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圖像傳輸中導(dǎo)流環(huán)誤碼的糾正方法

文檔序號(hào):7664194閱讀:266來(lái)源:國(guó)知局
專(zhuān)利名稱(chēng):圖像傳輸中導(dǎo)流環(huán)誤碼的糾正方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及圖像傳輸中糾錯(cuò)編碼和解碼的技術(shù),具體是指一種圖像傳輸中導(dǎo) 流環(huán)誤碼的糾正方法,它應(yīng)用于全方位光學(xué)成像系統(tǒng)的圖像傳輸系統(tǒng)中。
背景技術(shù)
在全方位成像系統(tǒng)中,如全方位紅外成像系統(tǒng),由于紅外成像系統(tǒng)不斷地進(jìn)
行360°旋轉(zhuǎn)成像,其獲取的圖像通常是通過(guò)導(dǎo)流環(huán)來(lái)傳輸?shù)?。?dǎo)流環(huán)由若干 環(huán)數(shù)組成,每一環(huán)傳輸一位圖像信息。由于制造工藝和長(zhǎng)時(shí)間機(jī)械摩擦,導(dǎo)流 環(huán)表面很容易出現(xiàn)輕微的破損或粘上細(xì)小塵埃,這都會(huì)導(dǎo)致某環(huán)上連續(xù)傳輸?shù)?幾十乃至上百比特的圖像數(shù)據(jù)出錯(cuò)。如果不能及時(shí)糾正這些錯(cuò)碼,根據(jù)實(shí)際接 收到的圖像數(shù)據(jù)將無(wú)法還原出正確的原始圖像,進(jìn)而也無(wú)法進(jìn)行下一步的分析 和處理。
目前,針對(duì)導(dǎo)流環(huán)在傳輸過(guò)程中發(fā)生誤碼的問(wèn)題,尚沒(méi)有真正有效的解決方 法。 一般情況下,如果圖像傳輸?shù)恼`碼率沒(méi)有超過(guò)可以容忍的范圍,那么讓原 來(lái)的導(dǎo)流環(huán)繼續(xù)工作;否則更換新的導(dǎo)流環(huán),盡量減小其發(fā)生誤碼的可能性, 進(jìn)而降低圖像傳輸?shù)恼`碼率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種圖像傳輸中編碼和解碼技術(shù)來(lái)解決導(dǎo)流環(huán)傳輸中 出現(xiàn)誤碼的問(wèn)題。
本發(fā)明圖像傳輸中導(dǎo)流環(huán)誤碼的糾正方法如附圖1所示,其糾錯(cuò)方法為 首先通過(guò)RS(Reed Solomon)糾錯(cuò)編碼模塊對(duì)來(lái)自成像系統(tǒng)的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行RS
編碼,被RS編碼后的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)導(dǎo)流環(huán)傳輸至RS糾錯(cuò)解碼模塊,RS糾錯(cuò)解 碼模塊對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼、糾錯(cuò)處理后傳送至圖像接收平臺(tái),完成整個(gè)圖像 的傳送。
本發(fā)明采用RS碼作為糾錯(cuò)編碼的算法,根據(jù)實(shí)際傳輸圖像的大小和糾錯(cuò)要 求選取RS碼的參數(shù)。對(duì)RS編碼而言,主要參數(shù)有"、h f和m;其中"表示 總碼段長(zhǎng)度,A表示信息碼段長(zhǎng)度,2f表示監(jiān)督碼段長(zhǎng)度,m表示編碼寬度;它 們之間存在以下關(guān)系
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一般圖像信息位數(shù)較多,不能直接被選作RS碼的編碼寬度,否則會(huì)大大增加 算法實(shí)現(xiàn)的難度和對(duì)硬件性能的要求, 一般選取所需傳輸圖像位數(shù)的1/2。 1/3 作為RS的編碼寬度m,根據(jù)選取的m由公式(2)確定總碼段長(zhǎng)度",依據(jù)算 法的糾錯(cuò)性能指標(biāo)L總碼段長(zhǎng)度m由公式(1)可以確定信息碼段長(zhǎng)度h至 此RS編碼參數(shù)被最終確定下來(lái),即RS(", 0。
本發(fā)明中的RS編碼模塊結(jié)構(gòu)如附圖2所示,該模塊首先設(shè)置兩個(gè)緩沖區(qū), 組成乒乓結(jié)構(gòu),每個(gè)緩沖區(qū)可以用來(lái)存儲(chǔ)一幀圖像的大小。接下來(lái)則是根據(jù)所 選擇的RS編碼參數(shù),設(shè)置一個(gè)寄存器組,其長(zhǎng)度和寬度分別由編碼長(zhǎng)度和寬 度來(lái)確定。緩沖區(qū)里的圖像數(shù)據(jù)根據(jù)寄存器組的長(zhǎng)度和寬度進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟鸱趾?組合,必要時(shí)做一些添補(bǔ),再依次存入寄存器組。當(dāng)寄存器組存滿時(shí), 一個(gè)編 碼信息包就準(zhǔn)備好了,傳送給下一步的RS編碼器進(jìn)行糾錯(cuò)編碼。在圖像數(shù)據(jù) 被編碼之后,則開(kāi)始進(jìn)行發(fā)送。發(fā)送之前先要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行行列變換。這是因?yàn)椋?一般導(dǎo)流環(huán)出錯(cuò)是某一環(huán)上連續(xù)出錯(cuò),如果不對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行變換,則會(huì)造成一個(gè)
