一种星上高帧频图像数据实时切片传输方法技术

一种星上高帧频图像数据实时切片传输方法，涉及航天遥感领域，具体方法包括：首先将单帧全景图像样本均匀划分为多个基本图像单元，并为每一个基本图像单元配置一个位置编号信息；当需要传输高帧频图像数据时，若接收到图像区域选择指令，则根据所述位置编号信息，从实时获取每一帧全景图像数据中提取图像数据进行传输；若未接收到，则实时获取第一帧全景图像数据，并根据预置目标检测算法获取目标对象；然后获取目标对象的中心点在所述单帧全景图像样本中对应的基本图像单元，并以所述基本图像单元为中心获取目标区域；最后根据获取的目标区域中各个基本图像单元分别对应的位置编码信息，从获取的每一帧全景图像数据中提取图像数据进行传输。

Real time slice transmission method for high frame rate image data on satellite

A high frame rate image data on satellite real-time slicing transmission method, relates to the field of aerospace remote sensing, specific methods include: firstly, single frame panoramic image samples evenly divided into a plurality of basic image elements, and for each one of the basic image unit configuration of a number of location information; when the need to transmit high frame rate image data, if the received image region selection instructions according to the information of the position number, for transmitting the extracted image data for each frame panoramic image data from real time; if not received, then the real-time access to the first frame panoramic image data, and obtain the target object according to the preset target detection algorithm; and then obtain the basic image of unit point target the corresponding single frame in the panoramic image in the sample, and the basic unit of the center image to get the target area; finally, according to the obtained. Each location of the basic image unit corresponds to the position encoding information, and the image data is extracted from the acquired panoramic image data for transmission.

