一種對線陣立體相機實時數據進行顯示的系統的製作方法

2023-10-04 14:18:49 2

專利名稱：一種對線陣立體相機實時數據進行顯示的系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及圖像實時處理及顯示技術領域，尤其是涉及一種對月球衛星有效載荷 中線陣立體相機實時數據進行顯示的系統。
背景技術：
月球是距離地球最近的行星，也是人類進行深空探測的第一站。作為月球探測的 基本工作之一，建立月表三維模型將極大地促進對月表地形地貌的特徵、規律與成因的研 究和對月球地質及其演化歷史的認識，並為後續月球探測奠定重要基礎。常用的月球地形探測方法有星載雷射高度計、地基雷達幹涉測量、立體照相等，國 際上利用上述方法得到的月球地形模型有基於美國Clementine雷射高度計數據的GLTM2、 NLT180A及美國地質勘探局(USGS)的月球高程序列模型，利用地基幹涉雷達測量得到的 Tycho撞擊坑的地形模型，基於Clemen-tinejpollo立體照相等月球歷史照相數據建立的 ULCN2005模型。其中，採用雷射高度計數據建立月球三維地形模型(DEM)以其高精確度、高 獨立性受到各國研究者的青睞，但是依據雷射高度計數據建立DEM存在沿軌跡方向空間分 辨率不高、需要進行二次插值進行高程網格補充的問題，而採用高解析度線陣電荷耦合元 件(CCD)立體相機進行三維建模則能夠解決這一問題。因此，在當前的月球探測活動中，探 測器大多都會搭載線陣立體相機完成月球地形影像拍攝，以此為基礎建立月球三維地形模 型。在使用線陣立體相機對月球地形影像進行拍攝的過程中，需要考慮到成像區域的 地理維度和太陽高度角等因素的影響，適時調節線陣立體相機的拍攝參數，才能確保拍攝 圖像的質量達到科學研究的要求。此外，在線陣立體相機拍攝期間，地面工作人員還要保證 相機的工作狀態正常，避免由於相機工作異常，導致成像區域數據的丟失。基於以上兩個原 因，在立體相機拍攝的時候，地面工作人員需要儘快得到成像數據，並對數據進行判斷，從 而保證相機工作正常以及拍攝圖像質量滿足科學要求。從這個要求出發，就需要建立一種 對月球衛星有效載荷中線陣立體相機實時數據進行顯示的系統，以將線陣立體相機獲得的 圖像數據實時的顯示出來提供給工作人員，使其對數據質量進行判讀。我國於2007年10月24日發射「嫦娥一號」月球探測衛星，開展首次月球探測工 程。其中，獲取月球表面三維影像圖就作為此次月球探測工程的首要科學目標之一。嫦娥 一號衛星有效載荷的配置是從實現科學目標出發制定的，其中有3個光學遙感器分別是三 線陣CCD立體相機、雷射高度計及成像光譜儀。CCD立體相機與雷射高度計是為了獲取月表 的三維立體影像，以實現我國首次探月的第一個科學目標。在「嫦娥一號」月球探測衛星圓 滿完成任務後，我國還將繼續發射其他月球探測器。其中，線陣立體相機仍將會是主要的有 效載荷之一。本發明就是以顯示線陣立體相機的快視圖像為目的的。通常情況下，地面站伺服器接收到衛星下行數據後，對衛星下行數據進行同步、解 擾、解碼等處理生成成幀數據，然後將該成幀數據傳送至業務運行管理系統(OMS)伺服器； 業務運行管理系統伺服器接收到該成幀數據後，對該成幀數據進行信道處理生成CXD源包數據；業務運行管理系統伺服器進一步對該CXD源包數據進行解包處理，生成CXD圖像數據 塊，並將該CXD圖像數據塊發送給連接於業務運行管理系統伺服器的客戶端，客戶端對CXD 圖像數據進行監視和顯示，對載荷狀態和數據進行判讀，其流程如圖1所示。但是由於隨著CCD線陣立體相機設備性能的提升，以及下傳碼速率提高，衛星的 下傳碼速率由初始的3Mbps提升到6Mbps或更高，線陣立體相機的解析度也從百米提升到 十米，立體相機的成像數據量大，且數據下傳速度快，這就使得立體相機的實時數據顯示帶 來了很大的難度。

