Аппаратура цифровой компрессии видеосигнала для разведывательных микросистем с низкой пропускной способностью канала передачи данных

• Автор: Сапронов, Максим Владиславович
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 192 с.

Оглавление
Введение
Глава 1. Обзор средств и методов обработки цифрового, видеосигнала для построения микросистем с низкой пропускной способностью канала передачи данных
1.1 Микросистемы, их классификация и применение
1.2 Обзор современных миниатюрных средств получения и обработки видеосигнала
1.3 Обзор средств компрессии цифрового видеосигнала для передачи по каналам с низкой пропускной
способностью
1. 4 Требования, предъявляемые при кодировании видеоинформации $
1.5 Эталонные изображения и критерии оценки качества .
1.6 Постановка задачи диссертационной работы
Выводы
Глава 2. Разработка и исследование методики комплексной компрессии цифрового видеосигнала для использования в микросистемах с низкой пропускной способностью канала передачи данных (2КНПС)
2.1 Подготовка видеокадра, полученного с ПЗС-видеокамеры
2.2 Методика предсказания смещения с использованием обрабатываемых областей нефиксированного размера
( 2КНПС-1)

2.3 Методика компрессии статического изображения с использованием кодирующего набора двумерных функций
(2КНПС-2)
Выводы
Глава 3- Разработка и исследование аппаратуры цифровой обработки видеосигнала для разведывательных микросистем с низкой пропускной способностью канала передачи данных ... 89 3 .1 Аппаратура цифровой обработки видеосигнала
(Видеоблок)
3.2 Модуль цифровой обработки видео (МЦОВ)
Выводы
Глава 4. Результаты экспериментальных исследований
4.1 Сравнение быстрых методов поиска векторов смещения
4.2 использование комплексной методики 2КНПС
Выводы
Заключение
Список литературы
Приложения
Приложение 1. Типовая схема интерфейса АЦП ПЗС - видеокамеры 144 Приложение 2. Быстрые блоковые методы поиска вектора смещения 145 Приложение 3- Вывод кодирующей функции для методики компрессии статического изображения
Приложение 4. Акт внедрения
Приложение 5- Фрагменты программного кода

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. В последнее время цифровая обработка видеосигналов [1], ив частности компрессия цифрового видеоизображения, становится все более приоритетной и важной областью исследований. Недавние достижения в технологии цифровой обработки видеоинформации сделали возможным создание новых средств связи, в которых визуальная информация играет важную роль [2].
Эти средства связи достаточно широко применяются в специализированных областях как гражданского, так и военного назначения. К таким областям применения можно отнести медицинскую технику, аппаратуру для дистанционного контроля и управления, мобильные миниатюрные средства визуального наблюдения. В то же время телевидение с высоким разрешением, оборудование для проведения видеоконференции, видеофон, средства архивирования и мультимедиа - лишь некоторые примеры использования тех же технологий в повседневной жизни.
В конечном счете, имеются две основные причины, определяющие необходимость компрессии цифрового видеоизображения. Эти причины заключаются, во-первых, в требованиях к объему памяти, необходимому для хранения видеофрагментов, и, во-вторых, в пропускной способности канала передачи данных, которая во многих случаях не позволяет осуществлять передачу видеоизображения в реальном масштабе времени.
Например, без схемы компрессии, типичные статические изображения (со спутника или цифровой фотокамеры) с разрешающей способностью 2048 х 3072 пикселя при 24 разрядах цветовой глубины, без использования компрессии, заняли бы 18 МБ памяти, делая невозможным размещение более чем 30 изображений на одном компакт диске. Передача цельных изображений с высоким разрешением может потребовать неприемлемо большого времени

для коэффициентов, соответствующих высоким частотам можно сделать большим и тем самым увеличить степень сжатия при сохранении зрительного качества.
Зонное и пороговое семплирование
Благодаря свойству энергетической компактности, после квантования некоторое количество коэффициентов может быть отброшено. При принятии решения, какой коэффициент стоит отбросить, а какой - оставить используются два основных алгоритма: зонное [50] и пороговое семплирование [51]. При зонном сем-плировании оставляют лишь те коэффициенты, которые геометрически располагаются в пределах определенной области. Как правило, отбрасываются коэффициенты, соответствующие высоким частотам, а оставляются коэффициенты, соответствующие низким частотам. Типичная зонная маска представлена на Рис. 1-9.
Область, в пределах которой коэффициенты отбрасываются
Область, в пределах которой коэффициенты квантуются и кодируются
Рис. 1-9 Зонное семплирование
Основным достоинством зонного семплирования является то, что и форму зоны и параметры квантования можно рассчитать предварительно.
Основной недостаток заключается в том, что при геометрическом подходе к области отбрасываемых коэффициентов вероятна ситуация, что очередной отбрасываемый коэффициент определяет значительную часть энергии изображения и отбрасывание приведет к ощутимым искажениям при реконструкции изображения.