【技术实现步骤摘要】
一种星上高帧频图像数据实时切片传输方法
本专利技术属于航天遥感领域，特别射击一种星上高帧频图像数据实时切片传输方法。
技术介绍
随着遥感卫星空间分辨率及时间分辨率的不断提升，产生的原始数据量越来越大。尤其对于采用凝视成像体制的静止轨道光学遥感卫星，由于其幅宽大，通常能达到百公里级，帧频高，通常能到达秒级，因此随着分辨率不断提高，相机获取的原始数据量已达数10Gbps。为了快速传输遥感图像数据，通常需要对该图像数据进行处理后才可以满足传输需求。目前，在对需要传输的图像进行处理时，通常采用图像压缩技术或者高速数传技术等。在高帧频成像模式下，由于数据量较大，在采用图像压缩技术对图像进行处理时，需要采用大压缩比图像压缩技术对图像进行处理，才能满足遥感图像数据实时传输的要求，其中，高帧频成像模式为星载相机对同一地面观测区域连续拍照，获取高帧频序列图像的过程。然而，采用大压缩比图像压缩技术对图像进行压缩处理时，会造成较大的图像质量损失，导致处理后的图像质量较差，无法满足用户对图像质量的要求，进而导致传输的图像数据质量较差。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，针对遥感卫星高帧频成像工作模式下，数传分系统无法实时下传原始数据的问题，提供了一种基于棋盘式的任意形状区域高帧频图像在轨实时切片传输方法，从而实现了高帧频图像数据实时下传。本专利技术的技术解决方案是：一种星上高帧频图像数据实时切片传输方法，包括如下步骤：(1)将单帧全景图像样本均匀划分为多个基本图像单元，并为每一个基本图像单元配置一个位置编号信息，所述位置编号信息用于标识每一个基本图像单元在所述单帧全景图像样本中的位置，所述基本图像单元的个数为单帧全景图像样本大小与单个基本图像单元大小的商；(2)当需要传输高帧频图像数据时，判断是否接收到图像区域选择指令，若是，则执行步骤(3)，若否，则执行步骤(4)，其中，所述图像区域选择指令中携带有用户从单帧全景图像样本中选定的基本图像单元和与所述基本图像单元对应的位置编号信息；(3)根据所述位置编号信息，从实时获取的高帧频图像数据的每一帧全景图像数据中提取图像数据进行传输，并退出；(4)实时获取高帧频图像数据中第一帧全景图像数据，并根据预置目标检测算法从所述第一帧全景图像数据中获取目标对象；(5)获取步骤(4)中目标对象的中心点在所述单帧全景图像样本中对应的基本图像单元，并以所述基本图像单元为中心确定目标区域，所述目标区域由多个基本图像单元组成；(6)根据步骤(5)确定的目标区域中各个基本图像单元分别对应的位置编码信息，从实时获取的高帧频图像数据的每一帧全景图像数据中提取图像数据进行传输。进一步地，所述步骤(3)中根据所述位置编号信息，从实时获取的高帧频图像数据中的每一帧全景图像数据中提取待传输图像数据的步骤包括：(31)实时获取高帧频图像数据，并将高帧频图像数据中第1帧到第K帧全景图像数据分别存储于缓存模块1到缓存模块K，其中，K为一次能够处理的图像数据总帧数；(32)根据所述位置编号信息依次从缓存模块1到缓存模块K中提取每帧全景图像中与所述位置编号信息对应位置的图像数据进行传输；(33)删除所述各个缓存模块中的全景图像数据；(34)从第Q+1帧开始再次执行步骤(31)直到所述高帧频图像数据中所有帧全景图像数据全部传输完毕，Q为上一循环提取的最后一帧全景图像数据对应的帧序号。进一步地，所述步骤(5)中获取所述目标中心点在所述单帧全景图像样本中对应的基本图像单元的步骤包括：根据公式T＝floor(i/m)iN/n+floor(j/n)+1计算所述目标中心点在所述单帧全景图像样本中对应的基本图像单元的位置编号信息，其中，T为位置编号信息，N为单帧全景图像样本的宽，m和n分别为基本图像单元的高和宽，i,j分别为目标中心点在所述单帧全景图像样本中的行号和列号，floor表示向下取整。进一步地，所述步骤(5)中以所述基本图像单元为中心获取目标区域的步骤包括：以所述基本图像块单元为中心获取至少九个位置相邻的基本图像单元组成的区域作为所述目标区域。进一步地，所述目标区域包含的基本图像单元的个数小于或等于mmax×nmax，其中，所述mmax×nmax<A/(X*Y)，A为卫星数传系统最大传输速率，X图像量化比特,Y为图像帧频，mmax为每一行包含的基本图像单元个数，nmax为每一列包含的基本图像单元个数。进一步地，所述步骤(2)中用户从单帧全景图像样本中选定的基本图像单元为，用户从单帧全景图像样本中选定的区域覆盖的基本图像单元中，完整度大于或等于R的基本图像单元,50％<R<100％。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)本专利技术通过对用户感兴趣区域的高帧频图像数据进行在轨实时提取与传输，解决了海量原始高帧频图像数据无法实时下传的问题；(2)本专利技术通过对全景图像数据进行网格式划分，并通过对基本图像单元进行位置编号定义，解决了对任意形状、任意大小区域图像进行选择提取的问题；(3)本专利技术根据不同场景，可以实现人为选定区域和智能自动选择区域两种功能，满足了用户对已知感兴趣区域和未知重要目标区域高帧频图像数据的实时获取需求；(4)本专利技术在实现时，只需根据事先定义的基本图像单元的位置编号信息读取缓存中对应区域图像数据，解决了以往通过计算辅助数据求解区域图像位置算法复杂度高的问题，方便硬件实时处理。附图说明图1为本专利技术方法的流程图；图2为本专利技术提供的全景网格图像模型图；图3为本专利技术提供的用户获取指定区域图像工作流程；图4为本专利技术提供的用户指定区域图像示意图；图5为本专利技术提供的用户指定区域高帧频图像提取流程图；图6为本专利技术提供的用户指定区域高帧频图像提取时间流程图；图7为本专利技术提供的智能选择区域高帧频图像提取流程图；图8为本专利技术提供的目标区域提取示意图。具体实施方式本专利技术提供的传输方法的原理图可以如图1所示，首先，对本专利技术基于的原理进行详细阐述：星上图像区域提取主要包括用户指定区域提取和星上智能自动选择区域两种工作模式。其中，用户指定区域提取为通过地面发送携带有位置编号信息的选择指令即可以实现高帧频图像数据中部分图像数据的提取，并将提取的高帧频图像实时下传。其中，高帧频指的为帧频为秒级的图像数据，例如帧频为1s、0.5s、1.5s等，本专利技术实施例不做限定。星上智能自动选择区域工作模式指星上处理系统通过对单帧全景图像数据进行用户关注目标检测，自主筛选重要目标对象，对目标对象在高帧频图像中对应区域的图像进行提取，并将提取的高帧频图像实时下传。具体地，用户指定区域提取模式下，地面处理系统可以根据本专利技术提供的基本图像单元划分和编码规则生成用户关注的目标点、目标区域，并将携带有区域位置编号信息的选择指令发送给星上处理系统，星上处理系统根据具体的区域位置编号信息实现全景图像数据的提取，传输给地面处理系统；地面接收终端收到提取后的数据后根据基本图像单元划分和编码规则中各个基本图像单元对应的位置编码信息，可以实现高帧频区域图像数据的拼接和组帧。最终可实现用户对重点关注区域实时监视。在星上智能自动选择区域模式下，星上处理系统根据用户关注目标类型进行在轨实时检测，实现广域目标搜索发现。并对重要目标进行筛选，最终选择出需要实时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种星上高帧频图像数据实时切片传输方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将单帧全景图像样本均匀划分为多个基本图像单元，并为每一个基本图像单元配置一个位置编号信息，所述位置编号信息用于标识每一个基本图像单元在所述单帧全景图像样本中的位置，所述基本图像单元的个数为单帧全景图像样本大小与单个基本图像单元大小的商；(2)当需要传输高帧频图像数据时，判断是否接收到图像区域选择指令，若是，则执行步骤(3)，若否，则执行步骤(4)，其中，所述图像区域选择指令中携带有用户从单帧全景图像样本中选定的基本图像单元对应的位置编号信息；(3)根据所述位置编号信息，从实时获取的高帧频图像数据的每一帧全景图像数据中提取图像数据进行传输,并退出；(4)实时获取高帧频图像数据中第一帧全景图像数据，并根据预置目标检测算法从所述第一帧全景图像数据中获取目标对象；(5)获取步骤(4)中目标对象的中心点在所述单帧全景图像样本中对应的基本图像单元，并以所述基本图像单元为中心确定目标区域，所述目标区域由多个基本图像单元组成；(6)根据步骤(5)确定的目标区域中各个基本图像单元分别对应的位置编码信息，从实时获取的高帧频图像数据的每一帧全景图像数据中提取图像数据进行传输。...

