数字压缩卫星（精选6篇）
数字压缩卫星 篇1
二十世纪九十年代以来, 我国数字化技术发展越来越快, 数字压缩技术的出现, 方便了声音、图像、视频等各种媒体文件的数字化储存和处理, 经由数字压缩处理的媒体文件, 即使经过多次录放和各种复杂传输后, 还能够得到还原, 具有传输信号好, 信息质量高的优点。数字压缩卫星接收机能够接受卫星传递过来, 经过数字压缩技术的电视节目信息, 其接受波段为Ku波段, 接收信号为数字信号。能够很大程度上提高电视节目的播放质量。
1 数字压缩卫星接收机的工作原理以及技术要求
数字压缩卫星接收机首先是从天线中接受到电视广播的数字信号, 再由低噪声放大器以及下频器简化信号转化为L波段信号, 然后将信号传入解码器 (IRD) , 经过信号解码处理后, 将信号以声音、视频等的方式从电视机中播放出来。
数字压缩卫星接收机的应用标准为:系统标准有ISO/IEC IS13833、ISO/IEC IS11172、ETS300421 DVB-S;辐射和安全标准有CENELEC CE 50083、GB8898-88、GB13839-92、CENELEC EN 50083-9。
数字压缩卫星接收机在功能要求上共有十三项, 例如视频输出的路数还有面板显示控制等;系统条件及参数以及技术上的要求主要有字符率范围以及QPSK解调技术功能等。
数字压缩卫星接收机技术性能和指标的要求主要有:频率的输入和字符率的范围, 频谱倒置的控制功能, 用于SCPC和MCPC的方式, Eb/No的门限值, 主要视频和音频技术的指标等, 技术性能和指标是数字压缩卫星接收机质量检测的主要对象。视频指标要求对象有K因子、辐射特性、亮度非线性、亮色增益不等、DP、DG、亮色延迟不等、S/N加权值以及行同步前沿抖动、输出数据库误码率;音频指标要求对象有幅频响应、谐波失真、不加劝S/N、声道串扰、声道电平差以及声道相位差。
数字压缩卫星接收机的物理接口主要是对其信号输入、输出的端口型号、阻抗和格式等方面的要求, 还有度交流电源的要求。
2 数字压缩卫星接收机的测量系统和测量方法
2.1 基本测量系统
数字压缩卫星接收机的测量系统, 主要能够为接收机提供其所需功能的测试方法, 完整的测量系统的组成如图1, 需要由数字信号发生器产生达到MPEG 2测试信号标准的数字信号, 将其传入测试发信机, 然后在合路器中与噪声源产生的噪声一起传入接收机, 接收机接收到信号后进行音频和视频输出, 传输到相应的测量仪器中进行音频和视频的指标测量。
2.2 测量方法
(1) Eb/No的门限值的测量上, 接收端的C/N和图像信号的S/N存在接近线性的关系, 当信号接近门限点时, 接收端的C/N就会引起S/N产生大幅度变化, 这种现象被称为“峭壁效应”。在这种情况下, 误码过大达到失败点时, 接收画面会出现“静帧”状态, 若传输对象为静止图片时, 很容易被认为是正常状态, 导致误判。因此, 需要在进行门限点测量时, 选用动态图像作为输入信号。对可衰减器进行调节, 由低到高, 以0.1分贝的值逐渐加大, 直至监视器上出现误码时, 再用频谱仪对IRD接收端的No值进行测定, 然后对发射机的单载波功率C进行测量, 根据字符率Rs、卷积编码率Cr以及外码RS, 得出总信息率IR=2Rs×Cr×RS, 再以Eb=C-Lg IR, 可得出Eb/No的值, 因暂行技术的要求, FEC=3/4时, Eb/No的值需要在5.5分贝以下。
(2) 覆盖范围的测量方法上, 以频率单位的要求将信道发信机输出载频调至低端频率, 并调整接收频率让其输出图像正常, 并以同样的方法确保其高端输出图像正常, 以证明接收在频率上无差错。若出现差错, 对信道发信机的频率进行由高到低或由低到高逐渐调节, 直到图像正常, 此事得到的频率范围即为接收机覆盖范围。
(3) 字符率的测量上, 根据要求在发信机上从低到高测试字符率, 若接收机正确输出字符率且图像正常, 满足暂行技术要求, 否则证明质量未达标。
(4) 音频和视频指标上的测量。视频指标测量先将相关参数设置好, 然后将接收机的输出信号工作设在门限之上, 根据不同视频的指标要求选择符合的测试信号, 并用视频分析仪进行视频指标测量。音频指标测量可在音频输出的端口直接采用CCITT0.33的音频自动测试选件继续测量。
(5) 功能和物理接口测量上, 对于频谱倒置功能, 可以采用高频振荡器进行频率输出信号的模拟, 若接收机能够识别该信号, 则接收机存在频谱倒置功能;对于SCPC和MCPC功能是否兼存, 可让信号器发出多路信号, 测量接收机是否能够接受多路信号。
3 结语