發(fā)送信息包內(nèi)連續(xù)多個(gè)碼值出錯(cuò),超過(guò)了糾錯(cuò)編碼的糾錯(cuò)能力,從而使糾錯(cuò)算 法失效。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)行列變換,保證了導(dǎo)流環(huán)每一環(huán)上傳送的是同一個(gè)編碼的 所有比特,即使該環(huán)出現(xiàn)傳輸錯(cuò)誤,錯(cuò)誤也被控制在一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)編碼中,
不超過(guò)編碼的糾錯(cuò)能力,從而保證在接收端能夠正確還原原始數(shù)據(jù)。在RS編 碼器后面再設(shè)置一個(gè)寄存器組,其長(zhǎng)度和寬度分別由導(dǎo)流環(huán)的傳輸寬度和RS 編碼器的編碼寬度來(lái)確定。當(dāng)寄存器組存滿時(shí), 一個(gè)發(fā)送信息包就準(zhǔn)備好了, 傳送給下一步的數(shù)據(jù)發(fā)送模塊進(jìn)行發(fā)送。數(shù)據(jù)發(fā)送模塊是整個(gè)編碼模塊的最后 一個(gè)組成部分,它的作用是將發(fā)送信息包按照確定的發(fā)送方式傳送給導(dǎo)流環(huán)發(fā) 送出去。
本發(fā)明中的解碼模塊結(jié)構(gòu)如附圖3所示,該解碼模塊是編碼模塊的一個(gè)逆 過(guò)程。首先是一個(gè)數(shù)據(jù)接收模塊,與上面的數(shù)據(jù)發(fā)送模塊相對(duì)應(yīng)。數(shù)據(jù)接收過(guò) 來(lái)之后,需要設(shè)置一個(gè)先進(jìn)先出緩沖區(qū)(FIFO),其長(zhǎng)度和寬度分別由解碼的長(zhǎng) 度和寬度決定。當(dāng)FIFO存滿時(shí), 一個(gè)解碼信息包就準(zhǔn)備好了,傳送給下一步的 RS解碼器進(jìn)行解碼。在RS解碼器后面設(shè)置兩個(gè)緩沖區(qū),和編碼模塊里面一樣, 這兩個(gè)緩沖區(qū)也是組成乒乓結(jié)構(gòu),每個(gè)緩沖區(qū)也是用來(lái)存儲(chǔ)一幀的圖像數(shù)據(jù)。 解碼后的圖像數(shù)據(jù)按照編碼模塊里拆分組合的逆過(guò)程被還原成原始的圖像數(shù) 據(jù),再依次存入緩沖區(qū)。緩沖區(qū)后面是數(shù)據(jù)輸出模塊,將傳送過(guò)來(lái)的圖像數(shù)據(jù) 按原來(lái)輸入的方式輸出。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于它有效地解決了圖像傳輸中的導(dǎo)流環(huán)引起的誤碼問(wèn)題, 從而大大提高了系統(tǒng)傳輸?shù)臏?zhǔn)確率。另外,該方法實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較簡(jiǎn)單,對(duì)系統(tǒng) 硬件要求不高,具有較高的實(shí)用價(jià)值。


圖1為紅外圖像傳輸中糾正導(dǎo)流環(huán)誤碼的系統(tǒng)構(gòu)成框圖。
圖2為糾錯(cuò)編碼模塊的結(jié)構(gòu)框圖。 圖3為糾錯(cuò)解碼模塊的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合應(yīng)用實(shí)例進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明本方法的應(yīng)用過(guò)程。
某全方位紅外成像系統(tǒng)頭部探測(cè)器傳送過(guò)來(lái)的圖像為每幀292個(gè)數(shù)據(jù),每 個(gè)數(shù)據(jù)14位。第一步是需要確定RS編碼的參數(shù)。 一般來(lái)說(shuō),比較合適的碼寬 為7或者5,本例中我們出于盡量提高運(yùn)算速度的考慮,最后確定碼寬附=5, 也即將每個(gè)14位的數(shù)據(jù)補(bǔ)一個(gè)零湊成15位然后拆分成三個(gè)5位的數(shù)據(jù)進(jìn)行編 碼。確定m之后,根據(jù)總碼段長(zhǎng)度"和公式(2),可以得到附=31。確定w和 "之后,接下來(lái)則是根據(jù)系統(tǒng)糾錯(cuò)性能指標(biāo)確定f和h在本全方位紅外成像系 統(tǒng)中,導(dǎo)流環(huán)的傳輸寬度為12位,需要達(dá)到的糾錯(cuò)性能指標(biāo)為每次傳輸可以保 證糾正2個(gè)以下的錯(cuò)誤?,F(xiàn)在RS編碼完總碼段長(zhǎng)度為"二31,也即用導(dǎo)流環(huán)傳 輸需要分三次完成,每次傳輸12個(gè)編好的碼字。這樣總的糾錯(cuò)性能要求就達(dá)到 2X3 = 6個(gè),這也就是說(shuō)^ = 6,根據(jù)公式(1),可以得到^:=19。至此,全方 位紅外成像系統(tǒng)中采用的RS編碼參數(shù)被最終確定下來(lái),即RS(31,19)。
