專(zhuān)利名稱(chēng)：用于靜止氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播的數(shù)據(jù)壓縮結(jié)構(gòu)識(shí)別碼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種結(jié)構(gòu)識(shí)別碼，具體涉及一種用于風(fēng)云四號(hào)靜止氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播的結(jié)構(gòu)識(shí)別碼，以及避免數(shù)據(jù)壓縮產(chǎn)生的碼流中包含結(jié)構(gòu)識(shí)別碼的數(shù)據(jù)打包方法。
背景技術(shù)：
風(fēng)云四號(hào)靜止氣象衛(wèi)星是我國(guó)下一代靜止軌道氣象衛(wèi)星，也是我國(guó)第一代三軸穩(wěn)定靜止氣象衛(wèi)星，和我國(guó)正在業(yè)務(wù)運(yùn)行的風(fēng)云二號(hào)靜止氣象衛(wèi)星相比，搭載的有效載荷多通道掃描成像儀探測(cè)波段大大增加，空間分辨率和時(shí)間分辨率也超過(guò)風(fēng)云二號(hào)，每15分鐘的數(shù)據(jù)量達(dá)到5(ibitS?？紤]到靜止氣象衛(wèi)星的應(yīng)用時(shí)效性，這些數(shù)據(jù)必須在衛(wèi)星獲取氣象云圖后的幾分鐘內(nèi)通過(guò)衛(wèi)星廣播形式分發(fā)給用戶(hù)，如果以原始圖像方式進(jìn)行廣播分發(fā)數(shù)據(jù)量很大，每15 分鐘的數(shù)據(jù)量達(dá)到5Gbits，不僅衛(wèi)星上的轉(zhuǎn)發(fā)器負(fù)擔(dān)太重，而且地面應(yīng)用接收端所采用的天線直徑也將達(dá)到10米以上，建設(shè)大直徑天線會(huì)增加用戶(hù)使用成本，阻礙接收端布置接收站，嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)的分發(fā)使用范圍，因此必須使用數(shù)據(jù)壓縮方法壓縮原始數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)率降低，既降低衛(wèi)星上的轉(zhuǎn)發(fā)器負(fù)擔(dān)，又方便用戶(hù)利用小直徑天線接收數(shù)據(jù)，利于衛(wèi)星云圖數(shù)據(jù)的應(yīng)用。風(fēng)云四號(hào)靜止氣象衛(wèi)星擬采用圖像小波變換和算術(shù)編碼的數(shù)據(jù)壓縮方法，首先把衛(wèi)星云圖分割成64*64的子圖像塊，對(duì)每個(gè)圖像塊進(jìn)行4層小波變換，然后把系數(shù)按照LL、 LH、HL和HH的順序進(jìn)行排序，再把排序好的系數(shù)進(jìn)行算術(shù)編碼，概率模型使用基于上下文的自適應(yīng)概率模型。廣播分發(fā)時(shí)，若干個(gè)子塊圖像按照順序排列成一個(gè)子圖像區(qū)，叫做一幀，數(shù)據(jù)廣播分發(fā)以幀為單位，廣播分發(fā)經(jīng)過(guò)算術(shù)編碼得到的一幀的二進(jìn)制碼流。幀的上層打包規(guī)則采用空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢(xún)委員會(huì)(CCSDS，Consultative Committee for Space Data Systems)推薦的標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)如

圖1，這里不做具體說(shuō)明。本專(zhuān)利只討論一幀內(nèi)的結(jié)構(gòu)識(shí)別碼和打包規(guī)則。為了使接收端軟件正確識(shí)別接收到的二進(jìn)制碼流，必須采用一定的結(jié)構(gòu)對(duì)圖像產(chǎn)生的碼流進(jìn)行打包，并在固定的位置插入相應(yīng)的識(shí)別碼，本專(zhuān)利申請(qǐng)的受保護(hù)內(nèi)容即打包時(shí)采用的識(shí)別碼的碼字及避免數(shù)據(jù)壓縮產(chǎn)生的碼流中包含結(jié)構(gòu)識(shí)別碼的碼字的規(guī)則。識(shí)別碼包括附圖1中的“數(shù)據(jù)開(kāi)始標(biāo)志”、“壓縮開(kāi)始標(biāo)志”和“數(shù)據(jù)結(jié)束標(biāo)志”。