ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 1. С. 71-79

Метод сокращения времени передачи многоразрядных цифровых изображений с беспилотных летательных аппаратов

Е.П. Петров 1 , Н.Л. Харина 1 , Е.Д. Ржаникова 1 
1 Вятский государственный университет, Киров, Россия
Одобрена к печати: 13.01.2017
DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-1-71-79
Большой объем информации в системах ДЗЗ передается с мини или микро беспилотных летательных аппаратов с ограниченными энергетическими ресурсами. Одним из основных требований является передача многоразрядных цифровых изображений (МЦИ) высокого разрешения в реальном масштабе времени без искажений. Применение известных методов компрессии МЦИ, требующих большое количество вычислений на борту летательного аппарата, недопустимо из-за ограниченных энергетических ресурсов. В работе предлагается прямая передача МЦИ многопозиционными фазоманипулированными (МФМ) сигналами, недостатком которых являются потери помехоустойчивости приема на 3дБ при каждом делении фазы МФМ сигналов на два. Предложен метод компенсации потерь помехоустойчивости приема МФМ сигналов, реализующий статистическую избыточность, обусловленную корреляцией между пикселями МЦИ. Исследования показали, что при делении фазы МФМ сигналов на 4 время передачи МЦИ сокращается в два раза без потерь помехоустойчивости, а при делении фазы на 8 – в три раза с компенсацией потерь помехоустойчивости, близкой к допустимой. Дальнейшее сокращение времени передачи МЦИ делением фазы МФМ сигналов на 16 и более нецелесообразно из-за невозможности компенсации потерь помехоустойчивости, ограниченной конечной величиной статистической избыточности в МЦИ. Наибольшая компенсация потерь помехоустойчивости за счет применения МФМ сигналов достигается при малых отношениях «сигнал/шум» по мощности не более -3дБ на входе радиоприемного устройства.
Ключевые слова: математические модели цифровых изображений, мини беспилотный летательный аппарат, многоразрядные цифровые изображения, цепи Маркова с несколькими состояниями, алгоритм двумерной нелинейной фильтрации, многопозиционные фазоманипулированные сигналы
Полный текст

Список литературы:

  1. Амиантов И.Н. Избранные вопросы статистической теории связи. М.: Сов. радио, 1971. 416 с.
  2. Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений. М.: Техносфера, 2005. 1072 с.
  3. Золотарев В.В., Овечкин Г.В. Помехоустойчивое кодирование. Методы и алгоритмы. М.: Горячая линия – Телеком, 2004. 126 с.
  4. Кемени Дж., Снелл Дж., Кнепп А.У. Счетные цепи Маркова. М.: Наука – Гл. ред. ФМЛ, 1987. 416 с.
  5. Петров Е.П., Трубин И.С., Харина Н.Л. Математическая модель двумерного цифрового полутонового изображения марковского типа // Вестник ВНЦ Верхне-Волжского отделения АТН РФ, серия «Проблемы обработки информации», Нижний Новгород. 2005. № 1 (6). С. 41–46.
  6. Петров Е.П., Харина Н.Л., Ржаникова Е.Д. Математическая модель цифровых полутоновых изображений на основе цепей Маркова с несколькими состояниями // Нелинейный мир. 2013. Т. 11. № 7. С. 487–492.
  7. Петров Е.П., Харина Н.Л., Ржаникова Е.Д. Нелинейная обработка многоразрядных цифровых полутоновых изображений в системах дистанционного зондирования Земли // Нелинейный мир. 2015. Т. 13. № 6. С. 18–23.
  8. Стратонович Р.Л. Условные процессы Маркова // Теория вероятностей и ее применение. 1960. Т. 5. № 2. C. 172–195.