[发明专利]微小卫星的远程图像筛选传输方法

说明书

本发明提供一种微小卫星的远程图像筛选传输方法，包括以下步骤：通过微小卫星的图像传感器采集大量图像；对采集的图像进行处理获得图像的特征；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；将筛选的图像通过通信系统传输到地面；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。本发明先筛选代表性的图像再进行传输，能明显减少待传输的图像数据量，从而缓解通信系统的传输带宽压力。根据信息重建的原理选择与已传输图像信息差异最大的图像进行传输，从而在减少传输数据量的同时提高传输至地面的信息量。

技术领域

本发明属于卫星传输技术领域，具体涉及一种微小卫星的远程图像筛选传输方法。

背景技术

微小卫星技术的迅速发展使得在空间环境中以较小规模测试创新科学和工程技术成为可能。例如，美国宇航局开展的PhoneSat项目利用智能手机技术嵌入卫星“制造”过程，可支持技术应用、教育和全民太空探索计划。QB50项目的目标是发射50颗尺寸为10×10×10厘米的立方体卫星，主要目标是促进进入空间能力发展、开展大气低热层科学探测、验证新型航天技术、实现广泛航天工程教育。所以，小型卫星以更低的成本、更短的发展周期等优势为相关空间科学研究提供了更加方便的平台。

遥感任务或对地观测任务是微小卫星的重要任务之一，也在微小卫星平台上得到了广泛验证。然而，通信带宽的不足极大地限制了图像的传输。微小卫星平台上的成像系统可以获取大量图像，但由于功耗、带宽等因素的限制，只有很少部分图像可以传回地面。例如，如果微小卫星搭载百万像素的微型相机进行地球观测，仅将一幅图像传回地面或中继卫星就需要几秒甚至更长时间。然而，在图像传输过程中，微型像机又能够采集大量的图像。对于高分辨率或多摄像头传感系统，将有更多的图像数据无法传回地面。在这样的情况下，能够被传输的图像只占获取图像的极少部分，如何有效地进行图像传输是至关重要的。现有的方法主要是对图像进行压缩，减少每个图像的数据量以传输更多的图像。然而，图像压缩技术只能减少每张图像的数据量，所有图像的总数据量仍然比较大。此外，如果压缩率过大，图像质量将大大降低，严重影响后续基于图像的各种应用的结果。

发明内容

微小卫星平台上图像传感器可获取大量图像信息，但是其通信系统的传输带宽有限，不能及时传输所有的图像，造成重要信息的丢失。鉴于此，为了缓解微小卫星平台中的图像传感器强大的采集能力与有限的通信带宽之间的矛盾，本发明提出了一种微小卫星的远程图像筛选传输技术，识别图像传输过程中最具代表性的图像进行传输，从而充分发挥微小卫星的图像采集系统在卫星遥感任务中的信息获取能力，既避免重要图像信息的丢失，又减轻了通信系统的传输压力。

本发明解决微小卫星平台上图像传感器获取的大量图像信息与通信系统有限的传输带宽之间的矛盾，以及现有图像采集传输系统无法最大化所传送到地面的图像信息量的问题。

具体的技术方案为：

微小卫星的远程图像筛选传输方法，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。

(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：对图像传感器采集的图像进行特征表示。