【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及基于硬件编码时序压缩的遥感凝视成像系统及方法，属于遥感卫星在轨图像处理。
技术介绍
1、随着光电成像技术的发展，遥感系统的成像能力和信息探测能力在不断提升，遥感数据用户对遥感成像系统的能力需求日益增加，大视场、高分辨率、可实时传输处理有效信息的遥感成像系统，传统的遥感成像系统面临着大视场高分辨率成像和海量数据实时下传利用的双重难题。一方面，连续的多帧成像大视场高分辨率会加重星上计算、存储的资源消耗；另一方面，海量数据实时下传利用问题可以通过数字图像数据压缩、提升信息传输带宽等技术途径部分解决，但是数字图像数据压缩会为星上电子学系统增加负担，信息传输带宽提升技术难度大，提升速度相比数据增长速度慢。基于硬件编码的压缩成像技术是一种通过编码硬件将高分辨率图像转换为低分辨率图像，并使用计算机算法来重建原始高分辨率图像的技术，在医学成像、天文学和安防等领域有巨大的应用价值，有潜力满足遥感成像系统日益增长的大视场高分辨率并同时满足实时传输处理有效信息的需求。传统的方法仅用于对多谱段光场信息进行压缩成像并解码，且不能满足时序上对多帧无关联信息的压缩解码。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了基于硬件编码时序压缩的遥感凝视成像系统及方法，解决遥感成像系统面临的对大视场高分辨率成像与实时信息下传的需求问题，在不增加额外计算、存储消耗的前提下，实现大视场高分辨率的信息连续获取的同时实现数据压缩。
2、本专利技术的技术解决方案是：基于硬件编码
3、光学系统，用于收集地物的光场；
4、光学编码元件，用于根据预设编码图在光路中对光学系统获取的光场信息进行编码后发送至计算存储传感器；
5、计算存储传感器，用于将编码后的光场信息转化为电信号并累积存储压缩多帧图像信息；
6、数据存储传输模块，用于存储压缩后的数据并下传分发数据；
7、解码系统，用于根据预设解码算法将压缩后的图像信息进行解码还原。
8、进一步地，还包括编解码算法训练模块，根据任务场景和后续任务模式针对性选择训练数据和网络架构，实现压缩参数可调的编码图生成算法和解码算法模型训练。
9、进一步地，所述编码图生成算法中特征提取部分与后续信息处理提取算法耦合共享网络及参数，面向下游任务算法实现解码效果提升和在压缩图像上的信息处理提取。
10、进一步地，所述光学编码元件在最低1024×1024分辨率下以每秒至少25帧的刷新率加载编码特征图，通过调整光场透过率实现对光场的编码。
11、进一步地，所述光学编码元件基于编解码算法训练模块的编码图生成结果实现8位阶以上的动态光场编码。
12、进一步地，所述计算存储传感器将多次连续成像编码后的光场信息存储，并在传感器内进行简单累积计算后输出，降低传感器后端信息处理存储的负担。
13、进一步地，根据输入光场的强度自适应调节图像数据范围，防止高压缩比下存储数据的局部过曝和损失。
14、进一步地，所述数据存储传输模块存储压缩后的遥感图像，并记录光学编码元件的编码特征图，将压缩图像与编码特征图传输给解码系统和用户端。
15、根据权利要求1所述的基于硬件编码时序压缩的遥感凝视成像系统，所述解码系统基于预设解码算法和编码特征图将下传后的压缩图像解压缩，在解压缩时保留压缩前光场的信息，实现一定保真度解码。
16、一种利用所述的基于硬件编码时序压缩的遥感凝视成像系统实现的遥感凝视成像方法，包括：
17、收集地物的光场；
18、根据预设编码图在光路中对光场信息进行编码后发送至计算存储传感器；
19、将编码后的光场信息转化为电信号并累积存储压缩多帧图像信息；
20、存储压缩后的数据并下传分发数据；
21、根据预设解码算法将压缩后的图像信息进行解码还原。
22、本专利技术与现有技术相比的优点在于：
