JPEG2000遥感图像实时压缩系统

随着遥感技术发展,传输型空间飞行器系统中传输大量遥感数据的需求日益增加,对图像压缩处理能力提出了更高的要求,而现今相对落后的遥感图像压缩设备与海量数据压缩需求形成了矛盾.为解决这一问题,该文提出了一种遥感图像实时压缩系统的设计实现方法.此方法基于先进的JPEG2000图像压缩标准,使用专用协议芯片,结合高速的CompactPCI内部总线和可编程逻辑芯片,搭建了硬件压缩系统,并在工控机终端建立软件解码单元,实现了大量遥感数据的实时传输压缩与解码显示,提供了实验结果,并针对实验图像数据,给出了适合于遥感图像压缩的参数设置情况.测试证明,该遥感图像压缩系统能够实时连续压缩数据,图像压缩效果达到应用要求.     

基于JPEG2000的交通监控图像高速实时压缩应用仿真研究

随着交通公路运输的快速发展,公路交通安全形势日趋突出,尤其在低等级公路地势险峻的路段交通事故时有发生,因此迫切需要建立针对这些路段的交通监控系统.但是,传统的交通监控系统设计模式不能满足低成本建设的要求.针对山区及边远地区公路车流量较少的应用环境,提出了使用CCD相机拍摄图片,利用无线网络进行监控图片传输的设计构想.并针对交通监控图像的实时、高速、高压缩率传输需求,在Visual C 环境下,建立了对监控图像进行压缩、传输、解压、接收、显示等过程进行仿真研究的仿真系统.该系统主要使用JPEG2000算法进行了仿真分析,在仿真系统的设计实现中采用图像分块压缩等关键技术,并针对压缩速度提出了压缩效率、信噪比等评价指标.仿真结果证明了图像数据压缩系统的有效性.本项研究成果可以用于对监控图像实时压缩技术进行仿真研究和分析,并可以指导相关监控设备的研发及监控系统设计.     

基于Nios II软核的遥感图像实时压缩系统

针对在空间遥感探测领域,大量遥感图像传输和对图像实时处理的需求,提出一种基于Nios II 软核的遥感图像实时压缩系统的设计方法.该方法基于先进的JPEG2000图像压缩标准,使用专用协议芯片,结合嵌入式处理器和可编程逻辑器件,搭建了硬件压缩系统,并在基于Nios II软核的遥感图像实时压缩系统工控机终端建立软件解码单元,实现了大量遥感数据的实时传输压缩与解码显示.测试证明,该遥感图像压缩系统能够实时连续压缩数据,图像压缩效果达到应用要求.通过测试结果分析,并结合具体的工程任务,指出了该图像压缩系统下一步的改进方向.     

海量数据图像快视系统的软件开发设计

为了实现卫星监控、海洋探测等领域海量数据的实时采集、显示、存储和分析,该文设计了一个海量数据图像快视系统,系统综合运用海量数据分块、图像金字塔、图像高速缓冲和磁盘阵列等技术来满足用户对海量数据的实时调度、显示、存储的要求。实际应用证明系统的实现极大提高了海量数据处理的效率,具有很高的军事和工业应用价值。     

遥感卫星数据实时主动服务系统设计与实现

针对传统遥感卫星数据分发模式中存在的受众窄、被动性和延迟性等缺陷,提出了一种新的"遥感卫星数据实时主动服务"模式。该种服务模式具有:受众广泛,有效地解决了传统服务模式主要面向专业受众的缺陷;即时、主动地向不同用户发送其定制区域遥感数据,满足了不同用户对遥感数据时效性的需求;实现遥感数据的定点按内容的实时自动推送,大大减少用户的工作量。该文凭借中国科学院遥感与数字地球研究所数据接收的优势,综合实时遥感数据快速传输技术、高效的遥感数据综合处理算法、实时主动的数据与信息推送技术,以及先进的基于移动终端的卫星图像数据展示等技术,完成了独具特色的遥感卫星实时主动推送服务系统的设计方案。     

