本发明涉及通讯传输。更具体地,本发明涉及基于北斗卫星的应急通讯传输方法及系统。
背景技术:
1、智能设备依赖于4g或5g基站无线网络,当超过基站网络覆盖范围时,智能设备将失去通信作用;在人员稀少的地区通常没有4g或5g网络的覆盖,此时卫星通信就显得尤为重要,随着北斗定位导航技术的发展,现已建成北斗一代、二代、三代导航通信系统,且北斗通信技术也不断向民用技术领域发展;在一些偏远地区的工程建设是不可避免的,在没有4g或5g网络覆盖的区域,保证施工人员的便捷通信和安全是非常重要的。
2、相关技术中,例如申请公布号为cn117692047a的中国专利申请文件,公开了一种基于自组网卫星通信的移动监测系统,包括:移动监测无人机子系统,用于利用搭载卫星终端的无人机集群进行集群图像采集,并通过自组网卫星子系统将集群图像采集结果回传至应急监控平台;自组网卫星子系统,用于进行卫星自组网,并提供卫星网络将集群图像采集结果传输至应急监控平台;应急监控平台,用于通过自组网卫星子系统接收集群图像采集结果,并通过屏幕进行显示;该发明还提供了卫星自组网并提供卫星网络将集群图像采集结果传输至应急监控平台的方法。该发明解决了现有应急通信中卫星通信不稳定和时钟同步浪费通信资源的问题。
3、在应急通讯的过程中,除了通信传输稳定性和通信资源,通讯传输有效性和通讯传输效率也是需要重点考虑的,而高分辨率的图像和视频会严重影响通讯传输有效性和通讯传输效率,因此需要对图像或视频进行压缩传输。
技术实现思路
1、为解决上述在应急通讯的过程中,高分辨率的图像和视频会严重影响通讯传输有效性和通讯传输效率,因此需要对图像或视频进行压缩传输的技术问题,本发明在如下的多个方面中提供方案。
2、在第一方面中,本发明提供了基于北斗卫星的应急通讯传输方法,包括:将应急通讯中待传输的图像分割为相同大小的图像块,图像块包括一个中心点和多个邻域点;将所有图像块的中心点组成关键图像;将各图像块中所有邻域点的第标记值组成的二进制数转换为十进制数,作为各图像块的第代表灰度值,将所有图像块的第代表灰度值组成第补充图像,,为预设数值;对关键图像和多个补充图像进行应急通讯传输;其中,邻域点的第一标记值的获取方法为:若邻域点的灰度值大于中心点的灰度值,等于第一数码,否则等于第二数码;对图像中所有邻域点的灰度差异进行多峰高斯拟合,将获得的高斯混合模型作为邻域点的第一标记值所属的高斯混合模型;,邻域点的第标记值的获取方法为:若邻域点的灰度差异属于左侧的子混合模型,等于第一数码,且将左侧的子混合模型作为邻域点的第标记值所属的高斯混合模型,否则等于第二数码,将右侧的子混合模型作为;邻域点的灰度差异是指邻域点与中心点的灰度值的差值的绝对值,子混合模型是根据分割阈值对高斯混合模型进行分割获得的,为邻域点的第标记值所属的高斯混合模型,等于组成的所有高斯分量中中间的两个高斯分量之间的波谷。
3、本发明将待传输的图像中所有图像块的中心点组成关键图像,获取的关键图像相当于待传输的图像的下采样图像,通过下采样直接减少了图像的像素点数量,像素点数量的减少意味着需要传输的数据量减少,实现了对待传输的图像的压缩,从而提高了通讯传输有效性和通讯传输效率。
4、本发明在获取关键图像后,先通过邻域点与中心点的灰度值大小关系,获取邻域点的第一标记值,进而获得第一补充图像,再根据邻域点与中心点的灰度差异所属的高斯混合模型,获取邻域点的各标记值,进而获得其他补充图像,以此不断缩小邻域点与中心点的灰度差异所属的范围,对补充图像进行传输后,接收方就能够根据各补充图像获得邻域点与中心点的灰度值大小关系以及邻域点与中心点的灰度差异所属的范围,进而在对关键图像进行上采样还原传输的图像时,能够限制上采样后各邻域点的灰度值;相较于直接根据对关键图像上采样来还原传输的图像,保留的图像特征更多,图像质量更好,有助于后续的图像分析、目标识别等操作。
5、优选地,所述应急通讯中待传输的图像包括静态图像和视频中的i帧图像。
6、优选地,所述图像块的大小为,其中,为范围内的整数。
7、优选地,所述对图像中所有邻域点的灰度差异进行多峰高斯拟合,将获得的高斯混合模型作为邻域点的第一标记值所属的高斯混合模型,包括:根据图像中所有邻域点的灰度差异,构建灰度差异直方图;对灰度差异直方图进行多峰高斯拟合,获得高斯混合模型,由多个高斯分量组成,每个高斯分量有一个波峰,相邻两个高斯分量之间有一个波谷;根据第个高斯分量的拟合误差以及波峰处的预测频率与波谷处的预测频率的差异,计算第个高斯分量的保留概率;将保留概率最大的个高斯分量组成的高斯混合模型,作为邻域点的第一标记值所属的高斯混合模型;其中,。
8、优选地,所述灰度差异直方图的横轴为各灰度差异,纵轴为各灰度差异的频率;所述灰度差异的频率等于灰度差异对应的所有邻域点的数量与图像中所有邻域点的比值。
9、优选地,所述第个高斯分量的保留概率满足表达式:;式中,为第个高斯分量的保留概率,为第个高斯分量的拟合误差,为高斯分量的波峰处的预测频率,是第个高斯分量与第个高斯分量之间的波谷处的预测频率,是第个高斯分量与第个高斯分量之间的波谷处的预测频率。
