基于雷达图像的数字压缩与远程传输技术研究

摘要

随着数字信息网络的发展，雷达在军事领域及民用领域越来越普及，而雷达图像作为雷达中最重要的信息之一，逐渐成为广大学者所研究的热点，尤其是在雷达图像的压缩与远程传输方面。雷达图像具有分辨率高、信息量大的特点，而在雷达图像的压缩与远程传输中，由于远程传输网络中带宽的不稳定性，造成接收端雷达图像重建失败或恢复显示失真大，因此如何在不稳定的网络环境下寻求合适的压缩算法与传输方式成为雷达图像研究领域亟待解决的问题。
　　首先，在综合研究了国内外各种压缩算法、编码标准的基础上，结合雷达图像中大部分区域都是背景信息的特殊性，本文采用基于感兴趣区域的压缩编码算法，依据传输网络中可用带宽条件，对感兴趣区域压缩算法进行改进，使雷达图像压缩后的码率自动适应网络的当前可用带宽，并将可用带宽作为影响因子构建码块的权重函数，将图像中感兴趣区域码块与背景区域码块的码率进行合理分配，提高重建图像感兴趣区域的质量。
　　其次，对于雷达图像的远程传输，研究分析了多链路聚合算法与多链路负载均衡算法。由于雷达图像远程传输中，通常所需传输带宽为1Mb/s，针对单个被覆线链路或是无线AP链路传输的局限性，本文采用多链路技术实现雷达图像的远程传输，将多个被覆线和无线AP链路结合起来，运用负载均衡算法，使传输的数据能均衡分配到各个链路上，综合利用各个链路的传输性能。
　　最后，运用VC++编程语言，在RTP传输协议的基础上，设计实现了雷达图像的压缩与传输系统。研究结果表明，该系统能很好的实现雷达图像的压缩与远程传输，并且根据网络中可用带宽的大小，自适应调整感兴趣区域与背景区域的相对码流权重，使得在网络不稳定的环境中，能够满足雷达图像中感兴趣区域具有更好的重建效果。
　　综上，本文在研究了基于感兴趣区域的压缩算法与基于多链路负载均衡的远程传输算法的基础上，重点研究了在网络中带宽不稳定的条件下感兴趣区域压缩算法的优化，取得了使压缩码率大小与可用带宽大小相适应的成果，并且能够保证在低带宽条件下雷达图像中感兴趣区域的高质量传输与重建，解决了雷达图像远程传输中重建失败或恢复显示失真大等问题。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景和意义

1．2 雷达图像数字压缩与远程传输的国内外研究现状

1．2．1 图像压缩国内外研究现状

1．2．2 远程传输国内外研究现状

1．3 本文研究内容及主要方法

第2章 改进的感兴趣压缩算法研究

2．1 常用的图像压缩算法研究方案

2．2 ROI压缩算法

2．2．1 最大偏移算法

2．2．2 隐式ROI算法

2．3 改进的ROI压缩算法

2．3．1 当前IP网络可用带宽估计

2．3．2 权重函数的构造

2．3．3 算法步骤

2．4 仿真实验

2．4．1 算法的性能比较

2．4．2 不同可用带宽下的重建效果

2．5 本章小结

第3章 基于改进的感兴趣压缩算法的雷达图像数字压缩

3．1 雷达图像压缩处理过程

3．2 雷达图像预处理

3．2．1 图像切片的划分

3．2．2 直流平移

3．2．3 色彩分量变换

3．3 离散小波变换

3．4 感兴趣区域ROI掩膜生成

3．5 小波变换系数的量化

3．6 权重系数及最大码率的确定

3．7 嵌入式块编码(EBCOT)

3．7．1 位平面条件编码

3．7．2 率失真优化截断

3．8 仿真实验

3．9 本章小结

第4章 基于多链路负载均衡的雷达图像远程传输

4．1 传输媒介性能分析

4．2 多链路聚合算法

4．2．1 通信网络的带宽整合

4．2．2 多网卡绑定

4．2．3 PPP多链路传输协议

4．3 多链路负载均衡算法

4．3．1 路由表切割粒度求解

4．3．2 协方差目标计算与算法流程

4．4 多链路负载均衡算法在雷达图像远程传输中的应用

4．4．1 雷达图像传输系统

4．4．2 雷达图像远程传输负载均衡

4．4．3 仿真实验

4．5 本章小节

第5章 雷达图像压缩与远程传输系统设计

5．1 雷达图像压缩与远程传输系统构成

5．2 雷达图像压缩与传输系统的开发与设计

5．2．1 雷达图像压缩编码设计

5．2．2 基于RTP协议的雷图像远程传输设计

5．3 实验结果

5．4 本章小节

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果

致谢