發明內容
(一)要解決的技術問題有鑑於此，本發明的主要目的在於提供一種對月球衛星有效載荷中線陣立體相機 實時數據進行顯示的系統，以實時處理和顯示月球衛星有效載荷中線陣立體相機的實時數 據。(二)技術方案為達到上述目的，本發明提供了一種對月球衛星有效載荷中線陣立體相機實時數 據進行顯示的系統，該系統包括地面站伺服器，用於對接收自月球衛星下行鏈路的線陣立體相機實時原始數據進 行同步、解擾和解碼處理，生成成幀數據，並輸出給業務運行管理系統伺服器；業務運行管理系統(OMS)伺服器，用於對該成幀數據進行初步處理，生成未解壓 縮的CCD相機圖像壓縮數據，並輸出給業務運行管理系統的圖像伺服器；業務運行管理系統的圖像伺服器，用於對該CXD相機圖像壓縮數據進行解壓縮， 並將解壓縮後的圖像數據實時生成包含線陣立體相機實時數據的圖像金字塔，存儲於業務 運行管理系統的共享磁碟陣列；業務運行管理系統的共享磁碟陣列，用於存儲該圖像金字塔，並將該圖像金字塔 包含的實時數據以文件形式提供給多個數據快視客戶端；多個數據快視客戶端，用於通過文件傳輸協議(FTP)方式從業務運行管理系統的 共享磁碟陣列上獲取並顯示月球衛星有效載荷中線陣立體相機的實時數據。上述方案中，所述業務運行管理系統伺服器接收到地面站伺服器傳輸的成幀數 據，採用成幀處理相關進程對該成幀數據進行處理，生成未解壓縮的CCD相機圖像壓縮數 據。該系統還包括一數據預處理系統，所述成幀處理相關進程由該數據預處理系統向該業 務運行管理系統伺服器提供。所述數據預處理系統進一步用於接收來自所述業務運行管理 系統的圖像伺服器的未解壓縮的CCD相機圖像壓縮數據，所述業務運行管理系統的圖像服 務器從所述業務運行管理系統伺服器接收一軌未解壓縮的CXD相機圖像壓縮數據之後，以 文件的形式通過文件傳輸協議提供給數據預處理分系統，完成載荷重處理流程。上述方案中，所述業務運行管理系統的圖像伺服器是一臺圖形工作站，其通過TCP 連接從所述業務運行管理系統伺服器上獲取未解壓縮的CXD相機圖像壓縮數據；該業務運 行管理系統的圖像伺服器調用解壓算法動態連結庫，輸出解壓後的0級數據給圖像金字塔 生成程序使用；該圖像金字塔生成程序實時處理解壓後的0級數據，生成包含線陣立體相 機實時數據的圖像金字塔。
上述方案中，所述圖像金字塔是基於原始圖像對解壓縮之後的數據按照金字塔的 規則進行裁剪和縮放後形成的若干個圖片，該若干個圖片在內存中以BMP的形式存放，之 後，將該BMP形式存放的圖片壓縮成JPG的格式，生成大量不同解析度的JPG圖片，該不同 解析度的JPG圖片構成包含該線陣立體相機實時數據的圖像金字塔。上述方案中，所述業務運行管理系統的圖像伺服器在對該CXD相機圖像壓縮數據 進行解壓縮時，採用中央處理器(CPU)和圖像處理器(GPU)，CPU和GPU協同完成對該CCD 相機圖像壓縮數據的解壓縮。所述GPU在處理圖像縮放金字塔的過程中，採用多緩衝隊列， 該多緩衝隊列至少包括待解壓縮隊列、第零層圖塊隊列和第一層圖塊隊列。