10、对于每个高斯分量,计算其波峰处的预测频率与波谷处的预测频率的差异,这反映了模型对直方图特征的捕捉能力,拟合误差反映了模型捕捉直方图特征的准确性,根据每个高斯分量的拟合误差和概率差异,计算每个高斯分量的保留概率,使得后续根据保留概率确定的高斯分量能够准确地反映图像中所有邻域点的灰度差异。
11、优选地,所述第个高斯分量的拟合误差满足表达式:;式中,为第个高斯分量的拟合误差,为第个高斯分量涉及到的所有灰度差异的数量,为第个高斯分量涉及到的第个灰度差异的频率,为第个高斯分量涉及到的第个灰度差异在第个高斯分量的预测频率,为绝对值函数。
12、优选地,所述对关键图像和多个补充图像进行应急通讯传输时,按照关键图像、第一补充图像、第二补充图像、…、第补充图像、第补充图像的顺序进行传输。
13、按照关键图像、第一补充图像、第二补充图像、…、第补充图像、第补充图像的顺序进行传输,当情况紧急时,可以直接根据当前接收到的关键图像和多个补充图像还原图像,甚至直接根据关键图像还原图像,从而提高了通讯传输效率。
14、优选地,所述对关键图像和多个补充图像进行应急通讯传输时,每当获取到关键图像或补充图像时,对获取到的关键图像或补充图像进行传输。
15、由于根据关键图像和不同数量的补充图像,都能还原图像,只是最终还原后的图像保留的图像特征不同,图像质量不同;因此,在对关键图像和补充图像进行应急通讯传输时,能够做到一边获取关键图像和各补充图像,一边进行传输,从而提高了通讯传输效率。
16、第二方面,本发明提供基于北斗卫星的应急通讯传输系统,包括处理器和存储器,所述存储器存储有计算机程序指令,当所述计算机程序指令被所述处理器执行时实现上述基于北斗卫星的应急通讯传输方法。
17、通过采用上述技术方案,将上述的基于北斗卫星的应急通讯传输方法生成计算机程序,并存储于存储器中,以被处理器加载并执行,从而根据存储器及处理器制作终端设备,方便使用。
18、本发明的有益效果在于:
19、本发明将待传输的图像中所有图像块的中心点组成关键图像,获取的关键图像相当于待传输的图像的下采样图像,通过下采样直接减少了图像的像素点数量,像素点数量的减少意味着需要传输的数据量减少,实现了对待传输的图像的压缩,从而提高了通讯传输有效性和通讯传输效率;
20、进一步,本发明在获取关键图像后,先通过邻域点与中心点的灰度值大小关系,获取邻域点的第一标记值,进而获得第一补充图像,再根据邻域点与中心点的灰度差异所属的高斯混合模型,获取邻域点的各标记值,进而获得其他补充图像,以此不断缩小邻域点与中心点的灰度差异所属的范围,对补充图像进行传输后,接收方就能够根据各补充图像获得邻域点与中心点的灰度值大小关系以及邻域点与中心点的灰度差异所属的范围,进而在对关键图像进行上采样还原传输的图像时,能够限制上采样后各邻域点的灰度值;相较于直接根据对关键图像上采样来还原传输的图像,保留的图像特征更多,图像质量更好,有助于后续的图像分析、目标识别等操作。
1.基于北斗卫星的应急通讯传输方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的基于北斗卫星的应急通讯传输方法,其特征在于,所述应急通讯中待传输的图像包括静态图像和视频中的i帧图像。
3.根据权利要求1所述的基于北斗卫星的应急通讯传输方法,其特征在于,所述图像块的大小为,其中,为范围内的整数。
4.根据权利要求1所述的基于北斗卫星的应急通讯传输方法,其特征在于,所述对图像中所有邻域点的灰度差异进行多峰高斯拟合,将获得的高斯混合模型作为邻域点的第一标记值所属的高斯混合模型,包括:
5.根据权利要求4所述的基于北斗卫星的应急通讯传输方法,其特征在于,所述灰度差异直方图的横轴为各灰度差异,纵轴为各灰度差异的频率;所述灰度差异的频率等于灰度差异对应的所有邻域点的数量与图像中所有邻域点的比值。
6.根据权利要求4所述的基于北斗卫星的应急通讯传输方法,其特征在于,所述第个高斯分量的保留概率满足表达式:
7.根据权利要求6所述的基于北斗卫星的应急通讯传输方法,其特征在于,所述第个高斯分量的拟合误差满足表达式:
8.根据权利要求1所述的基于北斗卫星的应急通讯传输方法,其特征在于,所述对关键图像和多个补充图像进行应急通讯传输时,按照关键图像、第一补充图像、第二补充图像、…、第补充图像、第补充图像的顺序进行传输。
9.根据权利要求1所述的基于北斗卫星的应急通讯传输方法,其特征在于,所述对关键图像和多个补充图像进行应急通讯传输时,每当获取到关键图像或补充图像时,对获取到的关键图像或补充图像进行传输。
10.基于北斗卫星的应急通讯传输系统,其特征在于,包括:处理器和存储器,所述存储器存储有计算机程序指令,当所述计算机程序指令被所述处理器执行时实现根据权利要求1-9任一项所述的基于北斗卫星的应急通讯传输方法。