载人飞船图像系统优化设计及验证

针对载人飞船图像传输质量低的问题,根据测控体制及信道资源约束现状,提出一种载人飞船图像系统优化设计,通过对载人飞船上图像压缩编码算法改进和地面图像增强,实现在沿用载人飞船整体方案的前提下图像传输质量的提升。载人飞船上图像压缩部分,通过提升单帧图像的分辨率和降低帧频,实现传输带宽不变前提下图像质量的提升。地面图像增强部分,通过对载人飞船上原始图像进行深度网络数据预处理和基于深度网络的低质量视频增强,解决经过编码传输后视频分辨率低、压缩噪声大、运动模糊严重的问题,进一步提升图像质量。经过实例验证,通过改进载人飞船上图像压缩编码算法,在双幅模式下,峰值信噪比(PSNR)提升约2.000 dB;在单幅模式下,PSNR提升约1.800 dB。通过增加地面图像增强系统,PSNR提升约2.000 dB。     

一种适合星载多光谱图像的压缩算法研究

文章提出了一种适合星载多光谱（4个谱段）图像压缩方法,根据多光谱图像之间相关性较强和卫星对地通道传输速率有限的特点,利用谱段变换,调整各谱段之间的信息量分配,形成新的谱段数据,并对新谱段数据压缩比进行适当调整,完成多光谱图像数据压缩。采用此算法后,可以使平均压缩比不变的情况下,4个谱段恢复的多光谱图像大部分峰值信噪比（Peak Signal Noise Ratio,PSNR）与直接压缩图像后的PSNR值相比有所提高。     

北京三号A/B卫星高精度影像优化压缩编码技术

针对北京三号A/B卫星载荷特点、工作模式、功能要求,文章设计了一种采用无损或近无损图像压缩标准(JPEG-LS)的图像压缩算法,基于现场可编程门阵列(FPGA)的多路并行联合工作图像压缩系统,使得对超高分辨率、高输入数据率的光学遥感影像可以进行实时无损或近无损压缩。该系统采用一种灵活的图像缓存机制,不需要片外存储器来缓存图像,节约了硬件成本,单片FPGA处理能力高达8 Gbit/s;采用一种先进的码率控制算法,优化失真量化参数调整策略,多路并行压缩核参数统一更新,使得快速逼近目标码率,恢复影像的整体质量更加均匀平滑,峰值信噪比(PSNR)值相比传统算法提升了0.2 dB以上。     

引入图像复原技术的遥感卫星图像压缩解码算法

针对遥感卫星基于小波变换的光学图像有损压缩算法,提出了一种引入图像复原技术思路的算法,对遥感图像解码处理过程中获得的低频信息进行复原,可以获得更多的用于在频域范围内描述图像结构信息的高频分量增益,从而提升整个解码图像的质量。通过此算法与传统的小波压缩算法进行对比,结果表明:压缩恢复图像的峰值信噪比(PSNR)较传统算法有0.1~0.3dB的改善,压缩恢复图像表现出更为丰富的纹理特性,可降低对遥感卫星图像数据处理和天地链路数据传输的要求。     

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。     

深度学习视频快照压缩成像恢复效果影响因素研究

针对视频快照压缩成像掩模板编码模式对实际拍摄压缩图像解码恢复效果的影响机理研究较为欠缺以及真实图像恢复效果很难量化评估的现状,文章基于遥感卫星视频序列得到的仿真数据和视频快照压缩成像系统采集到的真实场景数据,使用两种深度学习算法——集成学习先验深度展开算法和基于3D卷积的快照压缩成像（SCI）算法,结合峰值信噪比（PSNR）和结构相似度（SSIM）以及重构时间等量化指标进行重构效果评估,对掩模板的随机方式、掩模板的重复精度、掩模板的移动速度、景物的运动速度、背景的复杂程度等因素进行仿真试验分析。主要试验结论有：1）高斯随机编码具有较好的重构效果,但伯努利随机中当成功概率p取0.59或0.58时（随机变量取1）,重构PSNR值较高斯随机平均提升超过0.5dB,SSIM值提升0.004;2）当步长较小时,移动编码方式重构效果不如随机编码方式,当步长较大时（超过9像素）,效果和随机编码相当;3）掩模板的重复精度方面,当探测器像元和数字微镜器件（DMD）仅沿着一个方向发生偏移时（相对偏移量小于0.3像素）,对重构效果影响较小,当同时沿两个方向发生偏移时,影响较大（两个方向均为0.1像素,PSN...     