遥感图像星上智能处理地面仿真模拟系统设计与实现

传统卫星遥感应用模式复杂繁长,无法满足用户越来越关注的实时化遥感服务需求,为卫星配备智能化大脑,一方面可以降低数据传输带宽,另一方面可以提高数据获取的时效性,因此,星上智能处理已经成为遥感卫星发展的必然选择。但星上处理在轨调试困难,现有遥感卫星星上处理平台的地面测试系统都是卫星实验室测试时,针对不同的卫星载荷临时组建,缺乏通用性且并未形成集成化的装置,导致现有遥感图像星上智能处理的地面测试效率偏低。尤其是面对目前星上处理智能化的新需求,缺乏一套高性能、低功耗、全流程的星上处理地面仿真系统。针对遥感数据处理自动化与智能化发展的新特点,提出了一套基于FPGA与GPU相结合的遥感图像星上处理地面仿真模拟系统。该系统能够在地面模拟实现多种载荷的0到1级数据预处理,在预处理的基础上实现智能遥感影像的加速识别,其关键难点在于遥感图像智能处理算法的高计算复杂度和嵌入式计算机有限计算力之间的平衡;遥感图像处理领域的AI专用算法固化和硬件加速之间的平衡;不同卫星平台测试需求和系统架构通用性之间的平衡。本文阐述了仿真平台设计的方法,构建了基本原型并对其进行了验证。测试结果表明：该系统可以较好地完成星上智能处理典型算法地面全流程测试,所有硬件可以直接上星组装,完备度高,对优化和指导卫星地面仿真系统运行管理体系具有一定的参考价值。     

基于GTP的Cameralink图像采集传输系统应用

针对星间激光通信中光斑实时检测与跟踪需求,设计了一套基于Cameralink的图像采集、传输与显示系统。可编程逻辑器件(FPGA)接收Cameralink接口图像数据并在片内RAM缓存后,由数据通用传输(GTP)完成无压缩并行图像数据至高速串行数据的转换,然后经单模光纤实现至上位机的实时传输。对系统架构、收发端的软硬件设计进行了详细阐述。实验表明,在2.5 Gb/s链路传输速率下,系统可实现图像数据的准确解析与稳定传输,且具有抗电磁干扰能力强等优点,满足工程项目应用需要。     

RAID在卫星数据记录存档系统中的应用

在遥感卫星地面应用系统中,为了保证海量数据的高速实时存储,选用RAID与服务器连接,完成采集数据的在线直接存储.本文主要针对RAID在卫星数据记录存档系统中的应用进行深入地分析和研究.     

基于混沌和斜变换的卫星图像抗压缩隐藏传输

针对星上一些重要图像数据的传输问题,提出了一种基于混沌序列和斜变换的大容量卫星遥感图像抗压缩隐藏传输方法.通过利用混沌序列随机选取原始高分辨率遥感载体图像块,并对其进行斜变换后在斜变换域中高频系数中嵌入秘密图像的斜变换系数,对选取的载体图像块进行逆斜变换得到含密载体图像.含密载体图像在经过卫星数传系统有损数据压缩后下传,地面接收端可以从解压后的含密载体图像中正确提取秘密图像.实验结果表明,提出的隐藏算法可抵抗星上JPEG2000有损压缩,并在保证良好的不可见性的情况下获得了较高的嵌入容量,可应用于卫星数据传输.     

基于FPGA高速实时图像数据处理系统的研究

本文对在FPGA中嵌入Powerpc(hard IP Core),引入linux嵌入式操作系统用来开发嵌入式系统进行了研究,系统实现了高速数据采集、高速视频数据压缩、实时视频数据的网络传输和实时压缩图像数据存储功能,该方法采用linux嵌入式操作系统加FPGA中嵌入的Powerpc硬核处理器进行系统控制层面的处理,还根据FPGA的特点将视频处理等功能用高速硬件实时处理。系统适合于系统空间要求小且视频数据处理量大的应用。     

卫星图像模拟源系统控制器设计

卫星图像模拟源是在星载图像压缩系统研发过程中,通过模拟多路CCD相机向卫星图像压缩系统提供多路图像数据的测试设备;该设备基于FPGA研发,需要对海量图像数据进行存取,使用SDRAM作为数据存储是一种非常有效的方法,然而采用传统的FP-GA芯片内部集成的SDRAM控制器无法满足该设备大容量、高速率存储的要求;基于此,提出了基于MicroBlaze和VHDL联合编程实现SDRAM控制电路的方法,该方法实现了SDRAM的高速读写,能完全满足卫星图像模拟源系统的需求。     

