[发明专利]一种星载超大画幅彩色视频图像压缩系统和压缩方法

说明书

本发明是一种星载超大画幅彩色视频图像压缩系统和压缩方法。所述系统包括视频相机、星载压缩存储系统、数据传输系统、中心机；所述视频相机连接星载压缩存储系统，星载压缩存储系统连接数据传输系统，星载压缩存储系统连接中心机。本发明通过瓦片切割，使其能够采用ADV212等工业通用器件完成压缩，可以降低星载压缩存储系统的研制成本及研发难度。现有的星上bayer插值后直接彩色压缩，由于受到计算资源的影响，无法采用计算量过大的精确算法，会引起色彩精度损失，本发明中的谱段分离属于可逆过程，色彩无损失，地面解压得到子谱段数据后，可采用更高精度的插值算法，色彩还原效果更佳。

技术领域

本发明涉及星载极高清视频彩色影像的在轨压缩技术领域，是一种星载超大画幅彩色视频图像压缩系统和压缩方法。

背景技术

高清视频压缩技术主要有两大类，一类以H.264为代表的动态视频压缩，其优点是压缩比高，但缺点是不支持无损压缩，除关键帧外，其余帧图像信息损伤太大，只能用于视频播放，无法利用帧间图像信息差异进行立体成像、超分辨等图像深加工，视频压缩对画幅有严格限制，一般要求符合3840×2160、1920×1080、1280×720等标准制式；另一类以JPEG2000为代表的静态图像压缩，其优点为每一帧都保留了足够的细节，但是压缩比较低，一般无损为2:1，有损一般不超过10:1，否则会引起图像质量急剧下降，一般只限制画幅总像素，以ADV212芯片为例，无损模式要求画幅不超过256k像素，有损压缩不超过1M像素。

彩色视频影像压缩有两种方法，一种是直接Bayer插值得到彩色图像，再转换为YCrCb等彩色空间，进行彩色图像压缩，但这种方式会使得颜色信息损失严重，且星上处理算法过于复杂，不太适合星载压缩系统；第二种是星上实现谱段分离，将每个单谱数据按照全色数据进行压缩，在地面解压缩后，再恢复为Bayer彩色数据，通过地面高精度的Bayer彩色插值算法，得到彩色影像，该方法具有星上处理简单、色彩信息保存完整、彩色插值效果好等优点。

星载极高清视频彩色影像具有6000万像素画幅，难以用常规的动态视频压缩以及静态图像压缩直接实现，且原始图像为RGGBBayer编码方式排列，无法直接作为全色图像或彩色图像进行压缩，所以如何实现Bayer彩色谱段分离并实现6000万像素超大幅面图像数据压缩，是本发明要解决的主要问题。

发明内容

本发明为实现全色图像或彩色图像的压缩，本发明提供了一种星载超大画幅彩色视频图像压缩系统和压缩方法，本发明提供了以下技术方案：

一种星载超大画幅彩色视频图像压缩系统，其特征是：所述系统包括视频相机、星载压缩存储系统、数据传输系统、中心机；所述视频相机连接星载压缩存储系统，星载压缩存储系统连接数据传输系统，星载压缩存储系统连接中心机。

优选地，所述星载压缩存储系统包括Cameralink、SSD存储单元、4路ADV212、通信控制单元、数据缓存与调度模块、数传组帧模块和数传帧发送模块；

所述视频相机连接Cameralink，Cameralink连接数据缓存与调度模块，所述数据缓存与调度模块连接SSD存储单元、4路ADV212、通信控制单元和数传组帧模块，数传组帧模块连接数传帧发送模块，所述数传帧发送模块与数据传输系统进行数据交互，通信控制单元通过CAN总线连接中心机。

优选地，所述视频相机采用bayer彩色图像传感器。

一种星载超大画幅彩色视频图像压缩方法，包括以下步骤：

步骤1：采用视频相机采集高速视频图像数据，通过Cameralink接收高速视频图像数据，将高速视频图像数据存储至SSD存储单元；

步骤2：读取SSD存储单元中的高速视频图像数据，进行谱段分离、瓦片子块分割，传输至4路ADC212中进行压缩；

步骤3：将压缩好的数据进行组帧，并传输至数据传输系统。