[發明專利]一種保持目標信息的壓縮方法和系統

有效

• 申請號: 201710212403.6
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN106998472B
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 顏露新;蔡昔;張天序;陳立群;張玉山;鐘勝
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H04N19/174
• 分類號: H04N19/174;H04N19/167;H04N19/182;H04N19/85
• 代理公司: 華中科技大學專利中心42201
• 代理人: 李智,曹葆青

技術領域

本發明屬于圖像壓縮領域，更具體地，涉及一種保持目標信息的壓縮方法和系統。

背景技術

近年來我國在外太空探索和對地觀測等空間應用領域正處于高速發展階段，傳感器的性能也隨之得到了極大的提升，紅外遙感影像不論是在時間、空間分辨率還是在光譜分辨率上都不斷提高，高分辨率大幅面紅外遙感數據的原始數據率達到數Gbits。紅外遙感數據量日益龐大，使得有限的信道帶寬和數據存儲容量與傳輸大量遙感數據之間的矛盾日益突出。顯然，數據壓縮技術是解決這一問題的一個有效途徑。在弱小目標的紅外監視圖像數據壓縮系統中，弱小目標信息尤為重要，其余信息重要性相對較低，因此如何在保持弱小目標信息的同時提升壓縮性能，是改善壓縮比的關鍵。

一般說來，圖像分辨率越高，相鄰采樣點的相關性越高，數據冗余度也越大。對遙感數據進行壓縮，有利于節省通信信道和存儲容量，提高信息的傳輸和存儲速率；數據壓縮之后有利于實現保密通訊，提高系統的整體可靠性。特別地，遙感數據的極為寶貴且獲取不易，因此在對遙感數據壓縮時無損/近無損壓縮起到了極為重要的作用。同時，在軍事應用領域，實時性是遙感數據獲取、傳輸和處理的首要指標，因此對遙感數據的壓縮處理還必須滿足高實時性的要求。再者，星上空間極為復雜而惡劣，電路易因單粒子翻轉等出錯，而星地鏈路則易收天氣狀況影響，在惡劣天氣下易產生信道誤碼，因此壓縮系統必須具有極高的可靠性。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種保持目標信息的壓縮方法和系統，其目的在于采用了有損壓縮和無損壓縮兩種壓縮結合的方式來達到更可靠、更高效的壓縮模式，由此解決圖像壓縮中，有損壓縮會損失弱小目標區的信息，而無損壓縮的壓縮比不高的技術問題。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種保持目標信息的壓縮方法，包括以下步驟：

(1)采集原始圖像，讀取圖像的行信息和列信息，將原始圖像劃分為N個子塊圖像；

(2)對原始圖像進行去最大中值處理，得到去最大中值圖像；

(3)對去最大中值之后的圖像中所有像素點進行檢測，當去最大中值之后的圖像中的像素點處的像素值大于等于閾值，檢測結果為該像素點為疑似目標點，否則檢測結果為該像素點不是疑似目標點；

(4)記錄疑似目標點所在像素點的行信息和列信息，得到并記錄疑似目標點所在的子塊圖像的位置；

(5)對原始圖像將疑似目標點所在的子塊圖像記為無損子塊圖像，將其他子塊圖像記為有損子塊圖像；

(6)對無損子塊圖像進行無損壓縮，對有損子塊圖像進行有損壓縮，得到保持目標信息的壓縮圖像。

進一步的，步驟(3)中閾值為th’＝k*σ，其中，σ為圖像的標準差；k為標準差倍數。

按照本發明的另一個方面，提供了一種保持目標信息的壓縮系統，包括以下模塊：

圖像劃分模塊，用于采集原始圖像，讀取圖像的行信息和列信息，將原始圖像劃分為N個子塊圖像；

去最大中值模塊，用于對原始圖像進行去最大中值處理，得到去最大中值圖像；

疑似目標點檢測模塊，用于對去最大中值之后的圖像中所有像素點進行檢測，當去最大中值之后的圖像中的像素點處的像素值大于等于閾值，檢測結果為該像素點為疑似目標點，否則檢測結果為該像素點不是疑似目標點；

疑似目標點位置記錄模塊，用于記錄疑似目標點所在像素點的行信息和列信息，得到并記錄疑似目標點所在的子塊圖像的位置；

損度記錄模塊，用于對原始圖像將疑似目標點所在的子塊圖像記為無損子塊圖像，將其他子塊圖像記為有損子塊圖像；

圖像壓縮模塊，用于對無損子塊圖像進行無損壓縮，對有損子塊圖像進行有損壓縮，得到保持目標信息的壓縮圖像。

進一步的，閾值為th’＝k*σ，其中，σ為圖像的標準差；k為標準差倍數。

總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，能夠取得下列有益效果：

(1)能夠自動檢測出弱小目標的位置，并對包含目標的子塊進行無損壓縮，保持了弱小目標信息，同時對不包含目標的子塊進行有損壓縮，從而大大提升了壓縮比，減小了數據傳輸帶寬的壓力。

(2)硬件實現復雜度低，操作簡單，可以達到高效的壓縮模式。

(3)在一幀圖像內檢測和壓縮同時進行，采用了流水設計，具有很高的實時性，由此達到極高的處理速度，適合硬件實現。