光电经纬仪测量信息的无损压缩技术

　　1　引　言

　　光电经纬仪测量信息包括测量图像信息和点阵信息,一般采用光测胶片作为存储介质,这些信息是数据处理的原始依据,也是光测事后处理的主要数据来源。但是,大量的试验胶片由于受存放环境的限制,随着时间的增长,会发生粘贴、发霉,以至胶片图像信息受损,长期保存十分困难,因此,将胶片上的测量信息转换为数字化信息即胶片的数字化问题迫在眉睫。另外,测量图像的存储和传输也要求将其数字化,目前实现的方法有两种:一种方法是将胶片图像直接转换为位图方式,这种图像格式数据量极大,现有的存储介质和传输方式难以承受。另一种方法是采取常规的图像压缩技术,但是,高压缩比的图像压缩会影响图像的质量,导致判读精度的降低,不能满足试验任务的要求。本文根据光电经纬仪测量信息记录的原理,提出了一种新的胶片图像信息存储方法,在保证数据处理精度要求和胶片应有信息的前提下,对胶片图像信息进行分区域各自采用不同压缩方式进行处理,缩小了胶片图像数据量,实现了光电经纬仪测量信息的无损压缩[1_4]。

　　2　光电经纬仪测量信息的记录原理

　　目前的光电经纬仪的测量信息主要以胶片为主,胶片的记录信息有两种,即点阵信息和摄影图像信息,点阵信息是用5排21列或5排24列或6排21列的矩形黑块表示,这些黑块理论上的灰度值应当为0,即红、绿、蓝三元色的灰度值分别为0,代表二进制“1”,白色的灰度值应是255,即红、绿、蓝三元色的灰度值分别为255,代表二进制“0”,这些点阵分别表示高低角、方位角、时间等信息。图像信息是指测量目标的黑白图像,以SPD_1判读仪为例,采用的CCD相机的分辨率为1200×1200,灰度值为256,胶片的图像分别以位图形式存储,其每帧存储量为1200×1200×8/8=1.44(MB),对于如此大的数据量,如果将胶片图像直接转换成位图进行保存,目前的存储介质显然是无法承受的。

　　3　胶片图像的无损压缩原理

　　根据胶片图像信息的结构,将胶片图像分为点阵和脱靶量两部分分开保存。对于点阵部分,在判读过程中,已经进行了转换,如果点阵有错误,就一定能发现,并进行修改,如果修改不了,则此帧胶片就无意义,因为点阵的时间和大角度,如果其中有一个错误,则脱靶量判读就没有意义了[5_6]。另外,虽然点阵图像也是由255级灰度组成,但是,实际是用模拟量代替数字量,它的灰度值小于一定门限则为“1”,否则为“0”,虽然每次判读的门限不一定完全相同,但经判读验证后,其结果一定正确,因此,没有必要记录点阵的灰度,即保存点阵图像,只保存点阵判读结果就可以了。

　　对于脱靶量部分,如果仅仅保存判读结果,就不现实了,因为脱靶量的瞄准精度受人为影响,通过高低综合角度和方位综合角度的变化规律也仅仅是检测脱靶量的基本正确,而人为判读误差和机器系统误差都可能影响脱靶量的判读结果,所以,本次脱靶量判读结果和下次脱靶量判读结果就不一定完全相同,因此,必须保存脱靶量原始图像。但是,由于胶片的分辨率很大,通过目前所用的CCD进行转换后,变成了1200×1200,即使这样的分辨率,也必须进行亚像素细分后,才可能满足判读精度的要求,因此,直接保存脱靶量原始图像的数据量显然太大,且不能压缩,如果对于这样的分辨率再进行压缩,损失像素,则不可能满足判读精度的要求。然而在具体的判读过程中,仅仅是对目标和十字丝周围很小的范围内进行操作,画幅的其它部分没有参加判读,因此,可采将画幅分成三部分分别进行保存,即目标和十字丝周围一定区域进行位图保存,而背景区域进行高比率压缩保存。