数字压缩卫星接收机已经普及到了全国各地, 其主要优势在于传输的电视广播、节目画面质量好、噪声小。在进行数字压缩卫星接收机的测量, 在仪器计量方面存在一些的难度, 为了让测量更加准确, 需要采用对比测量验证, 对比的方法需要具有权威性, 才能确保测量的精确度。
摘要：近年来, 我国信息数据化技术以及卫星通信技术发展迅速, 卫星数字电视也已经普及到全国各个省市。过去采用的C波段信息传送方式由Ku波段所代替, 信息传送信号从模拟信号发展到了数字信号。为了规范和控制数字压缩卫星接收机的质量, 维护用户的权益, 原广播电影电视部科技司要求, 对卫星数字压缩的编码和解码进行统一规定。本文主要阐述了数字压缩卫星接收机的工作原理以及技术要求, 并对其测量系统和测量方法进行了简要的介绍。
关键词：数字压缩卫星接收机,工作原理,测量方法
参考文献
[1]纪龙蛰, 单庆晓, 任立坤, 等.基于C++Builder的导航卫星接收机显示控制系统的设计与实现[J].计算机测量与控制, 2013, 21 (3) :626-628.
数字压缩卫星 篇2
1．EDGE或CDMA网卡设置：先设置本本上的CDMA无线网卡，不要启动网卡本身的启动软件，右击“网络邻居”，点“属性”，会看到“拨号”中有一个无线拨号的连接。右击这个连接，点“属性”，选“高级”，关闭Windows的防火墙，将连接共享中的三个选项打勾。在家庭网络连接选择和DM500连接时出现的网络连接，如“本地连接”，有的电脑出现的是“LAN”，点“确定”。暂时不启动EDGE或CDMA
2．与DM500连接的“本地连接”设置：
右击“本地连接”，点击“属性”，在“常规”中左击“Internet协议（TCP/IP）
将IP地址改为：192.168.1.1，子网掩码改为：255.255.255.0，下面三个可以空着不填。点确定3．DM500网络设置：
点系统中的“高级设置”—网络设置 _^
浅议数字直播卫星DBS 篇3
直播卫星业务（DBS）， 通常是采用地球同步轨道卫星， 以大功率辐射地面某一区域。
向家庭单元传送广播电视视听信息，覆盖并服务于广大用户。
人们经常将直播卫星和卫星直播弄混，就是将他们等同起来，这是不准确的。应当说直播卫星DBS，必定是卫星直播业务，但卫星直播不一定是直播业务。在一些专业文章中，凡是直播，均用DBS表示，而不用DTH表示，DTH更多被用来专指直播到用户的通信卫星业务。
直播卫星与直接传输广播节目到用户的通信卫星相比，DBS主要工作在Ku频段的广播电视专用业务频段（BSS）上。在中国所在的第III区（亚奥），频率范围为11.7-12.2GHz..。除频率范围不同外，还具有如下特点；（1）DBS辐射功率大，EIRP（等效全向辐射功率）可达60db 以上，规划覆盖范围受国际公约（ITU0）的保护，不受其他卫星电波的干扰，覆盖某一国家和地区能力很强。（2）DBS辐射波速窄，仅允许某一国家和地区，如果溢出到邻国或形成跨国波束，必须取得相关国家同意。因此，在我国领土上，使用DBS的接收设备将无法收到国外广播电视节目。而ku频段通信卫星，一般的服务区域是跨国的，比DBS大得多。因此，DBS辐射到地面的电波场强功率EIRP值比DTH服务的通信卫星也大得多。接收天线的口径可更小，典型接收天线口径D=（0.45-1.0）m。而接收机采用宽带下变频，直接将信号调谐至基带。省去了中频本振、中频混频和声表面滤波器，大大地降低了系统成本并有效节省了线路板的尺寸。因此，用户所需的接收设备价格低廉；运输和安装方便。
由于DBS前景广阔WAPC-77（1977年世界无线行政大会）规定了直播卫星的工作频段。80年代，以模拟技术为基础的DBS广泛兴起，欧洲.日本率先建立了ku频段直播卫星系统。由SESC欧洲卫星公司经营的Asera卫星是一个成功DBS系统，拥有上亿的欧洲用户，它采用中功率多频道广播覆盖方式，地面使用D=（0.6-1.0）m天线即可满意接收；日本也是DBS系统最普及的国家之一，拥有用户几百万。
模拟时代的直播卫星每个转发器只能传送一路，最多两路国家信息，限制了卫星直播容量。90年代数字压缩技术的研发和应用，给DBS注入了新的活力和生机。人们可以讲点试图向数字化（信源编码）并将其上面Mbivs的图像带宽压缩至几Mbivs（信源编码）。这样，每个卫星转发器可以传送几路甚至几十路图像信息。实现了更高效的图像数据传送.存储和交互，使DBS进入了数字时代。
1994年6月，世界上第一个数字DBS系统是美国DirecTV/ussb投入商业运营。该系统采用三颗休斯HS601三轴稳定卫星，有16个120W.
