ROI的海洋监视卫星遥感图像压缩算法

针对海洋监视卫星遥感图像的特点,提出了一种基于感兴趣区域(ROI)的自适应海洋遥感图像近无损压缩算法.对图像进行了形态Harr小波最大提升后,在一个分辨率低的高频子带中利用阈值和八邻域连通分析方法检测出目标,使用外接矩形与环面的交集来描述ROI,其他分辨率高频子带的ROI通过Mosaic放大得到.高频子带中的ROI采用Rice无损熵编码方法,非ROI进行比特平面编码.低频子带采用DPCM和Rice结合的无损编码方法.实验结果表明,该算法能有效地划分ROI,且没有明显的ROI分割痕迹.在中低比特率时,本文算法的峰值信噪比(PSNR)比JPEG2000的高2～5 dB,在高比特率时,两者的PSNR均在45 dB以上.本文算法计算复杂度低,易于硬件实现,且具有自适应性和数据包独立的优点,适用于海洋监视卫星遥感图像的近无损压缩.     

应用DSP实现图像压缩存储

提出了应用DSP处理器实现二维离散小波变换,进行图像的压缩存储的解决方案;讨论了系统软硬件设计中提高实时性的方法。     

图像压缩中小波基的选择研究

分析了小波基的正交性、正则性、紧支撑性、消失矩和对称性等对图像压缩的影响,并选出数种典型小波基进行实验比较,对图像压缩中小波基的选择问题进行了研究。     

HVS在图像压缩中的应用

基于小波变换与人眼视觉的相似性,在小波域内结合人眼视觉特性对图像进行处理,以达到提高压缩比的目的,是目前较为热门的研究方向。文章综述了目前基于人眼视觉特性和小波变换的压缩算法进行优化的几种典型算法,并对其性能进行了评价和比较,在全面分析和比较的基础上,对其进行综合分类。     

提升小波变换在图像压缩中的应用

利用第二代小波变换--提升小波变换,为第一代小波变换提供了一种新的更快速的实现方法,使得其构造不再依赖于Fourier 变换构造,可以实现所有的第一代小波变换,提升方案把此变换过程分为分裂、预测和更新3个阶段.基于提升算法的小波变换是新一代静止图像压缩标准--JPEG 2000的核心算法之一.在研究小波提升方案的基础上,分析了它在JPEG 2000应用,最后将小波提升和Mallat算法进行分析比较,试验证明提升方案的小波变换算法计算时间比Mallat 算法减半.     

适于硬件实现的无损图像压缩

针对常见嵌入式小波编码算法硬件实现困难、成本较高等问题,提出了一种适用于硬件实现的无损图像压缩算法.该算法根据子带属性的不同将小波系数分为1个低频子块和3个高频子块,然后使用不同的方法分别进行量化编码.对于低频子块,首先使用脉冲差分编码调制(DPCM)方法压缩其数据动态,然后使用改进的比特位平面编码算法编码输出对应码流...     

基于ROI的海洋卫星遥感图像压缩算法

针对海洋监视卫星遥感图像的特点,提出了一种基于感兴趣区域(ROI: Regions Of Interest)的自适应海洋遥感图像近无损压缩算法。对图像进行了形态Harr小波最大提升后,在一个分辨率低的高频子带中利用阈值和八邻域连通分析方法检测出目标,使用外接矩形与环面的交集来描述ROI,其他分辨率级的高频子带的ROI通过Mosaic放大得到。高频子带中的ROI采用Rice无损熵编码方法,非ROI进行比特平面编码。低频子带采用DPCM和Rice结合的无损编码方法。实验结果表明,该算法能有效地划分ROI,在中低比特率情况下,获得了比JPEG2000更好的重构图像质量,且没有明显的ROI分割痕迹。本文算法的计算复杂度较低,易于硬件实现,而且还具有自适应性和数据包独立的优点,适合于海洋监视卫星遥感图像近无损压缩应用。     