所述業務運行 管理系統的圖像處理器接收到的每幀數據，經過通道和壓縮比劃分，被發送到待解壓縮隊 列，由解壓縮線程對該圖像數據完成解壓縮處理；經解壓縮後的圖像數據經分塊後，放到第 零層圖塊隊列，等待第一圖像處理器的縮放線程處理調用；經第一圖像處理器的縮放線程 處理生成的圖形經過劃塊排入第一層圖塊隊列，等待第二圖像處理器的縮放線程處理；一 幀壓縮數據解壓之後就是一整幅大小為6144mmX 1024mm的BMP圖片，第二圖像處理器的縮 放線程根據該解壓縮後的數據生成索引文件，並對該解壓縮後的數據進行分塊生成圖像文 件。上述方案中，所述業務運行管理系統的圖像處理器接收到的每幀數據，經過通道 和壓縮比劃分，被劃分成大小為256mmX256mm的圖塊，將該劃分好的若干圖塊發給GPU， 由GPU來並行完成若干圖塊的圖像縮放的處理，生成整幅大小為3072mmX 512mm的BMP圖 片，再經過劃分成大小為256mmX 256mm的圖塊，經GPU對圖塊進行縮放後，生成整幅大小 為1536mmX256mm的BMP圖片；每一層分割後的數據轉化成JPG圖像文件格式存儲於業務 運行管理系統的共享磁碟陣列。所述GPU對圖塊進行縮放採用雙三次插值算法，函數f在 點(x，y)的值是通過矩形網格中最近的十六個採樣點的加權平均得到的；所述雙三次插值 通過下式進行計算:a00+al0x+a01y+a20x2+allxy+a02y2+a21x2y+al2xy2+a22x2y2+a30x3+ a03y3+a31x3y+al3xy3+a32x3y2+a23x2y3+a33x3y3。所述每幀數據在經過通道和壓縮比劃分 時，通道包括實時和延時通道，壓縮比包括2、4、8倍壓縮。上述方案中，所述多個數據快視客戶端在通過FTP方式從業務運行管理系統的共 享磁碟陣列上獲取並顯示月球衛星有效載荷中線陣立體相機的實時數據時，成幀數據處理 分兩種流程實時處理流程和重處理流程，其中在實時處理流程中，預處理程序從以下兩 個途徑獲取數據從圖像伺服器獲取解壓後的CCD相機圖像0級數據文件，以及從業務運 行管理系統伺服器獲取R/S解碼後的成幀數據文件；在重處理流程中，預處理的重處理程 序獲取原始數據之後，使用專門的解壓縮動態連結庫在一臺獨立的圖形工作站上進行重處 理。(三)有益效果從上述技術方案可以看出，本發明具有以下有益效果1、本發明提供的這種對月球衛星有效載荷中線陣立體相機實時數據進行顯示的 系統，對衛星數據下傳速率、相機圖像數據特點和數據實時顯示要求等進行了充分的綜合 分析，最大程度的優化了數據處理流程及處理方法，實現了對月球衛星有效載荷中線陣立 體相機實時數據的實時顯示和處理。2、本發明提供的這種對月球衛星有效載荷中線陣立體相機實時數據進行顯示的系統，線陣立體相機的大量數據幀由主協處理器並行流水處理，並且可以根據客戶端的請 求量體定製發送響應數據，大大減輕了網絡負載，使得客戶端獲得了優良的實時響應時間。3、本發明提供的這種對月球衛星有效載荷中線陣立體相機實時數據進行顯示的 系統，由於客戶端採用了 FTP數據下載的方式獲取CCD相機圖像數據，極大的節省了系統的 資源，所以可以支持多客戶端同時對CXD圖像數據進行監視顯示。