Ku频段转发器，用MPEC—1数字压缩技术使每个转发器传送4-8个电视频道，系统容量为175个数字频道，用户天线D=0.46m，系统传送效果良好。我国于1995年12月用CZ-2E火箭成功发射的 美Eehostar-1直播卫星，属马丁公司制造的GE—700型三轴稳定卫星，有16个130W。
Ku频段转发器，采用更为先进MPEG-2数字压缩技术，卫星可传送96个压缩频道，有两颗卫星组成的Echstar数字直播系统1996年下半年投入运行。另外，美国于1996年10月发射的世界最大的数字直播卫星TEMPO，有32个转发器，末级功率107W，若并联使用则有16个转发器，每个信道214WEIRP=（48-50.5）dbw卫星可靠性R=99.99口将能传送200个数字电视频道，地面接收天线D=0.45m。
数字作为DBS的发展方向已引起了各国的关注，数字DBS正在世界范围内蓬勃兴起和广泛应用，符合MPEG-2.DVB标准的数字电视压缩卫星编码设备及大规模数字处理芯片已经发展起来，并比较完善；成熟。
数字压缩卫星 篇4
卫星广播电视地球站是广电系统在90 年代就开始广泛使用数字视、音频编码器、复用器数字压缩系统的部门, 当时MPEG-2 标准确立不久, 视频编码器、复用器及接收机还不成熟, 在实际使用中发现不同厂家的产品在兼容性方面存在若干问题。现在, 随着视、音频编码压缩技术的突飞猛进, 新的数字压缩设备产品在稳定性、兼容性、压缩效率、体积、功耗方面都有了很大改善, 但不同厂家设备之间的兼容性问题仍然存在, 地球站如果考虑数字压缩系统设备的更新改造, 就必须考虑保证新的系统与原有系统兼容, 在新旧系统切换时能保证不同品牌的用户接收机正常工作, 否则用户接收机端收不到卫视节目, 会降低卫星电视收视的覆盖率。本文就介绍了我站2013 年在编码、复用数字压缩系统更新前进行的主流品牌编码器, 复用器兼容性测试的实际案例。
造成数字压缩系统存在不兼容现象的原因, 主要源于数字压缩系统内部码流结构的细微差异。利用综合接收解码器接收MPEG-2 编码的卫星电视节目, 用户能接收普通电视节目, 广播节目, 这些数据都是用符合MPEG-2-SYSTEM及DVB规范中固定的表来传送的, 这些表就是SI ( 业务信息) , SI中还可以加入许多辅助信息, 供解码器的开发者实现不同的节目服务功能。SI ( 业务信息) 主要包含PSI (节目信息说明) , BAT (节目业务群关联表) , NIT (网络信息表) , SDT (节目业务描述表) , EIT ( 节目段信息表) , RST (运行状态表) , TDT ( 时间及日期表) , TOT (时间偏移表) 及ST ( 填充表) 。
MPEG-2 中与DVB-SI最相关的的信息为PSI (节目信息说明) , PSI提供了解码器进行解复用及解码所需的信息, 它由三个表组成:PAT ( 节目关联表) , PMT ( 节目映射表) , CAT (有条件接收表) , NIT ( 网络信息表) 。解复用器工作总是通过寻找PAT表开始。PAT给出了构成传送流中各个节目的PMT (节目映射表) 的PID (包识别符) , 同时, 也给出了NIT (网络信息表) 的PID号。CAT表给出了有条件接收系统的信息及授权管理信息的传送位置。PMT表指出了组成节目业务 (Service) 的各个码流的PID号, 并对各路码流进行描述。NIT表提供了有关物理网络的信息。不同厂家设备之间这些信息的不匹配是导致数字压缩系统存在不兼容现象的根本原因。
2 数字压缩系统兼容性实验方案
1. 测试设备清单
待测的编码器和复用器清单见表1。
我站现使用的编码器和复用器见表2。
模拟全国接收用户端的不同品牌接收机有见表3。
2.测试方案介绍
