Методы сжатия на борту КА видеоинформации, получаемой многозональными сканирующими съемочными устройствами

Рост генерируемых космическими системами ДЗЗ информационных потоков, обусловленный увеличением как пространственного, так и спектрального разрешения при сохранении широкой полосы обзора, и ограниченная пропускная способность радиоканалов при передаче данных на малые наземные приемные станции вызывает необходимость сжатия получаемых видеоданных на борту КА. При выборе методов сжатия видеоданных ДЗЗ необходимо учитывать ряд специфических требований, связанных с высокой скоростью генерирования исходной видеоинформации и необходимостью реализации сжатия бортовыми вычислительными средствами КА. Для согласования потока сжатых видеоданных с пропускной способностью радиоканала кодер должен обеспечивать постоянный коэффициент сжатия. Сложность аппаратной реализации на борту КА ограничивает допустимый объем буферной памяти на выходе кодера несколькими строками изображения.
Представленные алгоритмы, базирующиеся на предиктивном кодировании и на частотном преобразовании, удовлетворяют перечисленным требованиям и обеспечивают сжатие видеоданных без потерь или с ограниченными потерями, гарантируя максимальный допустимый уровень ошибок при восстановлении. Предиктивная схема основана на использовании GAP-предиктора, локального контекстного анализа и адаптивного статистического кодера на принципе Голомба, которые в сочетании с прогрессивным подходом к передаче данных обеспечивают фиксированный коэффициент сжатия и равномерное распределение ошибки восстановления. Альтернативная схема, использующая дискретное косинусное преобразование с упорядочиванием коэффициентов по их значимости, адаптивное статистическое кодирование и прогрессивную передачу кодированных данных, позволяет получать фиксированные коэффициенты сжатия в значительно более широком диапазоне.
Сравнительный анализ и исследование чувствительности предложенных методов к искажениям в радиоканале позволили определить области их применимости. Приведенные результаты тестирования реализующих алгоритмы модельных программ на представительном наборе изображений демонстрируют высокую эффективность предложенных методов при сжатии видеоданных ДЗЗ.