无人机序列图像压缩方法研究

摘要

无人机在现代社会中发挥着越来超重要的作用，各国都非常重视无人机的发展。无人机的一个重要用途就是用于空中侦察和战场监视。侦察信息通过无线电实时传输到接收端。由于数字化传输图像具有质量高，抗干扰能力强，保密性好，有利于和其它信息共信道传输等优点，现代无人机侦察图像都采用数字化传输。高质量的图像是无人机侦察和监视的要求。由于无人机飞行高度较高，速度快，图像内目标象素小且目标数量大，帧内相关性差，图像是满屏运动，帧间相关性也不强，一般的压缩方法很难达到较好的压缩效果。本文结合现有图像、视频压缩标准，分析和研究了图像、视频压缩的关键技术，针对无人机序列图像的自身特点，提出了更有效的算法。静态图像压缩方面，针对无人机航拍图像的特点，实现了基于小波的嵌入式编码算法。算法采用分块的分层编码方式，一方面可以保证系统生成的码流具有抗误码特性，另一方面也有利于硬件的并行实现，使硬件实现成为可能。该算法的压缩效率达到了JPEG2000图像压缩标准的水平。序列图像压缩方面，在静态图像压缩算法基础上，提出并实现了基于小波的无人机序列图像压缩方案。该方案采用了自适应的运动估计方法，大大减少了计算复杂度和节约了码率。试验表明该算法在压缩性能和运算量及复杂度上要优于H.264，能够满足实时高速的要求，有很强的实用性，容易用硬件实现。同时该算法也适用于具有近似直线运动模型的序列图像的编码。