如图1, 先将我站现在使用的哈雷MV30 编码器和哈雷MN20 复用器输出的ASI信号输出至比利时NEWTEC 2077 调制器的输入, 从2077 调制器L波段输出口经过功分输出至多种品牌接收机, 解出湖北卫视与广播节目, 保持接收机的开机状态。
将待测试设备表 (表1) 中不同品牌的编码器和复用器进行组合后输出的ASI信号取代我站现使用的哈雷MV30编码器和哈雷MN20 复用器输出的ASI信号, 送至比利时NEWTEC 2077 调制器的输入, 如果能实现所有品牌接收机不重启, 不重新搜索节目即可收到湖北卫视及广播节目, 则说明测试的设备能完好与我站现有的编码器, 复用器兼容, 反之, 则存在兼容性问题。
3 测试过程及结论
1. 爱立信视频编码器+ Harris音频编码器+ 爱立信MX8400 复用器, 见图2。
测试步骤:
1) 按图连接设备, 将我站复用器输出的ASI流接入2077 调制器, 解出3 台接收机的视频和音频 (在后续测试中不重启或搜索接收机) 。
2) 配置好爱立信视频编码器、复用器和Harris音频编码器后将ASI流接入2077 调制器。
3) 记录测试结果。
测试结果:
1) 同州、九州、PBI、哈雷接收机、博汇监测系统可无缝接收视频和Hubei1 广播。重启和重新搜索后依然接收正常。
2) 数码视讯接收机视频接收正常, Hubei1广播接收不到。
重启后视频接收正常, 广播接收不到。
重新搜索后显示收到2 套节目但仍然接收不到广播。
2. 汤姆逊视频编码器+ 爱立信音频编码器+ MX8400 复用器, 见图3。
测试步骤:
1) 按图连接设备。
2) 配置好爱立信视频编码器, 复用器和汤姆逊音频编码器后将ASI流接入2077 调制器。
3) 记录测试结果
测试结果:同州、九州、PBI、数码视讯、哈雷接收机、博汇监测系统可无缝接收视频和Hubei1 广播。重启和后重新搜索后依然接收正常。
3. 哈雷8210 视频编码器+ 两台哈雷AUD 1K音频编码器+ MX8400 复用器, 见图4。
( 注:两台哈雷1000 音频编码器已编Hubei1 ~ Hubei10共10 套广播)
测试步骤:
1) 按图连接设备
2) 配置8210 视频编码器、哈雷AUD 1K音频编码器、MX8400 复用器后将ASI流接入2077 调制器
3) 记录测试结果
测试结果:同州、九州、PBI、数码视讯、哈雷接收机、博汇监测系统可无缝接收视频和Hubei1 广播。重启和后重新搜索后依然接收正常。
4. 爱立信编码器+ 汤姆逊音频+ 我站现用哈雷Pro Stream1000 复用器, 见图5。
测试步骤:
1) 按图连接设备。
2) 配置爱立信视频编码器、汤姆逊音频编码器。
3) 配置哈雷ProStream1000复用器。
4) 记录测试结果。
测试结果:同州、九州、PBI、哈雷接收机、博汇监测系统可无缝接收视频和Hubei1 广播, 数码视讯接收机在接收广播时需要在节目选择上按键确认后才有声音输出。重启和后重新搜索后依然接收正常。
5. 汤姆逊音频编码器+ 爱立信视频编码器+ 爱立8400 复用器+ 哈雷Pro Stream1000 复用器, 见图6。
测试步骤:
1) 配置爱立信编码器、汤姆逊音频编码器、爱立信复用器。
2) 按图连接设备。
3) 配置哈雷ProStream10001000复用器。
4) 记录测试结果。
测试结果:同州、九州、PBI、数码视讯、哈雷接收机、博汇监测系统可无缝接收视频和Hubei1 广播。重启和后重新搜索后依然接收正常。
测试总体结论:通过对市场主流品牌编码器, 复用器等数字压缩设备的兼容性测试, 发现现在数字压缩设备在视频编码方面的兼容性良好, 但部分音频编码设备还存在一定的兼容性的问题, 因此在设备选购前需要重点进行音频编码器兼容性方面的测试, 以保证用户能正常收听到广播音频节目。
