图像多模态实时压缩与传输技术及装备

天基广域监视是服务国家经济发展和国防安全的重大战略需求，肩负从外层空间获取全球全天候、全天时、大范围、强实时监视信息的战略任务，相关卫星体系建设是我国战略迫切急需。任务要求高保真、强实时、高可靠回传高码率、高动态监视图像。其中，确保高价值、高动态弱小目标无损回传至关重要。受工程约束，当前可实现的星地数传带宽有限，带宽瓶颈问题突出，制约了卫星体系建设，广域监视弱小目标图像实时压缩传输成为亟需突破的关键技术之一。通过系列技术创新，攻克了上述难题，取得创新成果如下：

研究内容

l 创建大场景-小目标分类感知新方法。针对广袤背景时间-空间-辐射特性复杂多变问题，提出“背景分类、分而治之”思路，建立天基监视成像映射与时空演变模型，发明背景成分/时相在轨快速自主分类、疑似弱小目标递推检测技术，破解了传统小场景-小目标检测方法漏检多、虚警高的困境，解决了广袤背景弱小目标“难区分”难题，为目标-背景分类压缩奠定了基础。

l 发明目标-背景分类智能压缩新技术。揭示天基监视红外图像局部低熵和低动态范围特性，发明分块紧致预测无损-近无损一体化编码技术，实现面向对象精准压缩；基于提出的大场景-小目标智能感知分类方法，发明目标-背景分类智能压缩技术，相比JPEG-LS国际标准，目标无损同时，压缩比提高近1倍；建立天基广域监视图像图像“全域无损/热点分区/智能分类/全域近无损”多模态压缩方法，解决了图像高效压缩弱小目标“易丢失”难题，为首发星应用模式创建提供关键技术支撑。

l 研制全自主高可靠压缩新器件与可重构系统。提出无损-近无损一体化压缩算法高效流水硬件架构，取得同类编码器速率同期国际最好水平，首研全自主高可靠中国芯BM3822，核心器件突破“卡脖子”问题，保障了信息安全；发明配置-刷新-上注一体化电路，研制高可靠多模态可重构数据压缩单机，实现“参数-模式-软件”三层次在轨灵活重构和高性能扩展，对高达数百兆数据率图像实时压缩延时降低至毫秒级，解决了在轨资源受限压缩“算不快”难题，保障了首发星在轨试验试用任务的圆满完成。

成果奖励

1. 张天序等，****图像多模态实时压缩与传输技术及装备，国家科技进步二等奖，2021

2. 张天序等，****图像多模态实时压缩编解码技术及装备，教育部科技进步一等奖，2018

3. 眭海刚，...，杨卫东（排3）等，（内部公告），教育部技术发明一等奖，2018.

4. 孙向东，...，杨卫东（排7）等，面向远程XXXX 应用的自主卫星信息保障技术研究，军队科学技术一等奖，2019

成果转化

1. 钟胜，一种遥感全景图像拼接方法，ZL201910376932.9，普通许可10万，2021.11