一种基于时空相关性的星图降噪算法

文章提出了一种基于时空相关性的星图降噪方法,用于解决空间探测时星图峰值信噪比(Peak Signal to Noise Ratio,PSNR)低、星点提取难度大的问题。文章首先对真实星图中星点和背景噪声的能量特性进行了分析与建模。然后,基于该模型提出了一种可行的降噪算法,该算法以时空相关性检测为核心,并利用检测的结果对目标和噪声进行连续多帧定位。进一步利用定位的结果对目标进行匹配和平滑,对背景噪声进行抑制,从而在总体上提高图像的PSNR。最后,基于仿真平台对算法的有效性进行了测试验证。结果表明,该算法能够有效提升星图PSNR,尤其是点目标的PSNR,在一定噪声等级下,可提升1.6d B。降噪之后,在去除噪声的同时,星图的灰度直方图完好保留了高灰度值部分的目标点像素。该算法在相似的运算复杂度下,其降噪效果明显优于绝大多数的现有降噪算法,利于后续提取星图中恒星及点目标,应用于在轨空间探测系统中,具有广阔的应用前景。     

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。     

基于信源信道联合编码的遥感图像传输

针对遥感应用对图像质量日益提高的需要,提出了一种基于层次树的集合分割算法（SPIHT）和低密度校验（LDPC）码联合编码的遥感图像高质量传输方案。此方案充分利用SPIHT编码后数据流按重要性排序,以及LDPC码的误码率性能与码率和迭代次数密切相关的特性,克服了SPIHT压缩数据流对噪声敏感的缺陷。高斯信道仿真结果表明,在码元噪谱密度比（Eb/N0）较低的情况下,利用此传输方案获得的图像恢复峰值信噪比（PSNR）,比传统的分离编码高7dB以上。     

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。     

萤火一号火星探测器在轨图像处理技术

为提高信道利用率,对萤火一号(YH-1)火星探测器在轨图像处理技术进行了研究.给出了图像处理单元的图像压缩算法原理,设计了压缩图像数据传输的健壮差错控制方案,介绍了针对图像传输设计的图像预览和点播技术.试验结果表明:图像压缩流有较强抗误码特性.     

针对JPEG图像典型隐写算法的鲁棒性研究

针对图像在传输过程中遇到的椒盐噪声、高斯滤波、裁剪攻击等几种干扰攻击方式,在研究Jsteg、MB、OutGuess和F5等4种典型隐写算法嵌入和提取秘密信息的原理的基础上,分析了图像嵌入秘密信息后的不可感知性,提出采用差分归一化相关系数测量隐写算法鲁棒性对干扰攻击的敏感程度,研究了4种隐写算法在上述3种干扰攻击下的鲁棒性和受干扰攻击的敏感程度。仿真实验表明,椒盐噪声、高斯滤波对F5隐写算法的鲁棒性影响最大,而OutGuess隐写算法的鲁棒性对裁剪攻击最为敏感。     

一种基于分类DCT的SAR图像压缩算法

提出了一种基于分类 DCT的 SAR图像压缩编码算法 ,该算法在国际静止图像压缩标准 JPEG基础上 ,将图像划分为平坦区域和波动区域 ,依据人的视觉生理特点 ,对不同区域采用不同的量化编码方式 ,结果 ,既可以获得较高的压缩比 ,同时也可保证良好的视觉效果。实验结果验证了算法的有效性     

多光谱遥感图像压缩系统中的ROI编码方法

提出了一种基于EBCOT(率失真优化截取内嵌码块编码)算法的矩形ROI(感兴趣区域)编码的干涉多光谱卫星遥感图像压缩方法。该方法不需要对小波域的系数进行提升，而是在码流组织时通过对多光谱区域的误差跟踪提高恢复图像的质量。从而克服了传统方法因为增强系数与图像复杂度不匹配带来的ROI与BG的PSNR质量不协调的问题，该算法的解码器不需要知道该图像是否存在ROI，不需要反提升过程，完全正常解码即可，而且该方法保留了EBCOT的优良特性。实验表明，这种编码方式在干涉多光谱卫星图像压缩系统中可获得理想的效果。     

