图画收集紧缩卡在数字化装甲指挥系统中的使用

【摘　要】图画收集紧缩卡在数字化装甲指挥体系中有着宽广的运用远景，本文介绍了它运用于该体系的理论依据、技能完成以及详细功用，并依据实践，对图画收集紧缩卡的功用提出了改善主张。
关键词：图画紧缩 图画处理 小波改换
1　引　言
　 数字化部队对战场信息的需求是巨大的，图画信息直观、生动，其作用是清楚明了的。各种视觉信息是战略战术决议计划的重要依据，它们使军事指挥员似乎长了千里眼，能够运筹帷幄，决胜千里。现在，图画通讯现已从图文传真、静态图画传输开展到活动图画信息传输和多媒体通讯等多种形式。其间，静态图画传输一向遭到军事通讯界的喜爱，原因是它有以下杰出长处：占用频带窄。它能够运用本来电报电话事务所用的有线／无线窄带信道来传送实时的图画信息，满意了军事通讯快捷、高效、保密的要求。当然，它也能在宽带信道上作为一种附加事务运用。
　 静态图画传输有着极端广泛的运用：（1）现场侦查监督。如风险场所长途监控、现场侦查图画传输和实验现场监控等。（2）可视电话通讯。静态图画可视电话增强了电话通讯功用，进步了真实感和保密性。（3）图片文字材料传送。经过摄像机将图片文字材料转换为视频信号，经过图画收集紧缩卡收集紧缩后传输出去，既能替代传真电报，又便于材料的复制、存贮和打印等。可是，图画数据量巨大也给图画信息的存贮、传输带来了很大的困难。例如一幅72 0×576的32位五颜六色图画，其原始数据量高达1．7MB，若以4．8kbits／s的速率传输，大约需求46分钟，这明显不能满意部队对通讯传输的要求。选用图画收集紧缩卡后，能够将一幅静态图画的数据量大大紧缩，在恶劣的战术通讯环境下，方便快捷地为数字化部队供给丰厚而精确的战场信息，然后进步数字化部队的全体作战才干。
2　图画收集紧缩卡的理论依据
　 在网络与多媒体的推广运用中，图画的数据量极大，在图画的传输及存贮上存在着严重问题，所以图画数据的紧缩必不可少。事实上，图画紧缩技能现已历了多年的开展，特别是70年代后，图画编码的开展十分敏捷，呈现了许多办法。但许多办法实际上都因为依据图画信息的空间相关性而形成信息冗余。因为技能起点不同，这些办法都有其特定的运用规模。
　 小波改换是由法国科学家Morlet于1980年提出的，后来其他学者又继续开展了这一理论。小波改换（Wavelet Transform，简称WT）亦称子波改换。小波改换与小波剖析是一种分化与重构函数或信号的新的数字东西，经过不断改动标准将函数的奇点、信号的骤变或图画的概括、细节逐级扩大后，呈现在研讨者面前。这就犹如一台高性能的“数字显微镜”，它能看清函数、信号、图画的“切片”的纤细特征和内部结构。这一办法，已在图画处理、数据紧缩、信号检测、数值核算等许多方面得到日益广泛的研讨和运用。小波改换编码在恰当程度上克服了传统改换编码办法的许多缺乏，使图画紧缩编码技能迈上了一个新的台阶。
　 传统的改换编码办法有许多种，如：广泛运用的傅立叶改换，沃尔什－哈达玛改换，余弦改换，正弦改换等。但这些办法都没有考虑人眼对边际概括的敏感性，也不符合人眼对不同方向的图画信息有不同敏感性的特色。
　 小波改换理论一经面世即在世界规模引起轰动并得到重视。1988年Mallat将小波改换理论用于信号处理，提出了多标准剖析的概念，给出了将图画分化为不同频率通道的算法及其重构的算法。也便是将原始图画在频域内作多层分化，然后对这些信息表明选用有挑选的编码。
　 在改换编码中，不只要考虑图画自身的结构特色，并且一起还要充分考虑作为图画调查者 、接受者的人眼的视觉特性，才干确保既有较高的数据紧缩比，又有恰当高的图画质量。小波改换正是将图画分化成若干与人眼视觉特性相适应的具有不同分辩率、不同方向特性的子带，并使图画信息能量恰当会集在某些子带上，然后统筹了图画质量和紧缩比的。　　
用小波改换对图画进行收集紧缩的处理进程为：运用离散小波改换，将图画分化为亮度重量、水平重量、笔直边际重量和对角边际重量。对得到的四个子图，依据人的视觉生理和心理特色，别离作不同的量化与编码处理。用快速余弦改换并结合Huffman编码法对亮度子图进行紧缩。而对三个边际重量，可采纳去掉高频成分、阈值量化、均匀量化并结合Huffman编码紧缩的办法。在解码端，关于不同的编码选用不同的解码。最终，运用小波逆改换复原本来的图画。