圖1是現有技術中對月球衛星有效載荷中線陣立體相機實時數據進行處理的方 法流程圖；圖2是現有技術中地面應用系統對月球衛星有效載荷中線陣立體相機實時數據 進行處理的方法流程圖；圖3是本發明提供的對月球衛星有效載荷中線陣立體相機實時數據進行顯示的 系統的結構示意圖；圖4是本發明對解壓縮後的數據進行切割縮放分塊生成圖像文件的示意圖；圖5是本發明成幀數據處理中重處理流程的示意圖；圖6是本發明圖像金字塔中大小為256mmX256mm的JPG圖片的示意圖。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，並參照 附圖，對本發明進一步詳細說明。地面應用系統在業務運行階段，根據測控系統的軌道預報確定業務運行計劃並分 發到各分系統。地面站伺服器根據業務運行計劃實時接收、記錄衛星下行數據，生成並存儲 原始數據和OA級數據，對OA級數據做快視處理並在業務運行管理系統的共享磁碟陣列上 進行存儲。地面站伺服器對接收的衛星數據傳輸信道下行數據進行幀同步、去擾和RS解碼 等處理後形成成幀數據，並通過鏈路實時將該成幀數據發往地面應用系統總部。在地面應 用系統總部，接收、存儲並處理成幀數據，生成0 3級數據，並對OA級數據做快視處理，具 體如圖2所示。衛星的下傳碼速率由初始的3Mbps提升到6Mbps或更高，線陣立體相機的解析度 也從百米提升到十米，立體相機的成像數據量大，且數據下傳速度快，這就使得立體相機的 實時數據顯示帶來了很大的難度。為了提高圖像快視的實時性要求，本發明地面應用系統 在接收圖像數據的時候將採用高性能的圖像伺服器對圖像進行解壓縮和圖像金字塔生成 工作，解壓縮後的圖像數據實時生成圖像金字塔，然後存儲在共享磁碟陣列上，以文件的形 式通過FTP提供給多個數據快視客戶端，具體如圖3所示。圖3是本發明提供的對月球衛星有效載荷中線陣立體相機實時數據進行顯示的 系統的結構示意圖。本發明提供的這種對月球衛星有效載荷中線陣立體相機實時數據進行 顯示的系統，部署於分布式C/S結構的運行管理系統上，至少包括地面站伺服器、業務運行 管理系統(OMS)伺服器、業務運行管理系統的圖像伺服器、業務運行管理系統的共享磁碟 陣列，以及多個數據快視客戶端。其中，地面站伺服器，用於對接收自月球衛星下行鏈路的線陣立體相機實時原始數據進行同步、解擾和解碼處理，生成成幀數據，並輸出給業務運行管理系統伺服器。業務 運行管理系統伺服器，用於對該成幀數據進行初步處理，生成未解壓縮的CCD相機圖像壓 縮數據，並輸出給業務運行管理系統的圖像伺服器。業務運行管理系統的圖像伺服器，用於 對該CCD相機圖像壓縮數據進行解壓縮，並將解壓縮後的圖像數據實時生成包含線陣立體 相機實時數據的圖像金字塔，存儲於業務運行管理系統的共享磁碟陣列。業務運行管理系 統的共享磁碟陣列，用於存儲該圖像金字塔，並將該圖像金字塔包含的實時數據以文件形 式提供給多個數據快視客戶端。多個數據快視客戶端，用於通過文件傳輸協議方式從業務 運行管理系統的共享磁碟陣列上獲取並顯示月球衛星有效載荷中線陣立體相機的實時數 據。由業務運行管理系統伺服器從地面站伺服器獲取CXD相機經過R/S解碼後的實時 原始數據，對實時原始數據進行分包等初步處理後，將未解壓的CCD相機圖像壓縮數據傳 送給業務運行管理系統的圖像伺服器，由圖像伺服器完成解壓和圖像金字塔的生成工作， 生成的圖片再存放到業務運行管理系統的共享磁碟陣列上，多個數據快視客戶端可根據需 求從業務運行管理系統的共享磁碟陣列上獲取CCD相機不同解析度的圖像。下面對本發明提供的這種對月球衛星有效載荷中線陣立體相機實時數據進行顯 示的系統中各組成部分進一步詳細介紹。，1)、業務運行管理系統(OMS)伺服器，在接收到地面站伺服器(DAS)進行RS解碼 後的成幀數據後，由成幀處理相關進程對數據進行處理，處理結束後將輸出兩部分數據一 是除線陣立體相機以外載荷的快視數據；二是未解壓縮的CCD相機圖像數據。