基于第二代小波的序列图像超分辨率复原算法研究

介绍了第二代小波(SGWs)的基本原理和特点,在此基础上提出了低分辨率采样图像高分辨率 (HR)重建算法。它不但具有结构简单,逆变换容易,可扩展性好的优点,并且克服了第一代 小波(FGWs) 的不均匀采样和定义在有限区间上的难题,指出了小波变换时数据不规则性的 处理方法,并利用硬／软阈值对小波系数降噪,使得重构后的图像具有最佳的PSNR和最低的 重构误差。实验和仿真结果表明,与传统方法相比,该算法在提高了图像的分辨率同时PSNR 最多能提高3 dB左右。
     

机载高分辨率遥感图像实时压缩系统研究

介绍了图像压缩系统的5种主要架构,分析、比较了这5种架构的优缺点。基于现场可编程门阵列(FPGA)的图像压缩系统架构,提出了一种适合机载应用的高分辨率遥感图像实时压缩系统,该系统具有体积小、功耗低的特点。另外,还针对JPEG-LS(JPEG-Lossless)算法的特点,提出了一种简单有效的位率控制和抗误码方法,并在基于VIRTEX-ⅡFPGA的实时压缩系统中进行了具体应用,实现了机载遥感图像的无损和近无损图像实时压缩。该系统预留了充分的硬件资源,可支持EZW和SPIHT等复杂度较高的高倍率图像压缩算法的应用。     

CCD遥感图像的实时压缩系统设计与实现

文章研究高速CCD遥感图像压缩的系统设计与实现。与其它图像数据相比,CCD遥感图像数据具有高速率、高量化位数的特点。针对CCD相机输出图像的数据特点,基于ADV212压缩芯片,提出了一种高速CCD遥感图像压缩系统的构架方案。该方案采用FPGA+ADV212+SRAM的硬件结构方式,以FPGA作为系统的主控,SRAM完成输入数据的缓存处理,ADV212完成图像数据的高效压缩处理。文章最后构建了压缩系统的实验验证平台,对系统的性能进行了实验验证。试验结果表明,文中提出的系统压缩方案,压缩前后图像品质没有明显差异,可以满足遥感图像压缩系统的实时处理要求。     

星上高光谱图像无损压缩方法

针对星上高光谱图像压缩问题,本文从消除高光谱图像的谱间与谱内空间冗余信息入手,提出了基于KLT与自由无损图像格式(FLIF)算法的高光谱图像无损压缩算法。KLT用于去除图像的谱间冗余信息,FLIF算法的MANIAC决策树能够在压缩过程中动态更新上下文环境内容,实时调整上下文环境的数量,多上下文环境建模的设计大幅提升了压缩性能。仿真实验表明:在高分五号卫星上的高光谱数据集上,本方案取得了不错的压缩比特率结果。此外,针对KLT变换后图像的特点,本文提出了多压缩器灵活切换的加速方法,在可见光波段让压缩耗时缩短为未优化前的1/5。     

基于多结构元素的遥感图像去噪及边缘检测方法

边缘检测是遥感图像处理的一个重要方面。利用数学形态学原理，提出了一种基于多结构元素的遥感图像边缘检测方法。首先采用基于视觉模型的边缘阈值得到灰度突变像素点，然后利用几种具有代表性的结构元素对这些像素点进行形态学腐蚀操作以区分真实像点和噪声点，将噪声点去除并通过伪中值滤波填补像素值，最后得到图像边缘。实验结果表明，该算法能够在保持图像边缘细节的前提下，很好地滤除图像中的孤立噪声点，在检测精度和抗噪声性能方面都优于传统的形态学算法。     

CCSDS基于小波变换的图像压缩

通过分析一种CCSDS建议的基于小波变换的图像数据压缩的基本原理、编解码方法、系统实现和压缩性能,初步研究深空通信对于图像压缩的特殊要求。通过与现在流行的基于小波变换的图像压缩算法JPEG2000进行比较发现, CCSDS推荐的算法的性能与JPEG2000基本相当,且同样支持无损和有损压缩及渐进传输,但其算法复杂度更低,包丢失不会造成图像大面积损坏,因而更适合于深空通信。