西安电子科技大学 综合业务网理论及关键技术国家重点实验室, 陕西 西安 710071
本文提出一种基于JPEG2000标准的Bayer图像高性能RBCR(Remove Bayer Component Relation, RBCR)压缩算法。在RBCR压缩算法中, 根据Bayer图像相关性较高的特点, 对Bayer图像进行颜色分量分离, 得到处理单元子图, 对各子图进行1×4整型离散余弦变换, 降低Bayer图像中各颜色分量空间域内的相关性; 对变换后的各分量DCT系数使用标准JPEG2000算法独立完成小波变换、Tier1编码、MQ编码和率失真斜率计算等, 再基于率失真斜率联合截取方法完成各个分量的码流截取, 即使用相同的率失真斜率门限值, 按照率失真斜率值由高到低的顺序依次完成所有分量编码码块的码流截取, 最后各个分量的截取结果再进行独立的码流组织输出。在RBCR算法中通过加入DCT变换降低Bayer图像相关性和对各个分量码流的率失真斜率联合截取, 提高恢复图像质量且精确控制了码率。实验结果表明, RBCR算法与各个分量独立压缩方法相比, 恢复图像质量得到提升, 尤其在4倍的压缩倍数下效果最佳, 峰值信噪比平均提高1.814 dB,复杂峰值信噪比平均提高2.414 dB。可以满足深空探测低复杂度和高质量图像的要求。
图像压缩 Bayer图像 深空探测 image compression Bayer pattern image JPEG2000 JPEG2000 deep space exploration
1 长春理工大学 光电工程学院, 吉林 长春 130022
2 吉林省光电测控仪器工程技术研究中心, 吉林 长春 130022
3 航天系统仿真重点实验室, 北京 100000
为满足对星敏感器在各种谱线分布下对探测能力的高精度标定, 提出了一种基于数字微镜的星模拟器光源系统设计方案, 在一定程度上解决了由星模拟器与星敏感器观星的色温不匹配对星敏感器光信号定标精度产生的问题。从理论上分析了光谱不匹配影响定标精度的原理, 设计了基于数字微镜器件的光谱可调的恒星光谱模拟系统。采用遗传算法作为光谱匹配, 通过遗传算法求解不同的光谱构造函数实现对不同光谱的模拟。最后分别对5 nm分辨率和20 nm分辨率的光谱模拟系统在3 900, 4 800, 6 500 K 3种色温下进行了测试。测试结果表明, 该星模拟器的恒星光谱模拟精度在5 nm分辨率下优于2%, 在20 nm分辨率下优于5%。
星模拟器 光谱匹配 光谱可调 地面标定 遗传算法 star simulator spectrum matching spectrum tunable ground calibration genetic algorithm
1 长春理工大学 光电工程学院, 长春 130022
2 吉林省光电测控仪器工程技术研究中心, 长春 130022
3 航天系统仿真重点实验室, 北京 100000
为满足在各种谱线分布下对星敏感器探测能力的高准确度标定, 提出了一种基于数字微镜器件的光谱可调星模拟器光源光学系统设计方法, 以解决星模拟器与星敏感器观星色温不匹配对星敏感器光信号定标准确度产生的问题.首先, 根据设计指标选取Czerny-Turner型光学系统为光源光学系统, 对Czerny-Turner型光学系统的彗差和象散进行分析, 选取消彗差的Czerny-Turner结构; 其次利用MATLAB程序求解Czerny-Turner型光学系统初始结构并应用ZEMAX对其进行优化; 最后对光学系统进行公差分析.公差分析结果表明, 在400~1 100 nm的工作谱段范围内, 光学系统的光谱分辨率小于2 nm, 设计结果满足要求, 有效降低了光谱不匹配带来的定标误差.关键词:
星模拟器 光谱匹配 光学设计 公差分析 像差校正 Star simulator Spectrum matching Optical design Tolerance analysis Aberration correction
