面向空间天文观测的序列图像无损压缩算法研究

发布时间：2021-01-08 02:12

　　天文观测对于天文学的研究具有十分重要的意义,而天文图像的完整性对于天文学家来说更为重要,对天文图像进行无损压缩既可以减少空间存储和传输的压力,又可以得到清晰完整的天文图像。本文以ASO-S先进天基太阳天文台将要获取的序列天文图像为主要研究对象,这一类的天文图像都采用定点天体连续观测的观测模式,因而它们具有一些共同的特点,如时间及空间冗余较高的特点。本文针对研究对象的这些特点,提出了一种帧内与帧间结合的序列天文图像无损压缩算法。本算法主要由帧内无损压缩算法和帧间无损压缩算法两部分组成。每组图像的第一帧做帧内无损压缩,其余帧做帧间无损压缩。帧内无损压缩算法中主要介绍了基于RICE的算法和基于JPEG-LS的算法。在基于RICE的算法中利用预处理样本的最大值改进了原有算法中的k值选择算法,降低了算法的复杂度。通过将两种算法进行对比,测试结果表明,基于JPEG-LS的算法更适合于空间天文图像的压缩,因此采用基于JPEG-LS的算法作为帧内无损压缩算法。通常帧间无损压缩算法只包括帧间预测和编码器两个部分,本文根据天文图像的特点对其进行了改进,改进后的帧间无损压缩算法由帧间预测,差值帧预测和编码器... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心)北京市

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

ASO-S卫星结构图

Figure 1.1 Structure ofASO-SDI 还是 SCI，它们所形成的天文图像都具有分辨率高，时点，本文即针对定点天体连续观测形成的序列天文图像进前空间天文图像存在的星载存储及下行通信过程中数据一种帧内与帧间相结合的序列图像无损压缩算法，可以有压缩比。究现状究现状天文图像的压缩主要有以下几种编码方式：基于离散sine Transform, DCT）的编码、基于预测的编码、基于nsform, WT）的编码、基于压缩感知（Compression Sens定的编码。常见的天文图像压缩算法如图 1.2 所示。

缩原理压缩分类主要分为有损压缩和无损压缩两种。有损压缩指的是像一部分的信息，而无损压缩指的是压缩后再还原的损压缩的压缩比普遍高于无损压缩。本文中由于受到整性的要求，只能对天文图像进行无损压缩研究，因的研究。冗余类型图像的冗余信息就可以提高图像的压缩比，图像的冗类：余指的是一幅图像中的相邻像素之间具有很强的相关空间冗余的图像，图像的竖排具有相同的像素。

【参考文献】：
期刊论文
[1]快速的CCSDS压缩方法的编码选项选择算法[J]. 宋金伟,张忠伟,陈晓敏.  计算机应用. 2012(S1)
[2]基于小波变换的图像压缩在天文远程观测中的应用研究[J]. 李龙,代红兵,许骏.  天文研究与技术. 2008(04)
[3]数字图像压缩方法在天文上的应用[J]. 栗志,周卫红.  天文学进展. 1996(03)

博士论文
[1]基于压缩感知的天文图像压缩及去噪重建算法研究[D]. 张杰.哈尔滨工业大学 2018

硕士论文
[1]面向太阳全日面磁场图像的无损压缩算法及关键技术研究[D]. 刘粤.北京交通大学 2018
[2]压缩感知在天文图像中的应用研究[D]. 李洋.南京信息工程大学 2014
[3]帧间预测编码的FPGA设计与实现[D]. 向厚振.中北大学 2013
[4]基于JPEG-LS算法的星载图像压缩系统设计[D]. 郝勇峥.西安电子科技大学 2011
[5]基于LOCO-I算法的高速星载图像无损压缩FPGA实现研究[D]. 陈军.中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心） 2011
[6]天文图像无损压缩算法研究与实现[D]. 朱贵富.昆明理工大学 2009



本文编号：2963704