輸出的數據 將存儲在業務運行管理系統伺服器的共享磁碟陣列上，由後續處理程序使用。成幀處理相 關進程由連接於業務運行管理系統(OMS)伺服器的數據預處理系統提供，該數據預處理系 統還用於接收來自所述業務運行管理系統的圖像伺服器的未解壓縮的CCD相機圖像壓縮 數據，完成載荷重處理流程。2)、業務運行管理系統的圖像伺服器是一臺獨立的高性能圖形工作站，其通過TCP 連接從業務運行管理系統伺服器上獲取未解壓的C⑶相機圖像數據。該圖像伺服器調用解 壓算法動態連結庫，輸出解壓後的0級數據給生成圖像金字塔程序使用。圖像伺服器從所 述業務運行管理系統伺服器接收一軌未解壓縮的CCD相機圖像壓縮數據之後，以文件的形 式通過文件傳輸協議(FTP)提供給數據預處理分系統，完成載荷重處理流程。在解壓縮的 時候，同時用到了中央處理器(CPU)和圖像處理器(GPU)，二者協同處理完成。3)、圖像伺服器上的圖像金字塔生成程序，將實時處理解壓後的0級數據，生成圖 像金字塔(大量不同解析度的JPG圖片，邊收數據邊生成)。圖象金字塔就是基於原始圖 像，對解壓縮之後的數據按照金字塔的規則進行裁剪和縮放後形成若干個圖片，在內存中 以BMP的形式存放。之後，把BMP圖片壓縮成JPG的格式，生成大量不同解析度的JPG圖片， 並寫到業務運行管理系統的共享磁碟陣列上。在GPU處理圖像縮放金字塔的過程中，為了儘可能發揮GPU的協同並行處理能力， 設計了多個緩衝隊列，至少包括待解壓縮隊列、第零層圖塊隊列和第一層圖塊隊列。圖像處 理器收到的每幀數據，經過通道(實時和延時通道)和壓縮比(2、4、8倍壓縮)劃分，發送 到待解壓縮隊列，由解壓縮線程完成解壓縮處理；經解壓縮後的圖像數據經分塊後，放到第 零層圖塊隊列，等待第一圖像處理器縮放線程處理調用；經第一圖像處理器的縮放線程處理生成的圖形經過劃塊排入第一層圖塊隊列，等待第二圖像處理器的縮放線程處理，之所 以在圖像縮放中設置了兩個緩衝隊列和兩個圖形縮放線程，就是利用流水式的和並行式的 多線程處理方式獲得更好的實時性。一幀壓縮數據解壓之後就是一整幅分大小為6144mmX 1024mm的BMP圖片，第二 圖像處理器的縮放線程根據該解壓縮後的數據生成索引文件，並對該解壓縮後的數據進 行分塊生成圖像文件。更具體的來說，經過解壓後的圖形數據，本發明將它劃分成大小為 256mmX256mm的圖塊，將劃分好的若干圖塊發給GPU，由GPU來並行完成若干圖塊的圖像縮 放的處理，生成整幅大小為3072mmX 512mm的BMP圖片，再經過劃分成大小為256mmX 256mm 的圖塊，經GPU對圖塊進行縮放後，生成整幅大小為1536mmX 256mm的BMP圖片。每一層分 割後的數據轉化成JPG圖像文件格式存於業務運行管理系統的共享磁碟陣列。圖像的切割 縮放見圖4。GPU處理圖形的縮放，採用雙三次插值算法，函數f在點(x，y)的值可以通過矩形 網格中最近的十六個採樣點的加權平均得到。雙三次插值通過下式進行計算a00+al0x+a01y+a20x2+allxy+a02y2+a21x2y+al2xy2+a22x2y2+a30x3+a03y3+a31 x3y+al3xy3+a32x3y2+a23x2y3+a33x3y3整個處理過程中，解壓縮和生成金字塔處理都同時用到了 CPU和GPU的協調並行 處理方式，數據幀的流水處理和解壓縮和金字塔的並行處理，大大提高了系統的實時性能。