸，當前的VTS系統中所傳輸的雷達視頻往往是進行了有損失的壓縮(降低所傳輸雷達角度及距離分辨率)，導致目標無法正確分離，無法區分目標和地物，無法區分相鄰的多個目標。也有的VTS系統采用的是某種單一的壓縮算法(如LZW、哈夫曼編碼等)，往往存在壓縮率低、傳輸帶寬要求高、對機器性能要求高的特點。

幾種傳統的壓縮算法及其特點列舉如下：

(1)LZW算法

LZW壓縮算法的基本原理是：提取原始文本文件數據中的不同字符，基于這些字符創建一個編譯表，然后用編譯表中的字符的索引來替代原始文本文件數據中的相應字符，減少原始數據大小。

特點：對復雜數據(信息含量大)有較好的壓縮率。

壓縮速率：算法復雜度適中，壓縮速率適中。

(2)行程編碼

僅存儲一個像素值以及具有相同顏色的像素數目的圖像數據編碼方式稱為行程編碼，或稱游程編碼，常用RLE(Run-Length?Encoding)表示。該壓縮編碼技術相當直觀和經濟，運算也相當簡單，因此解壓縮速度很快。

優點：對簡單數據(信息含量低)有較好的壓縮率。

壓縮速率：算法復雜度低，壓縮速率快。

(3)LZMA編碼

LZMA編碼是一種將Deflate和LZ77算法改良和優化后的壓縮算法，開發者是Igor?Pavlov，2001年被首次應用于7-Zip壓縮工具中，是2001年以來得到發展的一個數據壓縮算法。它使用類似于LZ77的字典編碼機制，在一般的情況下壓縮率比bzip2高，用于壓縮的可變字典(字典為壓縮后和壓縮前數據對應關系表，一般根據數據不同實時生成)最大可達46B。

優點：對復雜數據(信息含量高)有很好的壓縮率。

壓縮速率：算法復雜度高，壓縮速率慢。

(4)視頻壓縮

視頻壓縮算法屬于有損壓縮算法，如div、mpge。

特點：壓縮率高，但屬于有損壓縮。

壓縮速率：算法復雜度高，壓縮速率慢。

本發明人即是基于以上分析，針對不同壓縮算法的特點，研發一種自適應壓縮方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題，是針對前述背景技術中的缺陷和不足，提供一種船舶交通導航系統雷達視頻自適應壓縮方法，降低了雷達視頻信號所傳輸的帶寬，增加了在相同存儲空間下雷達視頻記錄時間，并減少了壓縮計算時間，實現實時無損壓縮雷達視頻。

本發明為解決以上技術問題，所采用的技術方案是：

一種船舶交通導航系統雷達視頻自適應壓縮方法，包括如下步驟：

(1)獲取采集器所采集的雷達視頻信號；

(2)根據地理環境信息系統獲取VTS交通管理所監管的有效區域位置，對雷達視頻和水域位置進行匹配，去除無實用價值的雷達視頻，保留對水域探測的雷達視頻；

(3)根據氣象系統獲取當前的氣象信息，通過雷達數據采集卡獲取雜波區，根據前述氣象信息及雜波區信息把雷達視頻劃分為不同區域，并根據當前氣象信息及雜波區計算出各個已劃分的雷達區域的環境參數，該環境參數的取值在0到1之間，其中0表示環境最佳，1表示環境最惡劣；

(4)根據下列規則對不同環境區域下的雷達視頻進行自適應編碼：

a.對于環境參數低于0.2的區域，采用RLE算法；

b.對于環境參數介于0.2與0.9之間的區域，采用LZW算法；

c.對于環境參數高于0.9的區域，采用LZMA編碼。

上述步驟(3)中，環境參數的計算方法是：分別計算雜波復雜度和氣象復雜度，并設雜波復雜度為Z_b，其權重為x，氣象復雜度為Q_b，其權重為y，且使得x+y＝1，則環境參數H的表達式為：

H＝x×Z_b+y×Q_b。