23、本专利技术实现高速连续大视场高分辨率遥感成像，结合面向遥感场景的编解码算法设计硬件，基于光学系统中的可编码硬件实现对光场信息的动态高压缩比压缩，并在传感器层面累积压缩光场信息传递给后端存储器件，突破实时下传带宽限制，根据工作模式实现压缩图像及解码后图像上的信息处理提取，满足高数据量遥感信息实时提取利用需求。
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1.基于硬件编码时序压缩的遥感凝视成像系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于硬件编码时序压缩的遥感凝视成像系统，其特征在于，还包括编解码算法训练模块，根据任务场景和后续任务模式针对性选择训练数据和网络架构，实现压缩参数可调的编码图生成算法和解码算法模型训练。
3.根据权利要求2所述的基于硬件编码时序压缩的遥感凝视成像系统，其特征在于，所述编码图生成算法中特征提取部分与后续信息处理提取算法耦合共享网络及参数，面向下游任务算法实现解码效果提升和在压缩图像上的信息处理提取。
4.根据权利要求1所述的基于硬件编码时序压缩的遥感凝视成像系统，其特征在于，所述光学编码元件在最低1024×1024分辨率下以每秒至少25帧的刷新率加载编码特征图，通过调整光场透过率实现对光场的编码。
5.根据权利要求4所述的基于硬件编码时序压缩的遥感凝视成像系统，其特征在于，所述光学编码元件基于编解码算法训练模块的编码图生成结果实现8位阶以上的动态光场编码。
6.根据权利要求1所述的基于硬件编码时序压缩的遥感凝视成像系统，其特征在于，所述
7.根据权利要求6所述的基于硬件编码时序压缩的遥感凝视成像系统，其特征在于，根据输入光场的强度自适应调节图像数据范围，防止高压缩比下存储数据的局部过曝和损失。
8.根据权利要求1所述的基于硬件编码时序压缩的遥感凝视成像系统，其特征在于，所述数据存储传输模块存储压缩后的遥感图像，并记录光学编码元件的编码特征图，将压缩图像与编码特征图传输给解码系统和用户端。
9.根据权利要求1所述的基于硬件编码时序压缩的遥感凝视成像系统，其特征在于，所述解码系统基于预设解码算法和编码特征图将下传后的压缩图像解压缩，在解压缩时保留压缩前光场的信息，实现一定保真度解码。
10.一种利用权利要求1～9任一项所述的基于硬件编码时序压缩的遥感凝视成像系统实现的遥感凝视成像方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.基于硬件编码时序压缩的遥感凝视成像系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于硬件编码时序压缩的遥感凝视成像系统，其特征在于，还包括编解码算法训练模块，根据任务场景和后续任务模式针对性选择训练数据和网络架构，实现压缩参数可调的编码图生成算法和解码算法模型训练。
3.根据权利要求2所述的基于硬件编码时序压缩的遥感凝视成像系统，其特征在于，所述编码图生成算法中特征提取部分与后续信息处理提取算法耦合共享网络及参数，面向下游任务算法实现解码效果提升和在压缩图像上的信息处理提取。
4.根据权利要求1所述的基于硬件编码时序压缩的遥感凝视成像系统，其特征在于，所述光学编码元件在最低1024×1024分辨率下以每秒至少25帧的刷新率加载编码特征图，通过调整光场透过率实现对光场的编码。
5.根据权利要求4所述的基于硬件编码时序压缩的遥感凝视成像系统，其特征在于，所述光学编码元件基于编解码算法训练模块的编码图生成结果实现8位阶以上的动态光场编码。
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：张维畅，李维，胡蝶，刘勋，蔡滟馨，阮宁娟，孙德伟，李强，
申请(专利权)人：北京空间机电研究所，
类型：发明
国别省市：
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