[发明专利]微小卫星的远程图像筛选传输方法

权利要求书

1.微小卫星的远程图像筛选传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

图像采集、特征提取、图像筛选、图像传输、传输库更新与精简；

图像采集是通过微小卫星的图像传感器采集大量图像；

特征提取是对采集的图像进行处理获得图像的特征；

图像筛选在获得的图像特征的基础上对采集的图像进行筛选获得具有代表性的图像；

图像传输就是将筛选的图像通过通信系统传输到地面；

传输库更新与精简是将传输后的图像加入传输库，并根据传输库的规模限制对传输库进行精简；其中，图像筛选时需要根据更新与精简后的传输库进行筛选；

具体包括以下步骤：

(1)图像采集：微小卫星平台的图像传感器采集n幅图像；

(2)特征提取：

采用空间金字塔结构对图像进行分割处理，将图像分割为包含左上、左下、右上、右下、中间共5个图像区域，然后分别对5个区域提取颜色直方图特征，之后将5个区域的颜色直方图进行拼接组成图像的最终特征向量；通过特征提取技术，第i幅图像被表示为f_i，1≤i≤n；

(3)图像筛选：在获得图像特征的基础上，根据传输库的信息并依据信息重建原则筛选待传输的信息，具体包括以下子步骤：

(31)判断传输库是否为空：若当前时刻之前还未传输过任何图像，则传输库为空；否则传输库不为空；

(32)筛选待传输的图像：在筛选图像时，需要根据传输库是否为空，采取不同的筛选操作：

A若传输库为空，则无法根据传输库的信息进行图像筛选；若某幅图像和所有图像的中心越近，则这幅图像越能代表其他所有图像；基于中心的方法筛选第1幅代表性图像，具体根据如下准则筛选第1幅代表性图像，并表示为

其中，是所有图像特征向量的中心；

B若传输库不为空，则根据传输库的信息进行图像筛选；依据信息重建的原理筛选具有代表性的图像；若某幅图像被传输库重建时的重建误差很小，则说明该幅图像的信息已经包含在传输库中，即该幅图像信息已经被传输；相反，如果某幅图像被传输库重建时的重建误差很大，说明传输库中不包含该幅图像的信息，该图像中的信息还未被传输；

假设在当前筛选之前已经传输了m-1幅图像，则传输库表示为基于最大重建误差的筛选准则，从而选择第m幅代表性图像，并表示为

其中，x_i表示采用传输库重建第i幅图像f_i时的重建系数；重建系数x_i使用正交投影算法获取，计算为：

(4)图像传输：将筛选出的图像通过无线通信系统传输至地面；

(5)传输库更新和精简，具体包括以下子步骤：

(51)传输库更新：将传输成功的图像加入传输库以更新传输库中已传输图像的信息；具体操作为：

(52)判断传输库规模是否大于存储限制：由于微小卫星平台的存储和计算资源有限，传输库中包含的图像信息不能无限度地增加；根据传输库的存储空间，计算最大可存储图像数量，通过比较已传输图像数量和最大可存储图像数量，判断传输库规模是否大于存储限制；

(53)传输库精简：当传输库的规模超出星上传输库最大可存储图像数量时，传输库存储的已传输图像数量将不再增加；此时，为了保证后续能够继续选取具有代表性的图像，需要从存储的已传输图像中去除最不具代表性的图像；

步骤(53)采用信息重建的原理对传输库进行精简：

当采用传输库中某幅图像重建传输库中所有其他图像时，重建误差越大，则说明其他图像的信息与该幅图像的信息越不相同，则应该保留其他图像，移除该图像；基于最大重建误差的传输库精简准则选择从传输库中要移除的图像，并把待移除图像表示为f^r：

其中，是传输库中的第i幅已传输图像，表示传输库中除第i幅图像之外的所有图像，是用第i幅图像重建其他所有图像的重建系数，计算为：

在获得要移除的图像后，从传输库中删除该图像，表示为