图像压缩技术在无线多媒体传感器网络中的应用

无线多媒体传感器网络(WMSN)是在传统无线传感器网络(W SN)的基础上发展起来的具有音频、视频、图像等多媒体信息感知功能的新型传感器网络,具有广阔的应用前景。文章介绍了WMSN的概念及其区别于传统W SN的个性特点,并介绍基于哈尔小波变换的图像压缩技术在无线多媒体传感器网络中的应用。     

利用人眼视觉特性的低比特率小波图像压缩

图像压缩的视觉有效性直接与其所保留的视觉重要信息有关。心理生理学实验结果显示,人眼对图像的边缘、平滑、纹理区域的敏感度不同,同时对小波分解后不同子带部分小波系数的敏感度也不同。本文据此提出了一种新的低比特率小波图像压缩方法。该算法对图像不同区域小波系数进行不同的量化,同时对图像小波分解不同子带系数进行视觉重要性加权,保证优先传输视觉上最重要的系数。实验表明,本文算法适合于低比特率的图像压缩,将其嵌入EZW编码算法中,与传统的EZW算法相比,重构图像的主观视觉质量评价指标VIF(visual information fidelity)值更高,具有更清晰的视觉效果。     

稳健李代数旋转平均用于GPS辅助无人机影像三维重建

针对最小二乘的旋转平均方法对粗差敏感,求解影像旋转参数不够精确的问题,提出了一种稳健的旋转平均方法。先利用李群和李代数之间的映射关系,将旋转矩阵的乘积运算简化为李代数中的减法运算,推导出旋转平均迭代解算的线性化方程;然后利用L1范数优化和迭代加权最小二乘相结合的方法求解全局一致旋转最优解;最后采用迭代策略剔除粗差,得到精确的旋转矩阵。实验结果表明,与传统最小二乘方法相比,提出方法的旋转参数求解精度更高,稳健性更好,用于三维重建可以得到更密集均匀的点云,重建完整性更好。旋转平均的精度优于0.15度,计算时间不超过0.31s,光束法平差后,重投影误差在1.3个像素以内。基本满足快速稳健三维重建的要求。     

多旋翼姿态解算中的改进自适应扩展Kalman算法

提出了一种改进的Sage-Husa自适应扩展Kalman滤波算法,用于保证多旋翼无人机在噪声统计特性未知且时变、振动为主要扰动源、姿态角高动态变化等飞行条件下飞行姿态角解算的精度与稳定性。该算法采用微机电系统陀螺仪实时动态解算的姿态角方差估计系统噪声方差;并采用自适应滤波算法在线估计量测噪声方差,从而保证滤波的精度与稳定性;同时引入滤波器收敛性判据,结合强跟踪Kalman滤波算法来抑制滤波发散。飞行实验与分析表明:改进算法解算的俯仰角与横滚角均方根误差分别为1.722°和1.182°,明显优于常规的Sage-Husa自适应滤波算法。实验还显示:改进的算法自适应能力强、实时性好、精度高、运行可靠,能够满足多旋翼无人机自主飞行的需要,若对参数进行适当修改,还可应用于其它动态性能要求较高的导航信息测量系统中。     

无人机机载侦察视频的高效视频码率控制

提出了一种基于缓冲区状态及梯度算子的低延时高效视频码(HEVC)率控制方法,以解决现有的码率控制算法在无人机机载侦察系统中因比特分配不当引起的视频质量较差的问题。首先,利用剩余比特及缓冲区状态预分配帧层目标比特;然后,以视频中每帧各最大编码单元(LCU)的时空复杂度作为权重,预分配各LCU的目标比特;最后,通过R-λ模型获得目标比特下的编码参数,实现视频压缩编码,并完成模型参数更新。实验结果表明:在8 Mbps的带宽下,提出的算法使码率控制误差缩小到HM16.0的2/5,视频中图像质量波动范围降低到HM16.0的1/4以内。提出的方法有效抑制了帧间比特消耗波动,使得缓冲区占用量能在小范围内平稳波动,图像主观质量也得到了改善,更好地满足了机载侦察系统低延时的应用需求。     

