[發(fā)明專利]一種深空探測圖像分段保護下的感興趣區(qū)域傳輸方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610052224.6
• 申請日: 2016-01-26
• 公開（公告）號: CN105721879B
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐勇;趙蕾;李珂;裴楠;楊小瑞;鄭國成
• 申請（專利權(quán)）人: 北京空間飛行器總體設(shè)計部
• 主分類號: H04N19/64
• 分類號: H04N19/64;H04N19/167;H04N19/37
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

本發(fā)明一種深空探測圖像分段保護下的感興趣區(qū)域傳輸方法，該方法首先下傳深空探測器拍攝圖像的縮略圖，然后地面根據(jù)縮略圖選取感興趣區(qū)域，再利用各分段各位面獨立編碼形成的碼流包，將感興趣區(qū)域所涉及的段的位面優(yōu)先級提高，漸進式傳輸時使用“插隊”的方式進行優(yōu)先傳輸。地球在接收時，傳輸少量數(shù)據(jù)時即可首先獲得高質(zhì)量的感興趣區(qū)域圖像，而不感興趣的背景區(qū)域則無需傳輸或后續(xù)傳輸，減少傳輸數(shù)據(jù)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于深空通信及圖像壓縮傳輸技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種深空探測圖像分段保護下的感興趣區(qū)域傳輸方法。

背景技術(shù)

圖像信息中含有相當(dāng)多的時間和空間冗余，導(dǎo)致了圖像信息的數(shù)據(jù)量非常大。而深空探測器到地球的通信鏈路帶寬受到大大限制，在深空數(shù)據(jù)源端對圖像進行在軌壓縮無疑是節(jié)省發(fā)射能量、提高信息回傳效率的必由之路。如何盡量減少傳輸數(shù)據(jù)量，同時保證獲得更多的關(guān)鍵信息成為深空探測圖像傳輸繼續(xù)解決的問題。目前的感興趣區(qū)域圖像壓縮算法均需要在壓縮前指定感興趣區(qū)域，在壓縮完成后就不能再制定感興趣區(qū)域，如果需要調(diào)整優(yōu)先級則需要再次壓縮編碼，導(dǎo)致圖像傳輸應(yīng)用的靈活性受限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種深空探測圖像分段保護下的感興趣區(qū)域傳輸方法，從深空探測器到地球的通信鏈路帶寬受到極大限制，誤碼率較高的情況下，如何盡量減少傳輸數(shù)據(jù)量，同時保證可靠地獲得更多的關(guān)鍵和感興趣區(qū)域信息。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種深空探測圖像分段保護下的感興趣區(qū)域傳輸方法，步驟如下：

1)獲取縮略圖

深空探測器搭載相機獲取尺寸為M行×N列像素的圖像A，像素行、列坐標范圍分別為0～(M-1)和0～(N-1)；對獲取的圖像A進行行1:16、列1:16下采樣，像素幅度值進行均勻量化，量化階為16，獲得縮略圖像數(shù)據(jù)Thumb，并下傳地面；其中M、N均為正整數(shù)；

2)關(guān)鍵感興趣區(qū)域的指定

地面接收縮略圖像數(shù)據(jù)Thumb后，指定矩形感興趣區(qū)域，將圖像數(shù)據(jù)

Thumb按照尺寸均分為C×R個圖像分段,其中C∈[1，15]，R∈[1，15]，并將指定感興趣矩形區(qū)域所覆蓋到的所有圖像分段記為集合ROI_SEC；

3)分段保護的段標記

將步驟1)獲取的圖像A也均分為C×R個圖像分段，并將該圖像分段映射到小波域的分段；一個空間域圖像分段對應(yīng)小波域共3L+1個小波子帶段，L為小波變換的級數(shù)；當(dāng)圖像尺寸不是2^L×C×2^L×R整數(shù)倍時，對空間域圖像進行填充擴展處理到2^L×C×2^L×R的整數(shù)倍，填充值為0；

4)分段位面編碼

將步驟1)獲取的圖像A進行L級小波變換，小波系數(shù)的位寬深度為D，則所有小波系數(shù)的同一bit位組成一個單bit數(shù)據(jù)矩陣稱為一個位面；采用位平面編碼算法對每個位面中的每個小波域分段進行編碼，小波域分段由步驟3)所獲得；每個分段的每個位面數(shù)據(jù)統(tǒng)一編碼組成一個分段位面碼流包；編碼形成C×R×D個分段位面碼流包，默認模式下傳輸碼流的順序為從最高位面向最低位面漸進傳輸；

5)分段位面碼流的插隊

根據(jù)由步驟2)得到的矩形區(qū)域坐標映射到所覆蓋的感興趣圖像分段集合ROI_SEC，在傳輸過程中調(diào)整下傳優(yōu)先級，將感興趣圖像分段集合ROI_SEC內(nèi)的分段位面碼流包提高優(yōu)先級下傳，感興趣圖像分段集合ROI_SEC內(nèi)分段位面碼流包下傳完成后，再繼續(xù)按照位面從高到低的默認順序下傳剩余分段位面碼流包。