由于壓縮結(jié)構(gòu)中“壓縮數(shù)據(jù)”部分是變長(zhǎng)的，因此結(jié)構(gòu)識(shí)別碼特別重要，如果結(jié)構(gòu)識(shí)別碼發(fā)生了錯(cuò)誤，又無(wú)法通過(guò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度來(lái)判斷，則完全無(wú)法從錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)中恢復(fù)出需要的數(shù)據(jù)，而且“壓縮數(shù)據(jù)”部分是小波系數(shù)經(jīng)過(guò)算術(shù)編碼得到的值，完全有可能產(chǎn)生和識(shí)別碼相同的二進(jìn)制碼流，所以必須設(shè)定一個(gè)規(guī)則避免這種情況發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種對(duì)圖像壓縮產(chǎn)生的二進(jìn)制碼流進(jìn)行結(jié)構(gòu)打包的結(jié)構(gòu)識(shí)別碼。本發(fā)明主要針對(duì)風(fēng)云四號(hào)靜止氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播的不可重發(fā)性，利用類(lèi)似格雷碼的結(jié)構(gòu)提高了識(shí)別碼的抗干擾性，并利用科學(xué)的打包方法完全避免了隨機(jī)產(chǎn)生的壓縮數(shù)據(jù)流中會(huì)產(chǎn)生打包識(shí)別碼的可能性。本發(fā)明所述的結(jié)構(gòu)識(shí)別碼根據(jù)格雷碼算法生成的。本發(fā)明所述的結(jié)構(gòu)識(shí)別碼采用“碼組”的概念，每個(gè)組內(nèi)的3個(gè)碼字都有相同的結(jié)構(gòu)識(shí)別意義，具體見(jiàn)表1。每個(gè)組內(nèi)的識(shí)別碼前12位采用固定值，后4位參照格雷碼產(chǎn)生， 格雷碼的特點(diǎn)是對(duì)應(yīng)位的碼字改變了一位，碼字對(duì)應(yīng)的10進(jìn)制值只增加或者減小1，因此連續(xù)N個(gè)(10進(jìn)制值連續(xù)的)碼字分為一組，當(dāng)傳輸信道發(fā)生一個(gè)bit的誤碼且當(dāng)誤碼發(fā)生在一定的bit區(qū)域內(nèi)時(shí)，碼字變?yōu)橄噜彽?0進(jìn)制值，但是同一組內(nèi)連續(xù)的N個(gè)碼字具有相同的結(jié)構(gòu)識(shí)別意義，誤碼發(fā)生后的新碼字并不影響結(jié)構(gòu)識(shí)別的結(jié)果，允許了部分bit位的翻轉(zhuǎn)錯(cuò)誤。因此，本發(fā)明有效地減小了傳輸過(guò)程中某位的翻轉(zhuǎn)導(dǎo)致識(shí)別碼錯(cuò)誤的問(wèn)題，提高了抗誤碼率。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種避免圖像壓縮產(chǎn)生的二進(jìn)制碼流中包含有與識(shí)別碼相同的碼字段的方法。打包方法保證在碼流的正確位置插入相應(yīng)的標(biāo)識(shí)，避免圖像壓縮產(chǎn)生的二進(jìn)制碼流中包含有與識(shí)別碼相同的碼字段。識(shí)別碼采用“FFXX”(16進(jìn)制)的結(jié)構(gòu)，因此當(dāng)數(shù)據(jù)壓縮產(chǎn)生的二進(jìn)制碼流中包含“FF”，則解包程序會(huì)把“FF”連續(xù)后邊的8位當(dāng)成識(shí)別碼，造成誤讀，因此設(shè)定規(guī)則當(dāng)數(shù)據(jù)壓縮打包時(shí)產(chǎn)生了 “FF”時(shí)，則自動(dòng)填充“00”，使連續(xù)的16位變成“FF00”；在解包時(shí)，解包程序發(fā)現(xiàn)連續(xù)的16位碼流為“FF00”時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)換成“FF”，丟棄后邊的“00”。這樣就避免了壓縮數(shù)據(jù)中包含結(jié)構(gòu)識(shí)別碼的可能性。表1結(jié)構(gòu)識(shí)別碼
權(quán)利要求
