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题目:多源异类无人机侦察图像通用压缩方法研究

关键词:无人机,多源异类图像,通用压缩,H.264,JPEG2000

  摘要



        通常无人机侦察图像需要实时传输与存储,而海量图像数据必须通过压缩以满足数据链带宽和机载存储空间限制的要求。同时,伴随成像技术和侦察需求的不断提高,无人机平台会搭载多种类型的成像载荷,例如经常使用的可见光视频、红外视频、数码照片、SAR图像和高光谱图像的成像设备,这些图像数据可称为多源异类图像数据。在已有的大多数应用中,这些多源异类图像的压缩方法是不同设备分立实现的,或者将多个算法在同一个设备中分立叠加实现,这与机载设备资源紧张和通用化配置需求相悖。因而,本文的研究是基于成像特点,试图将其中的几类图像源压缩方法进行整合,目标是实现压缩方法通用和可扩展、机载压缩设备小型化且满足多载荷接口等应用需求。

         论文中首先对无人机侦察图像特点、多源图像类型、目前主要采用的H.264视频压缩标准和JPEG2000静态图像标准等进行分析,找出不同类图像压缩模块间的可共享实现部分,从而设计了无人机侦察动态帧序列视频(文中简称动态图像)和静态帧图像(数码照片、SAR图像、高光谱等,文中简称静态图像)通用压缩框架,以实现动态帧序列和静态帧图像的综合压缩,也给出了接口适配和压缩技术评价指标。

        论文的主要工作内容实现与实验比较了3种动态和静态无人机图像通用压缩方法。第一种方法是在分析了H.264/AVC编码器架构的基础上,基于H.264对动态和静态两类图像进行压缩;为了解决传输带宽受限的图像传输问题,基于H.264块选择性变换对两类无人机图像进行压缩;为了提高实时性和高码率下图像的压缩效果,结合无人机运动特点和无人机序列图像特点,基于JPEG2000和帧间补偿对两类无人机图像进行压缩。

        最后,本文设计并开发了多源异类无人机侦察图像的通用压缩软件。初步在PC机环境上实现了上述三种无人机侦察图像的压缩与解压缩方法和接口适配等功能,从图像压缩质量和性能上予以实验分析和比较评估,为后续方法深入验证和机载嵌入式移植提供支撑。