多遥测图像数据流的自动拼接与自动优选技术

摘要 本文在介绍多遥测图像解码系统硬件、框架结构的基础上，提出可用于多遥测图像数据流的自动拼接及优选技术，以此为图像处理改进提供理论和有效方法。

【关键词】多遥测图像数据流 图像数据自动拼接 图像数据自动优选

为了克服遥测误码与丢帧等问题对图像及其现实造成的干扰和影响，并提高对数据的综合处理能力，使图像画面得以真实、清晰且流畅的现实，需针对多遥测图像数据流提出一套自动拼接及优选技术。

1 图像解码系统

提出一套针对多遥测图像数据流的自动拼接及优选方法，同时将此作为核心研究并提出相应的解码系统。

1.1 系统硬件部分

该系统选择双冗余热备，包括A、B两套硬件设备，每套设备配置相同。当该系统接收1个遥测站点数据输入时，每套设备接收同一遥测站A、B两个平面数据，并从A、B平面数据中优选一路数据，按照相应帧结构挑路出图像数据，分发给对应的图像解码机进行解码、显示。在系统同时接收多个站点的数据后，设备仍可接收平面数据，然后从中优选出数据;站点切换时，能将航天任务需要作为依据，定义时序脚本，借助系统完成数据快速切换，此外也支持手动切换。

1.2 系统框架结构

1.2.1 原码接收

该模块先从若干站点A、B平面接收原码，再依靠拼接算法，将平面与站点进行异步拼接，以保证数据流可靠、正确。这一模块主要采用以优质度综合评价函数及滞环比较等为基础的优选算法，选取出优质度最高的平面，使数据源质量达到最优，同时依靠定时器与切换算法，根据时间规划，对接收站点进行自动切换，进而从根本上提高资源利用率。

1.2.2 图像数据处理

该模块对上一模块的原码实施挑路处理，再将完成处理的数据传输至发送模块，其主要功能有：对数据格式进行验证，保证所得数据的正确性与可靠性;以帧结构配置为依据，进行挑路处理;于缓冲区当中存储数据，供自适应发送使用;分类存储数据与原码。

1.2.3 图像数据发送

由于网络不稳定等问题会使系统接收到大量原码，因解码模块用于数据存储的容量是有限的，一般无法在短时间内对大规模数据进行存储。为确保数据稳定发送至解码模块，需采用可对发送速度进行自适应调节的技术措施，在缓冲区当中的数据提升至门限值n以后，对发送速度予以加快，直至降低至另外一个门限值m，对发送速度予以恢复。此做法需用到滞环比较器，调节函数为：

上式中，当v （K）为1时对图像数据进行快速发送;当v （K）为O时对图像数据按正常速度发送;v （K-l）表示上一时刻对应的数据发送速度调节函数;n与m均表示滞环门限，具有n>m的相互关系，其中n-般取10，m一般取5;ρ（k）为当前数据缓冲区中的图像帧数量。

1.2.4 图像数据解码

该模块主要接收经压缩处理后的图像数据，再对这些图像数据进行放大、纠错与解码后，发送至监视器进行显示。该模块主要功能有：根据配置信息，对压缩后的图像数据进行实时接收;借助编码技术，完成数据的纠错;依靠解码器，实现数据解码，对真实数据予以还原;放大图像数据，形成符合ITU-R 656标准的格式，并发送至监视器。

2 图像处理改进

2.1 自动拼接

以上解码系统从若干站点平面接收实时数据，因站点及平面不同，所以会使网络路径与数据源产生偏差，在接收端出现数据不同步等问题。在对站点及平面进行切换时，若强制切换原码，则会使数据丢失，导致解码出现错误。为确保图像画面能够平滑过渡，切换时应采用优化處理机制。在下达切换指令后，系统对新、旧流顺序进行自动识别，当新流在前时，不对数据流予以切换，保持旧流的接收和发送，但对新流数据进行缓存;当旧流帧计数和新流缓冲区第一帧技术相等时，开始切换，对发送速度进行上调，在新流缓冲区当中的数据被清空以后，将发送速度恢复到正常。当新流在后时，先不对数据流予以切换，下调发送速度，保持在线缓慢发送等待新流状态，在新流帧计数和旧流帧计数相等后，开始切换，将发送速度恢复到正常，以此完成数据拼接。

2.2 自动优选

2.2.1 优质度综合评价

平面优质度除了和数据质量息息相关，还会被上一时刻数据所影响，可见，优质度实际上是以前与当前全部帧数据综合质量的加权函数，如果当前帧权重达到最大，则帧号越小，权重越低。通过量化处理可得到该函数递归计算公式：

一般的优选过程都支持人工干预。人工干预完成后，将提示是否进行自动优选。如果不进行，则直接使用人工选定的最终数据;如果进行，则将从下一帧开始实施优选判断。在具体的优选过程中，还应采用拼接技术完成不同图像图像的切换。

3 结论

通过以上分析，得出下列结论：

（1）通过对以上自动拼接方法的应用，能解决平面与站点间由于异步等原因产生的数据错位，使数据流真实、可靠。

（2）分别采用优质度综合评价与滞环比较对数据进行自动优选，可在无需人工干预的情况下选出具有最高优质度的数据，从根本上保证了数据源质量。

（3）在自动切换的支持下，能以时间规划为依据，借助定时器，对接收站点进行自动切换，保证切换效率。

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