方向自适应提升小波在遥感图像中的研究

针对于遥感图像纹理复杂的特点,提出了一种利用自适应方向提升方案的遥感图像压缩编码新方法。传统的提升方法主要在垂直和水平方向上进行,从而降低垂直和水平方向上像素的相关性;与传统的提升方法不同,基于自适应方向提升的方法充分利用了图像其他纹理方向的相关性来进一步提高预测的精度,从而降低高频部分的能量值。该算法首先利用自适应方向提升的方法对遥感图像进行多尺度快速整数小波变换,然后采用子带位平面编码算法来实现遥感图像的高效压缩编码。实验结果表明,对一般遥感图像,该算法在高倍率压缩的情况下要优于目前的JPEG2000算法。     

基于多核DSP的星载并行遥感图像压缩系统设计与实现

随着星载遥感技术的不断发展,产生的遥感数据也变得日渐庞大,目前有限的通信带宽远不能满足遥感图像数据传输的需求。因此研究面向星载应用的图像压缩技术对空间应用技术的发展有着十分重要的意义。采用传统单核数字信号处理器（DSP）难以满足性能需求,而采用现场可编程门阵列（FPGA）则难以满足功耗需求,近年来随着硬件技术发展,多核DSP技术已经成熟,且在弹载场景已有比较成熟的多核DSP图像压缩解决方案,可供星载应用参考。基于多核DSP,即TI公司的C6678多核浮点DSP平台,构建一个并行图像压缩系统,并充分利用多核DSP的硬件资源。考虑星载遥感图像压缩对压缩质量、压缩速度等多方面指标都有着较高的要求,系统采用JPEG2000标准进行图像压缩,并且采用了主核负责外部通信与内部任务分配、从核执行JPEG2000图像压缩的设计方案。测试结果表明,该系统运行稳定可靠,且整体压缩性能优秀,能够满足对星载遥感图像压缩系统的性能要求。     

一种基于形态小波的遥感影像压缩编码算法

与一般图像不同,由于遥感影像具有纹理复杂、局部相关性较弱的特点,而且影像经过小波变换后系数的空间聚类特性较明显,因此遥感影像压缩具有一定的特殊性,可是目前大多数基于小波的压缩编码算法都没有考虑小波系数的空间聚类特性,为了进一步提高编码效率,提出了一种基于形态小波的遥感影像压缩算法。该算法首先对遥感影像进行多尺度快速小波变换,然后依据遥感影像的小波能量聚类特性,采用一种形态膨胀编码算法来实现遥感影像的高效压缩编码。试验结果表明,对一般遥感图像,该算法在高倍率压缩的情况下要优于目前的JPEG2000算法;而且对多波段的遥感影像,该算法也取得了较好的压缩效果。     

基于JPEG2000和自适应预测的高光谱图像压缩方法

随着遥感技术的发展,其应用领域大大拓展,随之也带来了遥感数据的海量增长,给传输和存储带来了极大困难,因此必须对遥感数据进行压缩。遥感图像具有不同于自然图像的特性,针对遥感图像的特点,介绍了一种自适应预测和JPEG2000相结合的无损压缩编码算法,即首先采用基于图像灰度分布局部相关特性的谱问预测器去除谱问冗余,再利用静止图像压缩新标准（JPEG2000）对预测得到的差值图像进行编码压缩。仿真实验取得了令人满意的结果,证明了该算法的有效性。     

遥感图像快速压缩传输系统的设计与实现

遥感图像快速压缩传输系统为用户开展海量遥感图像存储与网络共享提供技术支撑平台。系统采用客户端对客户端的设计架构,采用图像分层分块、自适应小波变换、网络链路质量探测等技术,成功研制了遥感图像快速压缩传输系统,满足了各类型遥感图像应用单位之间的遥感图像共享、浏览、压缩与传输需求。     

一种卫星遥感影像村庄区域提取算法

卫星遥感影像提取村庄区域在地理和气象领域均有十分重要的意义.针对卫星遥感影像的特点,提出了一种村庄区域提取方法.利用改进的去雾算法对卫星遥感影像进行预处理,通过遥感卫星影像的颜色特征实现分割,结合村庄区域分布特点进行去噪处理,实现卫星遥感影像村庄区域的提取.实验结果表明:该算法能够对卫星遥感图像中不同类型村庄区域进行提取,且提取准确率高,可以应用于地理以及气象等领域.