基于帧内压缩的三维图像声呐自适应压缩方法OA
An adaptive compression method for 3D image sonar based on intra-frame compression
为缓解图像数据通过网络协议实时传输上位机的压力,本文提出了一种基于帧内压缩的图像压缩方法.结合声呐图像特性,将帧内压缩简化为对三维图像中的二维切片亮度单通道进行处理,并结合人眼视觉特性实现基于区块活动性分析的自适应量化计算.结果显示,本文算法在峰值信噪比为34.6 dB,结构相似性为0.91情况下,可以达到21.3倍压缩率,双并行时对128×128像素图像的实时处理速率为30.6 kHz,所需网络带宽最大为401.1 Mbit/s.该方法在保证图像质量与实时性的前提下,成功解决了三维声呐系统大数据量与有限网络带宽之间的传输瓶颈,为水下三维成像系统的实时化应用提供了有效的技术支撑.
To alleviate the pressure of real-time transmission of image data to the host computer via network proto-cols,an image compression method based on intra-frame compression is proposed.Considering the characteristics of sonar images,the proposed method simplifies the compression process to the luminance channel of 2D slices ex-tracted from 3D volumetric data.Furthermore,by incorporating Human Visual System characteristics,an adaptive quantization scheme based on block activity analysis is implemented.Experimental results indicate that the pro-posed algorithm achieves a compression ratio of 21.3 while maintaining a Peak Signal-to-Noise Ratio of 34.6 dB and a structural imilarity index of 0.91.With a dual-parallel configuration,thereal-time processing rate reaches 30.6 kHz,and the maximum required network bandwidth is 401.1 Mbit/s.While ensuring image quality and real-time performance,the proposed method successfully resolves the transmission bottleneck caused by the massive data volume of 3D sonar systems and limited network bandwidth,providing effective technical support for the real-time application of underwater 3D imaging systems.
刘祖延;周天;陈宝伟;蔡晟铭
哈尔滨工程大学 水声技术全国重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150001||海洋信息获取与安全工业和信息化部重点实验室(哈尔滨工程大学),黑龙江 哈尔滨 150001||哈尔滨工程大学 水声工程学院,黑龙江 哈尔滨 150001哈尔滨工程大学 水声技术全国重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150001||海洋信息获取与安全工业和信息化部重点实验室(哈尔滨工程大学),黑龙江 哈尔滨 150001||哈尔滨工程大学 水声工程学院,黑龙江 哈尔滨 150001哈尔滨工程大学 水声技术全国重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150001||海洋信息获取与安全工业和信息化部重点实验室(哈尔滨工程大学),黑龙江 哈尔滨 150001||哈尔滨工程大学 水声工程学院,黑龙江 哈尔滨 150001哈尔滨工程大学 水声技术全国重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150001||海洋信息获取与安全工业和信息化部重点实验室(哈尔滨工程大学),黑龙江 哈尔滨 150001||哈尔滨工程大学 水声工程学院,黑龙江 哈尔滨 150001
信息技术与安全科学
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《哈尔滨工程大学学报》 2026 (4)
760-769,928,11
国家自然科学基金项目(U2441254)黑龙江省自然科学基金项目(TD2025F001).
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