摘要：卫星地球站使用的编码器、复用器等数字压缩设备均遵循MPEG2标准规范设计, 虽然现在MPEG2标准已经非常成熟, 但不同设备厂家之间生产的设备仍然存在兼容性问题, 地球站如果考虑数字压缩系统设备的更新改造, 就必须考虑保证新的系统与原有系统兼容, 否则在新旧系统切换时可能导致大量用户接收机不能正常接收卫视节目, 本文就介绍了我站2013年在编码、复用数字压缩系统更新前进行的主流品牌编码器, 复用器兼容性测试的实际案例。
关键词：数字压缩系统,DVB/MPEG标准,编码器,复用器,兼容性
参考文献
[1]车晴, 张文杰, 王京玲.数字卫星广播与微波技术[M].北京:中国广播电视出版社, 2003.
一种卫星云图的压缩方法 篇5
关键词：卫星云图,压缩方法,主成分分解
0 引言
卫星云图所包含的大量数据中,云系数据占了主要成分,因此,在对卫星云图图像压缩时,需要特别考虑云系数据的压缩效果和压缩损失。
然而,目前用于卫星云图的图像压缩算法仍然使用现有的图像压缩算法,如将卫星云图视为一般性的黑白图像或二进制数据进行压缩,以图像视觉质量或恢复后的数据信噪比作为有损压缩的评估准则。这种方法无法体现卫星云图之间的关联性和相似性,以及云系数据的先验性,故而压缩效果不佳,压缩效率较低。为了体现卫星云图之间的关联性和相似性,以及云系数据的先验性,以提高压缩效率,需要对现有的压缩算法进行改进。
鉴于以上所述现有技术的缺点,本文提供一种卫星云图的压缩方法,以简化卫星云图的压缩算法。
1 主要结构及原理
为了改进目前压缩算法的不足,本文提供了一种新的卫星云图压缩方法,其特征在于,所述卫星云图的压缩方法至少包括:
①基于所存储的多个第一卫星云图各自所包含像素点的特征信息,来从每一个所述第一卫星云图中获取至少一个云系图像。
②基于所述云系图像所包含的连续相邻的像素点的特征信息的比较,将特征信息之差小于第一阈值的像素点组合成一个像素集合,简化所述云系图像,以得到云系模板。
③将每一个所述云系模板与所获取的第二卫星云图进行匹配,以选择匹配度最高的所述云系模板;将所述第二卫星云图分解成所选择的所述云系模板和未匹配的所述第二卫星云图。
重复执行步骤③,以将每一个所述云系模板与上一次分解后的未匹配的所述第二卫星云图进行匹配,直至剩余的未匹配的所述第二卫星云图所包含的像素点的特征信息低于第二阈值,则将所获取的所述第二卫星云图压缩为选中的多个云系模板的集合和剩余的未匹配的所述第二卫星云图。
所述步骤①包括:一是对所存储的多个第一卫星云图各自所包含像素点的特征信息进行去相关变换,对所述第一卫星云图各自所对应的变换后的特征信息进行峰值检测;二是基于检测出的连续的相邻峰值之差小于第三阈值所构成的峰值线所对应的变换前的像素点所围成的区域,来获取至少一个云系图像。
所述步骤③选择匹配的云系模板的方式包括:基于与每一次分解前的未匹配的所述卫星云图相匹配的所述云系模板满足公式(1),来选择所述云系模板;确定匹配的所述云系模板满足以下公式。
γp=arg max|〈xp-1(t),gγp(t)〉|2 (1)
其中,所述xp(t)为每一次分解前的未匹配的所述卫星云图:
xp(t)=xp-1(t)-bpgγp(t),p=1,2,3,…
t为云系模板的自变量参数;γp是所有云系模板g与当前(经过p-1次迭代后)未匹配的卫星云图X(p-1)之间的相似度最大的那个模板的参数;p为当前的迭代次数;云系系数bp表示为:
bp=〈xp-1(t),gγp(t)〉,在初始条件下设x0(t)=x(t)。
步骤③中将所获取的所述卫星云图数据确定为匹配的云系模板和未匹配的所述卫星云图的方式。
将所述卫星云图表示为:
x(t)=∑bpgγp(t)+R
其中,bp为云系系数、gγp为云系模板,R为剩余的未匹配的所述第二卫星云图。
剩余的未匹配的所述第二卫星云图包括:未能与任何所述云系模板进行匹配的像素点、以及所述第二卫星云图中相匹配的区域与相应的所选定的所述云系模板之间的残差。
