基于小波和支持向量回归的高光谱遥感图像压缩

高光谱遥感成像技术能够获取探测对象丰富的空间信息和光谱信息,但所得图像海量数据的存储与传输制约了其应用。为此,提出了一种基于三维整数小波变换和小波支持向量回归的高光谱遥感图像压缩方法。首先采用三维整数小波变换把高光谱遥感图像分解成不同尺度的多个子带。然后对低频子带直接进行DPCM编码,而对高频子带则利用小波支持向量回归学习其小波系数之间的相关性,并采用小部分训练样本即支持向量来稀疏表示小波系数,以此达到压缩高频小波系数的目的。最后对支持向量及其相应的权重进行熵编码。文中给出了实验结果,并与基于3D SPIHT和JPEG2000的高光谱遥感图像压缩方法进行了比较,结果表明：所提出的方法在相同比特率下能够获得更高的峰值信噪比。     

基于JPEG2000的遥感图像高效压缩显示优化算法

以遥感图像的压缩问题为研究对象,剖析JPEG2000压缩的技术流程,分析遥感图像、自然图像和人物图像的图像特征,并提出一种基于常规JPEG2000压缩框架的面向遥感图像的高效压缩显示一体优化算法,包括高频分量滤波处理、位平面编码通道扫描并行处理和改进的感兴趣区域ROI编码算法,在图像压缩整体耗时和ROI的渐进显示效果上都有明显的提升。     

基于小波零树的图像压缩算法的硬件实现

从下一世纪起,图像传送将会逐渐采用符合MPEG-4 标准[8]的压缩技术。基于小波变换的图像压缩/解压缩算法[1～3]是MPEG-4 标准中视频静态背景图像压缩所推荐的算法。本文简介基于小波变换的图像压缩/解压缩算法的原理、硬件实现的方法和步骤以及硬件实现的性能指标,以推动先进的EDA工具的使用,并探索现代复杂高速算法的硬线逻辑电路系统的设计技术和方法,为设计具有自己知识产权的专用集成电路作必要的准备     

基于空域结构渐进描述的图像压缩算法

目前通用的变换域图像压缩算法由于其工作原理导致其在压缩具有丰富纹理细节的遥感图像时质量不高,为了满足当前航天遥感技术的需要,提出了一个基于在空间域上对图像结构进行渐进描述的图像压缩算法。该算法把分块图像根据其内部的纹理复杂程度分为平坦、粗纹理和细纹理3种模式,并利用纹理简单模式叠加修正的方式来渐进地描述纹理复杂模式。在压缩细节纹理较少的图像时,该算法的结果与基于小波变换的典型算法SPIHT相当,而在压缩纹理细节丰富的图像时,该算法明显优于SPIHT算法。     

基于SPIHT算法的遥感图像高速实现方案

基于小波变换的SPIHT图像压缩方案是目前公认性能较好的一种实用高性能图像压缩编码算法，但原始SPIHT算法链表式编码限制了其在高速处理中的应用。本文提出了一种改进的SPIHT压缩编码算法，在确保恢复图像质量与原始算法基本上相当的基础上，改进算法可以采用并行流水结构实现，有利于高速处理中的应用，为该算法在遥感图像中的应用提供了理论依据和工程基础。     

一种新的基于DSP应用的改进SPECK算法

在基于小波变换的图像压缩编码算法中，Pearlman的利用子带内小波系数的聚类特性的Set Partition Embedded block(SPECK)算法与SPIHT算法相比，具有更低复杂度、更快的编解码速度和相近的性能。文中提出了一种基于DSP平台的SPECK编码器在实时环境下的应用方案。通过使用提升结构的整数小波变换并基于DSP平台上对变换流程进行优化，以提高小波变换的速度。引进误差比特数(Number of Error Bits)概念，并定义绝对零系数(Absolute Zero-Coefficient)对原有的SPECK算法进行改进，在不影响压缩性能的情况下，显著地减少了原算法对内存的需求，并提高了执行速度。实验结果证明，改进后的算法适应了大多数的实时系统的要求，是一个具有实用价值的DSP解决方案。     

易于硬件实现的遥感图像两倍压缩算法

结合干涉多光谱遥感图像航天应用的要求,参考CCSDS标准无损压缩算法,提出了一种易于硬件实现的干涉多光谱遥感图像无损／近无损压缩算法。该算法在对12bit干涉多光谱图像进行2倍压缩时压缩性能与JPEG 2000标准算法相当,但算法复杂度和所需存储空间大大降低,在单片FPGA内部即可实现全部压缩功能,可以很好地满足航天应用的要求。     

适合空间应用的高速图像压缩核设计

针对空间遥感图像压缩的具体应用,给出了基于CCSDS ［1］ 算法的 高速图像压缩核的设计和实现。对CCSDS算法的实现方法进行了优化,算法的VLSI架构 设计充分利用了流水和并行技术,使处理速度相比串行方式平均提高了40倍。压缩验证系统 实验结果表明压缩核在编码效率、处理速度和容错能力上均具有较高的性能,50MHz频 率下压缩核的数据处理速度可达12.5Mpixels／s。     

大压缩比嵌入式遥感图像压缩

本文提出一种基于小波变换和矢量量化相结合的遥感图像压缩算法。该算法由于采用嵌入式的比特流构造方式，因而具有嵌入式编码（Embedded Coding)的特点，比特流按照重要性顺序发送，编码器可以在满足一定压缩比的情况下终止编码。在大压缩比的情况下，恢复图像具有良好的视觉效果；同时它具有比SPIHT算法优良的抗误码性能。     

