Повышение эффективности применения методов компрессии цифровых изображений на основе вейвлет-преобразования для космических систем наблюдения видимого и ближнего ИК диапазонов спектра

• Автор: Сокол, Александр Валентинович
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 114 с. : ил.

Список принятых сокращений
АФ - апертурная функция
АЦП - аналого - цифровой преобразователь
ДЗЗ - дистанционное зондирование Земли
КА - космический аппарат
JIPM - линейное разрешение на местности
ОС - оптическая система
ОЭА - оптико-электронная аппаратура
ОЭТ - оптико-электронный тракт
ПЗС - прибор с зарядовой связью
СКО - среднее квадратическое отклонение
С/Ш - отношение сигнала к шуму
PSNR - peak signal to noise ratio (отношение сигнала к шуму)

Список аббревиатур и сокращений
Глава 1. Уменьшение потока цифровых данных, формируемых оптикоэлектронным трактом КА наблюдения путем нелинейного переквантования уровней аналого-цифрового
преобразователя
1.1. Описание метода нелинейного переквантования уровней

1.2. Основные виды шумов, возникающих в оптико-электронном тракте
1.3. Формирование таблицы переквантования с учетом шумов фотоприемника
1.4. Оценка влияния процесса нелинейного переквантования на
радиационное разрешение и значение линейного разрешения на местности

1.5. Экспериментальное подтверждение результатов модельных оценок
1.6. Выводы по главе
Глава 2. Выбор показателя для оценки уровня искажений 1-го рода (интермодуляционных искажений) пары «оптика-матрица
ПЗС»
2.1. Искажения первого рода
2.2 Используемый показатель для оценки искажений 1-го рода
2.3. Обоснование нового параметра для оценки уровня искажений 1-го рода
2.4. Связь параметра Еп и уровня интермодуляционных искажений
2.5. Эксперимент по определению влияния показателя Еп на качество космических снимков
2.6. Выводы по главе

Глава 3. Выбор области рациональных коэффициентов сжатия цифровых изображений на основе вейвлетпреобразования
3.1. Введение
3.2. Метод формирования тестовых изображений
3.3. Нахождение области рациональных коэффициентов сжатия по изменению радиуса корреляции в изображении
3.4. Влияние уровня собственных шумов фотоприемника на выбор рационального коэффициента сжатия
3.5. Нахождение рациональной области коэффициентов сжатия с помощью
структурной функции
3.6 Сжатие с постоянным коэффициентом квантования
3.7. Выводы по главе
Глава 4. Исследование эффективности применения алгоритмов сжатия к данным видеоспектрометра
4.1. Введение
4.2. Технология съемки объекта наблюдения видеоспектрометром
4.3. Исследование эффективности применения компрессии к серии двухкоординатных изображений (ДИ)
4.4. Исследование эффективности применения компрессии к последовательности однокоординатных многоспектральных кадров (ОМК)
4.5. Выводы по главе
Глава 5. Анализ применимости алгоритмов компрессии к видео-телеметрической информации. Выполнение требований к устройству компрессии путем модификации алгоритма
SPECK
5.1. Введение

Глава 3. Выбор области рациональных коэффициентов сжатия цифровых изображений на основе вейвлет-преобразования
3.1 Введение. В главе 2 была рассмотрена блок-схема оптикоэлектронного тракта и описаны основные её звенья (Рис. 3.1.1). Во введении упоминалось, что с целью экономии весоэнергетических характеристик целевой аппаратуры и, следовательно, повышения эффективности использования КА в целом, в аппаратуру включают звено сжатия изображений (компрессия видеоданных).
Рис 3.1.1. Блок схема оптико-электронного тракта со звеном сжатия данных (без учета шума).
В этом звене чаще всего используют алгоритмы сжатия с преобразованием (известные примеры - JPEG и JPEG2000). Применение предварительного спектрального преобразования приводит к принципиальным потерям при восстановлении изображения (кроме некоторых алгоритмов, к числу которых можно отнести схему лифтинга [55]). Однако при правильно выбранных параметрах квантования спектральных коэффициентов возможно добиться высоких коэффициентов сжатия при минимизации искажений в восстановленных изображениях [12].
В данной работе будет рассмотрена актуальная, но до сих пор не полностью исследованная задача, связанная с выбором рациональных коэффициентов сжатия (К) применительно к технологии космической съемки