3　图画收集紧缩卡的技能完成
　 图画收集紧缩卡由视频解码器，视频编码器，帧存贮器，小波改换图画紧缩编码解码器，FIFO，显现操控等模块组成，如图1所示。
　 由图1可见，从摄像头进来的PAL制式视频信号分红两路：一路由视频解码器进行数字化、别离出R、G、B重量信号后进入FIFO缓存器再经部分总线到总线操控器，后由CPCI总线传入显卡，然后在核算机显现器上显现动态图画。
　 另一路经另一视频解码器进行数字化、别离出Y、U、V重量信号，经驱动后再分三路，榜首路直接送到视频编码器，恢复出模仿视频信号，并在电视监督器上显现动态活动图画；第二路送到帧存贮器，再经视频编码器进行复原，然后由电视监督器显现静止图画；第三路送入小波改换器，由小波改换器对图画进行紧缩编码，然后经部分总线到总线操控器，再经过CPCI总线进入核算机内存，将已紧缩的图画文件存入硬盘，等候体系发送。

相反，在接收方，核算机接收到紧缩后的图画文件后，将文件中的图画数据经总线操控器传输入小波改换器，然后对图画数据进行紧缩解码。解码后的视频数据直接进入帧存贮器，然后，由视频编码器将它复原成模仿视频信号。模仿视频信号又分红两路：一路由电视监督器直接显现，所显现的图画是经过体系通讯后的静态图画。另一路经另一个视频解码器，分化出R 、G、B信号，经过FIFO缓存器后，再经过总线操控器进入核算机，由显现器来显现图画。此刻显现的画面即为接收到的五颜六色静态图画。
4　图画收集紧缩卡在数字化部队指挥操控体系中的功用
　 数字化部队指挥操控分体系中运用的图画收集紧缩卡要求核算机显现器有必要具有32位真五颜六色，显现器分辩率有必要在800×600以上。在实时动态显现时该图画收集紧缩卡的显现分辩率为720×576。它能够对图画数据进行收集紧缩，也能够直接将其保存为BMP文件。
　 依据需求查询得知，数字化装甲部队也应具有较强的图画收集才干，这样便于指挥员运用体系收集到的图片及时、精确地了解部队作战状况，做到知己知彼，力求战役的成功。
　 核算机显现器能够动态地显现由摄像头或微波电视接收机发送的视频信号，操作员对这些动态画面仔细调查后，能够依据画面上信息的重要程度来确认是否收集。
　 当图画动态显现时，用户能够对图画的亮度、对比度、色度、饱和度进行调理，以到达人眼视觉所要求的最佳状况。
　 在图画收集之前，能够挑选收集区域。用户能够依据信息所在区域，挑选整幅画面来收集 ，也能够对感兴趣的部分区域进行收集。
　 最终，用户还能够挑选收集图画的紧缩率。因为选用了小波改换图画紧缩编码技能，图画收集紧缩卡对原始模仿图画信号进行了大比例、高质量的紧缩，紧缩率能够从4：1到7500：1 。图画收集紧缩卡在本体系中，为用户供给了三种可挑选的紧缩比。一幅720×576×32的图画经紧缩后，挑选1级紧缩率，图画文件为1KB左右，解紧缩后的图画与原像相比较含糊，只能看个概括；挑选2级紧缩率，图画文件为6KB左右，解紧缩后的图画与原像比，明晰度有些距离，图画基本能分辩；挑选3级紧缩率，图画文件为20KB左右，解紧缩后的图画与原像比，明晰度稍有距离，图画比较明晰。
　 图画被收集下来后能够存贮于本机，也能够经过通讯网发送到体系的中心数据库。体系的中心数据库内存储了很多由前沿侦查部队车辆及其他车辆发送的图片与文字材料信息，数字化部队指挥员可依据需求对中心数据库的图片材料进行检索、查询，从中获取所需的图片信息，为其拟定作战决议计划供给信息支撑。
5　结束语
上面临图画收集紧缩卡在数字化装甲部队指挥操控体系中的详细运用进行了论说。能够看出，运用图画收集紧缩卡能够为数字化部队的指挥员供给各种视觉信息，使其更直观、生动地调查前方战场敌情，然后为制定战略战术决议计划供给重要依据。选用小波改换使收集的图画数据获得了较好的紧缩作用，然后大大减少了一幅图画在存储和传输时的数据量，节省了内存开支，缓解了传输信道上的拥堵现象。图画收集紧缩卡在数字化部队中具有宽广