深空通信中LDPC码的一种译码算法

LDPC码由于具有逼近仙农极限的性能和硬件可实现的编译码复杂度,在深空通信中具有重要的应用前景。文章在简要介绍CCSDS（空间通信系统咨询委员会）中LDPC码编码规范的基础之上,采用多维EXIT图对其译码门限和收敛速度进行了研究,最后重点研究了译码算法,通过改进归一化最小和算法提出了一种自适应归一化最小和算法,该算法保留了归一化最小和算法的所有优点,改善了不同信噪比条件下的译码性能,并解决了归一化因子的选择难题,适合在资源受限的深空通信中应用。
     

CCSDS在遥感图像压缩中的应用研究

针对空间光学遥感数据特点,设计适合于星载光学遥感器数据压缩的算法目前仍然是一个研究热点。CCSDS压缩是适合于空间光学遥感数据压缩的最新标准。该标准由空间数据系统咨询委员会于2005年推出,从空间数据特点出发,可以有效解决数据压缩的问题。另外,利用该压缩标准可以更好的跟CCSDS的其他标准兼容。文章针对该压缩标准进行研究,对算法的实现过程进行了分析,并将该算法的实验结果跟其它的压缩算法做了比较,结果表明,该算法压缩效果与JPEG2000相当,但算法复杂度较低,易于硬件实现,符合星载压缩的实时处理要求。     

关于CCSDS无损数据压缩建议的初步研究

无损数据压缩是航天空间任务的重要业务 ,在商用和计算机通信中也占有越来越重要的地位。对 CCSDS(Consultative Committee for Space Data Systems)建议的无损数据压缩的基本原理、编解码方法、系统实现、压缩性能进行了分析研究。对 CCSDS的无损数据压缩建议在空间及其它领域的应用提出了初步看法 ,并指出了扩展和进一步研究的建议。     

基于条带的小波变换遥感图像压缩编码算法的改进

星载遥感图像压缩传输技术是星载系统的关键之一。文中介绍空间数据咨询委员会 CCSDS提出的基于条带的遥感压缩建议算法原理 (CNES) ,分析该算法的特点和压缩性能 ,对该算法中量化和熵编码部分的缺陷进行了简单的改进。实验表明 ,改进后的算法性能优于原有算法。     

CCSDS中LDPC码编码器的FPGA设计与实现

CCSDS标准推荐了一组适用于深空通信的LDPC码。为了满足在一个系统中使用多种码率LDPC码的需要,设计了一个能够实现标准中4种码率码编码的通用编码器,该编码器合理安排了生成矩阵存储单元,充分复用了硬件资源,用一种码编码需要的资源消耗实现了4种码的编码,大大节省了资源;用VHDL语言在FPGA上实现了该编码器,通过仿真验证,表明该编码器在占用硬件资源不大的条件下,能够正确完成4种码率码的编码。     

深空通信中提示否定确认型CFDP协议延时估算

为确定空间数据咨询委员会（CCSDS）建议高级在轨系统中CCSDS文件传输协议（CFDP）在深空通信环境中的适应性,研究了CFDP中提示否定确认型文件传输协议（Prompt NAK CFDP）的传输机理。给出了此传输方式的文件传输时延估算方法。分析了误码率、传输速率、协议数据单元的大小与数量,以及提示信息数等对传输时延的影响,获得了深空通信对误码率的要求。研究表明：CFDP可用于深空通信,为其进一步应用和改进提供了参考。     

弱太阳闪烁中深空探测信道的自适应控制

为提高探测器发射机功率利用率,在探测器和地球间建立可靠的传输链路,弱太阳闪烁中的深空信道的自适应控制十分重要。根据CCSDS规范,提出了一种基于连续功率控制和离散速率控制策略的深空信道自适应控制方法。数学分析和计算机仿真表明,(1) 太阳闪烁越强,自适应功率控制效果越明显;(2) 当太阳闪烁引起的信号衰减不大,小于9.4dB时,MPSK自适应控制信道容量高于非自适应控制信道容量。
     

一种适用于深空通信的有限随机性喷泉码算法

基于数字喷泉的编译码技术无码率、不需要反馈的特点可适应深空环境下的文件传输。但传统的喷泉随机编码算法需要10^4量级以上的码长以保证可恢复概率,且原有的译码算法是一种次优方案,无法满足功率和存储空间严格受限的深空通信系统。提出了一种限制编码过程中部分随机性的相关列补偿编码算法,采用渐增高斯消去算法优化译码性能。仿真结果表明所提出的联合优化编译码方案能使码长不大于10^3的喷泉码在冗余度小于0.20的情况下,获得10^-4的译码失败率,较好地解决了传统数字喷泉码在空间通信系统中的适用问题。     

CCSDS建议的再生伪码测距性能分析

CCSDS(国际空间数据系统咨询委员会)于2009年3月发布了伪码测距的蓝皮书,规定了再生伪码测距的技术要求。我国正在研制的深空应答机和深空站测控设备要求具备再生伪码测距功能,同时为了实现国际联网,伪码测距系统需满足CCSDS建议的要求。为给我国深空测控设备伪码测距系统的研制提供设计依据,通过分析伪码特性和伪码捕获跟踪方法,推导得到伪码测距的捕获性能和跟踪性能。分析得到的性能与CCSDS建议书一致,可作为我国深空应答机和深空站测控设备伪码测距系统设计的参考。