如上所述,这种卫星云图的压缩方法具有以下有益效果:充分利用历史所保存的卫星云图中的云系图像,将云系图像进行简化,以得到云系模板,并基于每一个所述云系模板与所获取的卫星云图的匹配来选取最匹配的多个云系模板,并将所选择的云系模板与剩余的未匹配的卫星云图进行压缩,以得到压缩的卫星云图,其中,将一个卫星云图分解成多个小的图像,能够大大降低压缩一幅卫星云图所需的时间,提高了图像压缩的效率;另外,充分依据已提取的云系模板,来对所获取的多幅卫星云图进行匹配,使得后续的卫星云图的压缩运算效率明显提高;此外,将所存储的第一卫星云图分割成多个子卫星云图,再对每一个子卫星云图进行特征信息分布的分析,用以判断所述子卫星云图中是否包含云系图像,如此能提高获取云系图像的效率。
2 具体实施方式
本文通过特定的具体实例说明这种压缩方法的实施方式。
图1中,所述卫星云图的压缩方法主要由压缩系统来执行,所述压缩系统为安装在计算机设备中的应用模块等。该计算机设备为一种能够按照事先存储的程序,自动、高速地进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子设备,且能与气象卫星进行通信,其硬件包括但不限于微处理器、FPGA、DSP、嵌入式设备等。
在步骤S1中,所述压缩系统基于所存储的多个第一卫星云图各自所包含像素点的特征信息,来从每一个所述第一卫星云图中获取至少一个云系图像。其中,所述特征信息包括但不限于亮度特征值、灰度特征值等。
如图2所示,其为所述压缩系统所存储的一个第一卫星云图A1,该第一卫星云图A1包括像素点a11、a12、…、anm,所述压缩系统基于像素点akj、ak(j+1)、a(k+1)(j-1)、a(k+1)j、a(k+1)(j+1)、a(k+1)(j+2)、a(k+1)(j+3)、a(k+2)(j-1)、a(k+2)j、a(k+2)(j+1)、a(k+2)(j+2)各自的特征信息均大于预设值、且两两相邻,将这些像素点构成的区域y1作为云系图像。
如图3所示,在步骤S11中,所述压缩系统对所存储的多个第一卫星云图各自所包含像素点的特征信息进行去相关变换,对所述第一卫星云图各自所对应的变换后的特征信息进行峰值检测。其中,所述去相关变换包括任何能够将所包含的像素点的特征信息进行去相关变换的方式,其包括但不限于KL变换。
在步骤S12中,所述压缩系统基于检测出的连续的相邻峰值之差小于第三阈值所构成的峰值线所对应的变换前的像素点所围成的区域作为云系图像。
如图4所示,第一卫星云图所包含的像素点的特征信息A3进行去相关变换后的特征信息特征信息为,所述压缩系统从所述特征信息A3中检测出峰值包括20、25和40,则确定b11、b12、b22、b23、b31位置上的特征值为峰值,预设的第三阈值为6,则所述压缩系统检测连续的相邻峰值得到:
b11位置的特征值20与b12位置的特征值25之差小于6。
b12位置的特征值25与b22位置的特征值25之差小于6。
b22位置的特征值25与b23位置的特征值20之差小于6。
b23位置的特征值20与b33位置的特征值40之差大于6。
则所述压缩系统将b11、b12、b22和b23位置的特征值所构成的线称为峰值线;再通过去相关变换的逆变换得到构成该条峰值线的像素点包括:bkj、bk(j+1)、b(k+1)(j-1)、b(k+1)j、b(k+1)(j+1)、b(k+1)(j+2)、b(k+1)(j+3)、b(k+2)(j-1)、b(k+2)j、b(k+2)(j+1)、b(k+2)(j+2)、bpq、bp(q+1),则所述压缩系统将连续相邻的像素点bkj、bk(j+1)、b(k+1)(j-1)、b(k+1)j、b(k+1)(j+1)、b(k+1)(j+2)、b(k+1)(j+3)、b(k+2)(j-1)、b(k+2)j、 b(k+2)(j+1)、b(k+2)(j+2)所构成的区域作为云系图像。