【技术特征摘要】
1.一种星上高帧频图像数据实时切片传输方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将单帧全景图像样本均匀划分为多个基本图像单元，并为每一个基本图像单元配置一个位置编号信息，所述位置编号信息用于标识每一个基本图像单元在所述单帧全景图像样本中的位置，所述基本图像单元的个数为单帧全景图像样本大小与单个基本图像单元大小的商；(2)当需要传输高帧频图像数据时，判断是否接收到图像区域选择指令，若是，则执行步骤(3)，若否，则执行步骤(4)，其中，所述图像区域选择指令中携带有用户从单帧全景图像样本中选定的基本图像单元对应的位置编号信息；(3)根据所述位置编号信息，从实时获取的高帧频图像数据的每一帧全景图像数据中提取图像数据进行传输,并退出；(4)实时获取高帧频图像数据中第一帧全景图像数据，并根据预置目标检测算法从所述第一帧全景图像数据中获取目标对象；(5)获取步骤(4)中目标对象的中心点在所述单帧全景图像样本中对应的基本图像单元，并以所述基本图像单元为中心确定目标区域，所述目标区域由多个基本图像单元组成；(6)根据步骤(5)确定的目标区域中各个基本图像单元分别对应的位置编码信息，从实时获取的高帧频图像数据的每一帧全景图像数据中提取图像数据进行传输。2.根据权利要1所述的一种星上高帧频图像数据实时切片传输方法，其特征在于，所述步骤(3)中根据所述位置编号信息，从实时获取的高帧频图像数据中的每一帧全景图像数据中提取待传输图像数据的步骤包括：(31)实时获取高帧频图像数据，并将高帧频图像数据中第1帧到第K帧全景图像数据分别存储于缓存模块1到缓存模块K，其中，K为一次能够处理的图像数据总帧数；(32)根据所述位置编号信息依次从缓存模块1到缓存模块K中提取每帧全景图像中与所述位置编号信息对应位置的图像数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓博，张剑，王鸣涛，程亚娟，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61