[发明专利]基于压缩感知的星上实时图像合成压缩系统

说明书

技术领域：

本发明涉及一种遥感图像压缩系统，特别涉及一种基于压缩感知的星上实时图像合成压缩系统。 

背景技术：

目前，随着卫星遥感技术与应用的不断发展，遥感图像的地面分辨率、视场角和图像质量等技术指标越来越高，造成了遥感相机内部的数据量成倍增加，给相机内部的数据处理带来了非常大的挑战。解决的途径一般从硬件和软件算法两方面入手，硬件方面采用处理速度和性能更高的数字和模拟器件，软件方面应用先进的数据数理技术对数据进行压缩，如目前技术成熟的数字图像压缩算法，以及正在发展的数字信号的稀疏算法等。 

遥感相机通常采用多通道TDICCD为核心传感器，在相机内部需要把各通道的数据进行合成，然后将整合图像数据传给后续处理模块。但是由于每个TDICCD通道的数据速率达到20M，8个通道的整合电路最高工作频率达到160M以上，对于星上遥感应用中的复杂空间环境的影响，如此高的频率会引起成像系统不稳定，甚至无法成像。 

数据的压缩算法目前有JPEG、JPEG2000等压缩标准，其中JPEG2000压缩标准为静态图像压缩目前应用最广和最成熟的压缩算法。其应用小波对图像进行变换，然后对小波系数进行量化编码，其压缩算法过程复杂、运算量大，但是其图像解码算法简单，在计算机平台很容易实现。但实际应用中，由于星上资源有限，因此寻求一种星上压缩简单可靠的算法是目前研究的热点方向。 

压缩感知理论(CS)是由Candés、Donoho和Tao等在2006年提出的。经过6年的发展，关于该理论相关的文献已经超过1000多篇，在遥感、天文学、雷达、医学和地震学等方面都有相关的研究。 

发明内容：

本发明要解决的技术问题是提供一种对原始图像数据在合成的同时能够进行有效压缩，从而降低电路的工作频率，提高星上图像整合电路的稳定性，并且算法简单可靠，能够节省星上硬件资源的基于压缩感知的星上实时图像合成压缩系统。 

为了解决上述技术问题，本发明的基于压缩感知的星上实时图像合成压缩系统包括： 

n个压缩感知测量模块：每个压缩感知测量模块利用式(1)对多通道TDICCD的对应通道输出的原始行图像数据X进行随机测量，得到压缩后的测量数据Y； 

Y＝φ·X                    (1) 

其中φ为M×N的伯努利随机测量矩阵，其矩阵形式如下：