接着所述压缩系统把基于属于同一类中的连续的相邻峰值之差小于第三阈值所构成的峰值线所对应的变换前的像素点所围成的区域作为云系图像。
如图5所示,在步骤S13中,所述压缩系统将所存储的每一个第一卫星云图进行分割,以得到多个子卫星云图。其中,所述压缩系统将所述卫星云图进行分割的方式包括但不限于:将所述第一卫星云图按预设的数量进行等分。优选地,所述压缩系统采用分水岭算法将所存储的每一个第一卫星云图进行分割。
在步骤S14中,所述压缩系统将所述子卫星云图所包含的像素点的特征信息进行去相关变换,并基于统计变换后的所述特征信息的分布情况来确定所述子卫星云图中是否包含云系图像;若不包含则去除所述子卫星云图。其中,所述去相关变换的算法包括但不限于霍特林变换(KL变换)。统计变换后的所述特征信息的分布情况的方式,包括但不限于采用直方图统计的方式。
在步骤S15中,所述压缩系统对每一个包含云系图像的所述子卫星云图所对应的变换后的特征信息进行峰值检测,并基于检测出的连续的相邻峰值之差小于第三阈值所构成的峰值线所对应的变换前的像素点所围成的区域作为云系图像。
优选地,压缩系统基于所述云系图像所包含的连续相邻的像素点的特征信息相等的像素点组合成一个像素集合,简化所述云系图像,以得到云系模板。
所述压缩系统将每一个所述云系模板所包含的像素的特征信息,与所获取的第二卫星云图所包含的像素的特征信息逐个进行匹配,以得到多个残差,选取残差值最小的云系模板来替代所述第二卫星云图中的相应区域,并将所述第二卫星云图分解为所选择的云系模板和未匹配的所述第二卫星云图;所述压缩系统重复地将每一次分解后的未匹配的所述第二卫星云图中的部分区域,与每一个所述云系模板逐一进行匹配,直至未匹配的所述第二卫星云图中的像素点的特征信息均小于预设的第二阈值,由此得到由多个云系模板和未匹配的所述第二卫星云图所构成的压缩后的所述第二卫星云图。
3 结束语
本文所述的卫星云图的压缩方法,充分利用历史所保存的卫星云图中的云系图像,将云系图像进行简化,以得到云系模板,并基于每一个所述云系模板与所获取的卫星云图的匹配来选取最匹配的多个云系模板,并将所选择的云系模板与剩余的未匹配的卫星云图进行压缩,以得到压缩的卫星云图,其中,将一个卫星云图分解成多个小的图像,能够大大降低压缩一幅卫星云图所需的时间,提高了图像压缩的效率;另外,充分依据已提取的云系模板,来对所获取的多幅卫星云图进行匹配,使得后续的卫星云图的压缩运算效率明显提高;此外,将所存储的第一卫星云图分割成多个子卫星云图,再对每一个子卫星云图进行特征信息分布的分析,以判断所述子卫星云图中是否包含云系图像,如此能提高获取云系图像的效率。所以,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
数字图像压缩综述 篇6
数字图像压缩的概念
在当前这个信息化社会中, 多媒体技术已被人们频繁使用, 多媒体信息主要是由图像、文本和声音三大元素组成。图像作为其主要元素之一, 发挥着越来越重要的作用;而传输图像需要占用大量的数据空间, 严重影响传输速率和实时处理量, 因而我们要将图像进行压缩, 来解决这一问题。
数字图像压缩是以尽可能少的比特数代表图像或图像中所包含的信息量的技术, 图像通过压缩处理去掉其中的数据冗余、符号冗余、视觉冗余等各种冗余信息, 提高传输速率, 节省存储空间。
1 发展现状
目前数字图像压缩已取得了划时代的发展, 在国际上形成了一系列国际标准, 如JPEG标准。此标准是负责开发静止图像压缩标准的“联合图片专家组”于1989年形成的基于自适应DCT的JPEG技术规范的第一个草案, 后经多次修改, 最终在一年后形成国际标准。随着多媒体应用的不断增长, 为满足人们在图像压缩领域的迫切需要, 于2000年联合图片专家组又研究出新一代静态图像压缩标准——JPEG2000。系列的国际标准的提出标志着数字图像压缩技术已由学术研究转为产业化, 逐步走向成熟。它使通信、广播、计算机产业的界限变得模糊, 促使现有信息产业的结构发生巨大改变, 当前分形图像压缩和小波图像压缩是研究的新方向。