參數(shù)確定下來(lái)之后,接下來(lái)則是結(jié)合輸入圖像的大小以及導(dǎo)流環(huán)的傳輸寬度 確定編解碼模塊中緩沖區(qū)、寄存器組以及FIFO的長(zhǎng)度和寬度。首先,緩沖區(qū)的 長(zhǎng)度和寬度分別為292和14,鑒于每個(gè)緩沖區(qū)都用來(lái)接收和保存一幀的圖像數(shù) 據(jù)。其次,對(duì)于選定的RS(31,19)編碼器而言,每一個(gè)編碼信息包的長(zhǎng)度為19、 寬度為5,于是編碼模塊中寄存器組I的長(zhǎng)度和寬度分別為19和5;導(dǎo)流環(huán)的 傳輸寬度為12,編碼器編碼輸出后信息碼字寬度還是為5,即一個(gè)發(fā)送信息包
的長(zhǎng)度為12、寬度為5,于是編碼模塊中寄存器組II的長(zhǎng)度和寬度分別為12 和5。再次,對(duì)RS(31,19)解碼器而言, 一個(gè)解碼信息包的長(zhǎng)度為31、寬度為5, 于是解碼模塊中FIFO的長(zhǎng)度和寬度分別為31和5。
最后,按照附圖2和附圖3中的模塊結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)糾錯(cuò)編碼和解碼模 塊,將其應(yīng)用于本全方位紅外成像系統(tǒng)圖像從傳輸系統(tǒng)中。
權(quán)利要求
1.一種圖像傳輸中導(dǎo)流環(huán)誤碼的糾正方法,它采用RS碼作為糾錯(cuò)編碼的算法,其糾錯(cuò)方法為首先通過(guò)RS糾錯(cuò)編碼模塊對(duì)來(lái)自光學(xué)成像系統(tǒng)的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行RS編碼,被RS編碼后的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)導(dǎo)流環(huán)傳輸至RS糾錯(cuò)解碼模塊,RS糾錯(cuò)解碼模塊在對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼并糾正導(dǎo)流環(huán)傳送環(huán)節(jié)發(fā)生的錯(cuò)誤,解碼處理后圖像數(shù)據(jù)傳送至圖像接收平臺(tái),完成整個(gè)圖像的傳送和糾錯(cuò)工作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述一種圖像傳輸中導(dǎo)流環(huán)誤碼的糾正方法,其特征在 于所說(shuō)的RS編碼算法中,選取RS編碼參數(shù)總碼段長(zhǎng)度"為所需傳輸圖像位 數(shù)的1/3至1/2。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種光學(xué)成像系統(tǒng)圖像傳輸中導(dǎo)流環(huán)誤碼的糾正方法。該方法采用RS(Reed Solomon)碼作為糾錯(cuò)編碼的算法,并根據(jù)實(shí)際傳輸圖像的大小和糾錯(cuò)要求選取RS碼的參數(shù),然后按照所選參數(shù)以及導(dǎo)流環(huán)的傳輸特點(diǎn)設(shè)計(jì)相應(yīng)的糾錯(cuò)編碼和解碼模塊,實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像傳輸中導(dǎo)流環(huán)誤碼的糾正。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是能夠及時(shí)并有效地糾正導(dǎo)流環(huán)傳輸圖像過(guò)程中的突發(fā)錯(cuò)誤,保證光學(xué)成像系統(tǒng)所獲取的圖像數(shù)據(jù)正確無(wú)誤地傳送到接收端,進(jìn)而能夠還原出原始圖像以進(jìn)行下一步的分析和處理。
文檔編號(hào)H04N7/64GK101170706SQ200710170719
公開(kāi)日2008年4月30日 申請(qǐng)日期2007年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月21日
發(fā)明者冷寒冰, 劉文娟, 涌 張, 爭(zhēng) 李, 佳 趙, 捷 陳 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所
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