导航信息滞后补偿实现高速无人机对地精确定位

针对高速无人机光电侦查平台的实时对地目标定位误差,研究了基于惯导信息的光电平台目标定位算法。利用目标定位数学模型和误差模型,分析了影响目标定位精度的因素,建立了参数误差对于定位精度影响的数学仿真模型。通过仿真分析确定了卫星导航信息的实时性是造成定位误差的主要因素,提出了通过修正卫星导航信息延时时间来解决了光电侦察平台实时目标定位误差问题。进行了飞行试验以验证提出论点的正确性,结果表明:通过修正卫星导航信息延时时间,有效补偿了载机坐标信息滞后,提高了光电侦察平台目标定位精度,定位误差由补偿前的100m减少到小于40m。研究结果对高速飞行器的相关应用具有重要的参考价值。     

无人机自主着陆纵向控制律设计

针对无人机的自主高精度定点着陆,应用自适应内模控制(AIMC)原理设计了自主着陆纵向飞行控制律。以轮式无人机为平台,将纵向非线性模型解耦并线性化。然后,以地速和下沉率为控制目标,应用AIMC理论设计了纵向飞行控制律。通过对AIMC滤波参数进行自调整改善了系统的动态特性,基于对模型的辨识增强了系统的鲁棒性。在顺逆风6m/s的条件下对AIMC系统进行了数字仿真,结果显示其落点精度达到前后向30 m范围内。与传统内模控制(IMC)系统相比,提出的自适应内模控制(AIMC)系统在动态性能和落点精度等方面均有明显提高。最后,搭建了半物理测试平台,通过半物理仿真测试复现了系统数字仿真结果,验证了系统功能的完整性和协调性。     

无人机滑跑线性化建模与增益调节纠偏控制

由于无人机的三轮滑跑阶段是整个飞行过程最容易出问题的环节,本文对前三点式无人机地面滑跑进行建模并研究了前轮转向纠偏控制方法。首先,分析了无人机三轮滑跑阶段的受力情况;考虑发动机扭矩、推力偏心及停机角对模型的影响,建立了无人机地面三轮滑跑非线性数学模型;然后,利用小扰动原理在合理简化的前提下将非线性模型线性化,分别推导了前轮转角为输入,偏航角速度、偏航角、侧偏距为输出的传递函数,设计了三回路增益调节前轮转向纠偏控制律;最后,通过滑跑试验进行了验证。试验结果表明：在初始航向偏差为3°,初始侧向位置偏差为0.2 m的情况下,无人机由静止滑行至速度为32 m/s过程中的最大侧偏距为0.3 m,最大偏航角为4.5°,并且对不大于4.6 m/s的侧风干扰有较好的抑制作用,对跑道路况、轮胎侧偏刚度及轮胎弹性等不确定因素的影响有较好的鲁棒性。该设计已成功应用于某无人机。     

多旋翼无人机在变控制量下的三轴磁罗盘校正

为了在特殊环境下有效使用多旋翼无人机飞行器的磁罗盘,研究了大电流、控制量变化情况下磁罗盘的校正问题,提出了一种磁罗盘自适应校准方法。推导了磁罗盘误差的变化规律并建立了误差模型,分析了硬磁误差随控制量变化的规律,进而提出了一种基于整体最小二乘法的空间直线拟合方法。通过空间直线拟合,将得到的控制量和硬磁补偿的对应关系用于实时调整对空间飞行器的硬磁补偿,最终解决了控制量变化对磁罗盘的影响。进行了实验验证,结果表明:提出的方法可将飞行器控制量变化带来的磁罗盘硬磁误差基本抵消;在实际飞行中,多旋翼无人飞行器的偏航误差可由最大的15°减小到3°以内。本文所给出的方法在控制量变化,大电流情况下使用时,可以很好地校正磁罗盘航向角误差,提高导航精度。     

基于游程和扩展指数哥伦布编码的任意形状感兴趣区域图像编码

给出一种上下文自适应的游程编码和扩展指数哥伦布编码.利用游程编码算法对图像小波系数及ROI掩模进行上下文自适应建模并输出三元组样本;然后扩展普通的指数哥伦布编码,使其可以编码由游程编码建模输出的三元组样本,在对小波系数编码的同时可以携带感兴趣区域掩模标记信息.由此得到一种可以区别感兴趣区域和背景区域的高效编码算法,并以...