2 图像压缩基本方法
图像压缩有两种基本的压缩方法:一种是有损数据压缩;另一种是无损数据压缩。有损数据压缩一般采用变换编码方法, 例如, 基于离散余弦变换 (DCT) 的变换编码方法, 如JPEG;还有基于小波变换的方法, 例如JPEG2000、EZW、SPIHT等等。JPEG是有损数据压缩。通过DCT变换后选择性丢掉人眼不敏感的信号分量, 实现高压缩比率。PNG是无损数据压缩中图片压缩常采用的格式, 采用LZ77派生的无损数据压缩算法。而音频压缩格式Fl LAC、TTA和视频压缩格式HUFFYUV也是无损数据压缩常采用的压缩格式。
2.1 有损数据压缩
有损数据压缩是一种破坏性压缩。它在压缩过程中, 允许有一定信息的失真, 但此失真对原图像影响较小, 得到一个与原图像相近似的图像, 但压缩比却大大提高了。有损数据压缩常用于因特网、流媒体、视频以及电话领域。有损数据压缩方法有色彩空间、色度抽样、变换编码、分形压缩。
2.2 无损数据压缩
无损数据压缩采用数据的统计冗余进行压缩, 使数据通过其压缩后信息没有受到损失, 均可还原到压缩前的原样。比如在工程制图、计算机程序、医疗图像、指纹图像等方面此方法得到广泛应用。经常使用的无损压缩方法有Shannon-Fano编码、Huffman编码、游程 (Run-length) 编码、LZW (Lempel-Ziv-Welch) 编码和熵编码法等。无损压缩的优势有100%的保存, 没有任何信号丢失;音质高, 不受信号源的影响;转换方便。无损压缩的不足是缺乏硬件支持, 占用空间大, 压缩比不高。
3 图像压缩算法
比较常用的数字图像压缩方法有:基于傅立叶变换的图像压缩算法、基于离散余弦变换的图像压缩算法、基于小波变换的图像压缩算法。此外还有NNT (数论变换) 压缩、基于神经网络的压缩方法、Hibert扫描图像压缩方法、自适应多相子带压缩方法等。下面简单介绍近年来任意形状纹理编码的几种算法。
3.1 形状自适应离散小波变换
SA-DWT编码主要包含SA-DWT和零树熵编码的扩展以及嵌入式小波编码 (EZW) 。
其中经过SA-DWT之后的系数个数, 同原任意形状可视对象的像素个数相同;EZW则是采用渐进式量化和嵌入式编码, 算法复杂度低, 打破了常规, 即使用低复杂度的算法就可以完成高效的压缩编码器的编码。
3.2 Egge r方法
Egger方法使用了小波变换的局域特性, 把可视对象的行像素推到与边界框的右边界相平齐的位置, 然后对每行的有用像素进行小波变换, 接下来再进行另一方向的小波变换。此方法可能引起重要的高频部分同边界部分合并, 不能保证分布系数彼此之间有正确的相同相位。
3.3 形状自适应DCT (S A-DCT) 算法
SA-DCT把一个任意形状可视对象分成的图像块, 对每块进行DCT变换, 它实现一个类似于形状自适应Gilge DCT变换的有效变换, 但它比Gilge DCT变换的复杂度要低。可是, SA-DCT也有缺点, 它把像素推到与矩形边框的一个侧边相平齐, 因此一些空域相关性可能丢失, 这样再进行列DCT变换, 就有较大的失真了。
4 结论
今天, 数字图像压缩技术取得了卓越的成果, 它广泛应用于网络互联、媒体传播、医疗图像等生活的各个方面, 由于它的存在, 使我们大大减少了传输数量, 提高了通信速率, 使生活更加便捷, 同时也使多媒体技术上了一个新的台阶, 数字图像压缩技术在更深更广层次上的应用值得我们进一步研究。
参考文献
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