《面向深空探測圖像傳輸的全息壓縮及無速率編碼》是依託哈爾濱工業大學，由吳紹華擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：面向深空探測圖像傳輸的全息壓縮及無速率編碼
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：吳紹華
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
深空探測中，珍貴探測圖像數據的高質、高效、高可靠傳輸面臨節點能力/資源非對稱、信道複雜時變、損耗大、時延長、上下行鏈路非對稱等多重製約。為突破這些制約，並考霸寒地慮到傳統圖像壓縮及信道編解碼技術的局限性，本項目引入壓縮感知理論與Spinal無速率碼進行探測圖像傳輸汽夜芝霉系統的設計。基於壓縮感知理論，研究具有極低編碼複雜度的探測圖像全息壓縮技術，保證高效高質量壓縮的同時，具有漸進可伸縮、可糾刪、解碼-編碼靈活耦合特點；以近容量限傳輸的Spinal碼為核心，研究複雜度低、增益高的深空信道無速祝歡勸率編解碼技術，充分挖掘深空動態信道的底層傳輸能力；最後，結合壓縮感知糾刪、Spinal無速率碼與DTN-LTP協定，設計跨層聯合最佳化傳輸笑腳兆機制，為抹敬紙深空中繼多跳通信模式下的高效高可靠圖像傳輸提出綜合解決方案習危。本項目充分考慮深空通信場景的技術難點，可為未來更高需求、更遠距離的深空探測圖像的壓縮與傳輸提供可行的新技術途徑。
結題摘要
為突破深空探測圖像傳輸所面臨的信道複雜時變、損耗大、時延長、上下行鏈路非對稱、發收節點資源非對稱等多重製約，本項目基於壓縮感知理論與Spinal無速率碼研究探測圖像的壓縮與信道編碼技術，並通過與DTN協定棧下LTP協定的跨層結合，設計出聯合最佳化傳輸機制，為深空通信中高效高可靠圖像傳輸提出綜合解決方案。截止2017年底，各研究計畫要點全部執行，預期目標基本達到。 項目所取得的主要成果包括：(1) 以低複雜度探測圖像壓縮為目標，將分離壓縮、分塊壓縮套用於CS圖像壓縮的編碼端，並提出了相應的“分離-合併”圖像解壓法和基於重疊法的分塊效應緩解方法歸墊幾付。(2) 以高效高性能圖像解壓縮為目標，綜合考慮探測圖像在空間域、變換域所呈現的結構化先驗、統計先驗特徵，提出了多域多先驗聯合利用的圖像CS重構算法（JLMMP-CS）。(3) 以高性能連續探測圖像傳輸為目標，基於CS編碼的壓縮與糾刪一體特性，研究了對關鍵幀和非關鍵幀圖像不等保護的分散式視頻壓縮感知（DCVS）系統，同時，為關鍵幀圖像的CS重構提出了一種基於雙密度雙樹復小波（DDDT-CWT）基的結構化CS圖像重構算法，為非關鍵幀重構設計了一種採用雙密度雙樹復小波變換作為雙重稀疏模型的核心字典。(4) 深入研究了Spinal碼在套用於深空通信場景時的編解碼參數最佳化、工作模式選擇等問題，並建立了Spinal碼解碼成功CDF模型。(5) 以降低Spinal碼的解碼複雜度為目標，提出了滑塊反饋解碼，通過在解碼流程中結合使用滑動視窗和反饋確認，在不損失碼率性能的前提下大幅縮短了Spinal碼的解碼時間。(6) 以綜合實現協定棧框架下深空探測圖像數據的高效可靠回傳為目標，對CS、Spinal、LTP進行跨層結合，提出了基於上層糾刪、基於上層容錯兩種跨層聯合傳輸方案；以吞吐量最大化為目標、以滿足最低重構質量為約束，為兩種方案分別建立了最佳化模型並求解出了最優傳輸參數配置策略。(7)搭建了一套地火通信半實物仿真平台，完成了對所提深空探測圖像跨層聯合傳輸方案的綜合評估驗證。