1.一種用于風(fēng)云四號(hào)靜止氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播的結(jié)構(gòu)識(shí)別碼，所述識(shí)別碼根據(jù)格雷碼算法產(chǎn)生，每3個(gè)碼字分為一組，同一組內(nèi)的碼字具有相同的結(jié)構(gòu)識(shí)別意義。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)識(shí)別碼，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)識(shí)別碼采用碼組的方式， 每個(gè)組內(nèi)的識(shí)別碼前12位采用固定值，后4位根據(jù)格雷碼算法產(chǎn)生。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的結(jié)構(gòu)識(shí)別碼，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)識(shí)別碼如下
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的結(jié)構(gòu)識(shí)別碼，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)識(shí)別碼如下結(jié)構(gòu)識(shí)別碼采用碼組的方式，每個(gè)組內(nèi)的3個(gè)碼字都有相同的結(jié)構(gòu)識(shí)別意義，每個(gè)組內(nèi)的識(shí)別碼前12 位采用固定值，后4位根據(jù)格雷碼產(chǎn)生，其中，所述格雷碼對(duì)應(yīng)位的碼字改變了一位，碼字對(duì)應(yīng)的10進(jìn)制值只增加或者減小 1，因此連續(xù)N個(gè)(10進(jìn)制值連續(xù)的)碼字分為一組，當(dāng)傳輸信道發(fā)生一個(gè)bit的誤碼且當(dāng)誤碼發(fā)生在bit區(qū)域內(nèi)時(shí)，碼字變?yōu)橄噜彽?0進(jìn)制值，但是同一組內(nèi)連續(xù)的N個(gè)碼字具有相同的結(jié)構(gòu)識(shí)別意義，誤碼發(fā)生后的新碼字并不影響結(jié)構(gòu)識(shí)別的結(jié)果，允許了部分bit位的翻轉(zhuǎn)錯(cuò)誤。
5.一種避免圖像壓縮產(chǎn)生的二進(jìn)制碼流中包含有與識(shí)別碼相同的碼字段的方法，其特征在于，在數(shù)據(jù)壓縮時(shí)產(chǎn)生了 FF，則在碼流FF后固定插入00，使連續(xù)的16位變成FFOO ；在解包時(shí)，解包程序發(fā)現(xiàn)連續(xù)的16位碼流為FFOO時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)換成FF，丟棄后邊的00。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在在數(shù)據(jù)壓縮時(shí)，碼流FF后固定插入00， 以避免FF和其后的8位二進(jìn)制碼流產(chǎn)生結(jié)構(gòu)為FFXX的結(jié)構(gòu)識(shí)別碼，在解包時(shí)遇到碼流中的FFOO則自動(dòng)丟棄00，還原碼流的本質(zhì)，其中，所述結(jié)構(gòu)識(shí)別碼FFXX，XX為非零。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種結(jié)構(gòu)識(shí)別碼，具體涉及一種用于風(fēng)云四號(hào)靜止氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播的結(jié)構(gòu)識(shí)別碼，以及避免圖像壓縮產(chǎn)生的二進(jìn)制碼流中包含有與識(shí)別碼相同的碼字段的方法。本發(fā)明主要針對(duì)風(fēng)云四號(hào)靜止氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播的不可重發(fā)性，利用類(lèi)似格雷碼的結(jié)構(gòu)提高了識(shí)別碼的抗干擾性，并利用科學(xué)的打包方法完全避免了隨機(jī)產(chǎn)生的壓縮數(shù)據(jù)流中會(huì)產(chǎn)生打包識(shí)別碼的可能性。
文檔編號(hào)H04N7/26GK102348111SQ20101024076
公開(kāi)日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者關(guān)敏, 商建, 張志清, 楊磊, 聶晶, 郭強(qiáng), 陳博洋 申請(qǐng)人:國(guó)家衛(wèi)星氣象中心