1 浙江大学 信息与通信工程研究所,浙江 杭州 310027
2 浙江省综合信息网技术重点实验室,浙江 杭州 310027
对于全向立体视觉的三维环境测量系统,一般假设全向相机的光轴重合,即共轴立体。它具有径向上线性的对极几何关系,简化了立体匹配的搜索问题。但是在实际中,不可避免存在光轴之间的未对齐误差,从而降低了测量精度。为了补偿这种对齐误差,提出一种通用的共轴配置全向立体系统校正方法。推导并计算了泰勒模型下任意配置全向立体系统的本质矩阵。利用极曲线与其切空间的一一对应关系,将相机姿态校正到中心连线方向上,使得对应点被约束在径向直线上。图像重采样则保证图像对应点位于同一列上。算法只在图像平面上进行。最后的模拟和实验数据表明算法的有效性。
图像处理 极线校正 对极几何 全向立体视觉
1 西安电子科技大学 ISN国家重点实验室,西安 710071
2 厦门华侨电子股份有限公司,厦门 361006
根据干涉多光谱图像的谱间相关性和光谱分布特点,提出一种基于运动估计和感兴趣区域编码的干涉多光谱图像压缩方法.为了去除多光谱图像的谱间相关性,采用运动估计法,对补偿后的图像（即预测误差）进行小波变换及率失真优化截取内嵌码块编码.同时采用率失真斜率提升的感兴趣区域编码方法,更好地保护光谱信息,使图像在相同的光谱分辨率下具有更好的空间分辨率.实验结果与基于三维小波变换的压缩方法以及比特平面移位的感兴趣区域编码方法相比,本文所提方法能有效改善恢复图像质量,提高编码效率,更好地保护光谱信息.
图像处理 干涉光谱图像 运动估计 感兴趣区域 优化截取内嵌码块编码 率失真 Image processing Multi-spectral image Motion estimation ROI EBCOT Rate-distortion
西安电子科技大学 ISN国家重点实验室,西安 710071
基于干涉多光谱图像特点和应用环境要求,提出一种干涉多光谱图像压缩算法.采用小波域匹配预处理来去除帧间推扫平移带来的数据冗余性,采用基于码率预分配的编码方法,按照预分配到的码率大小控制码块的T1编码深度,减少编码计算量和存储器使用量,易于硬件实现和星上环境的应用.实验数据表明,码率为1 bpp时,该算法提高了恢复光谱的分辨率,满足卫星干涉多光谱图像压缩系统要求.
图像处理 多光谱图像压缩 小波域匹配 感兴趣区域编码 码率分配 Image processing Multispectral image compression Wavelet domain match ROI Rate allocation
西安电子科技大学ISN国家重点实验室, 陕西 西安 710071
根据干涉多光谱图像的特点,提出一种基于分布式信源编码的干涉多光谱图像压缩算法。干涉多光谱图像序列的相邻图像之间具有明显的平移特性,编码端通过块匹配算法检测出相邻帧间的相对位移量,联合块匹配算法估计的边信息帧进行比特平面码率估计,采用基于率失真提升的感兴趣区域编码,调整图像不同区域的率失真斜率来进行更合理的码率分配。实验结果表明,该算法比传统算法更好地保护了多光谱图像的光谱信息,在不同压缩比的情况下,满足卫星干涉多光谱图像压缩系统要求,易于硬件实现,更适于星上环境的应用。
信息光学 干涉多光谱图像压缩 分布式信源编码 率失真
通常的光多通道分析仪(OMA)存在着同时谱宽与分辨率的矛盾.本文所述方法,在不减小谱宽的前提下,可将该分析仪光谱分辨率提高1～2量级,使之可适用于高分辨率谱研究.
分辨率 同时谱 标准具
用光学多道分析仪考察了低气压表面波型微波感氦偶等离子体的发射光谱.经过阿贝尔(Abel)反演变换后,得到了在各种气压和微波功率下此等离子体光谱辐射光强和激发温度的空间分布及其变化规律.讨论了此等离子体的激发机理.推算了其中亚稳态原子的空间分布情况.
微波感偶 氦等离子体光谱 激发温度 亚稳态原子 空间分布特性
考察了N2激光泵浦混合染料若丹明6G加甲酚紫、若丹明B加甲酚紫乙醇溶液的光辐射.测量了此混合染料溶液中的共振能量转移速率常数,讨论了其中的辐射能量转移过程.