4)成像處理後的圖片以文件形式通過FTP方式存放在業務運行管理系統的共享 磁碟陣列上，以供業務運行管理系統客戶端的並發請求訪問，因為共享磁碟陣列上存放的 是不同解析度的圖片，因此可以依據客戶請求，量體定製返回不同解析度的客戶響應信息。成幀數據處理方案中，成幀數據處理分兩種流程實時處理流程和重處理流程。實 時處理流程的數據流見圖2。預處理程序從兩個途徑獲取數據從圖像伺服器獲取解壓後的CCD 0級數據文 件；從業務運行管理系統伺服器獲取R/S解碼後的成幀數據文件，除CCD數據之外的其他數 據均從此文件解碼得到(拋掉CXD數據，無需重新解壓)。重處理流程與實時處理流程幾乎完全隔離，預處理的重處理程序獲取原始數據之 後，在一臺獨立的高性能圖形工作站上進行重處理(使用專門的解壓縮動態連結庫)。數據 流示意圖如圖5。業務運行管理系統客戶端根據現有的縮放比例、可見區域，實時計算出應該獲取 圖像金字塔中哪一個層次的哪些圖片，並通過FTP從共享磁碟陣列上獲取。假設圖像金字塔中的圖片均為256mmX256mm的JPG圖片，一個文件所佔存儲空間 大約是 13KB (Paint. Net，90%質量)，如圖 6。客戶端為普通監視微機假設屏幕解析度是1920X 1080 (23寸寬屏)。最多能顯 示15X9= 135個圖片，傳輸流量是1755KB左右。如果屏幕解析度是1280X 1024(現有的 17寸普屏)，則最多能顯示10X8 = 80個圖片，傳輸流量為1030KB左右。客戶端為大屏幕控制機假設屏幕解析度是6144X2304。最多能顯示48X18 = 864個圖片，傳輸流量是11232KB (IlMB)左右。當新數據到達，或者用戶拖動滾動條改變可見區域時，往往只需要傳輸新露出來 的圖片，所以實際傳輸量應該會小於上面的數字。當用戶縮放時，要傳輸的數據量和上面的
這樣的設計實現，使得所有客戶端無需配備高級的顯卡設備，均可顯示CXD圖像。 而且支持實時縮放，能將6144mm的寬幅圖像壓縮到屏幕寬度，也能放大到原解析度顯示以 查看細節。支持的客戶端的數量只和圖像伺服器的FTP負載有關。而且，所有數據傳輸均 可以使用TCP連接，沒有UDP丟包的危險。只要圖像伺服器的硬碟空間充足，可存放很長時 間的歷史數據，且可隨時通過客戶端查看。以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳 細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，並不用於限制本發明，凡 在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保 護範圍之內。
權利要求
一種對月球衛星有效載荷中線陣立體相機實時數據進行顯示的系統，其特徵在於，該系統包括地面站伺服器，用於對接收自月球衛星下行鏈路的線陣立體相機實時原始數據進行同步、解擾和解碼處理，生成成幀數據，並輸出給業務運行管理系統伺服器；業務運行管理系統伺服器，用於對該成幀數據進行初步處理，生成未解壓縮的CCD相機圖像壓縮數據，並輸出給業務運行管理系統的圖像伺服器；業務運行管理系統的圖像伺服器，用於對該CCD相機圖像壓縮數據進行解壓縮，並將解壓縮後的圖像數據實時生成包含線陣立體相機實時數據的圖像金字塔，存儲於業務運行管理系統的共享磁碟陣列；業務運行管理系統的共享磁碟陣列，用於存儲該圖像金字塔，並將該圖像金字塔包含的實時數據以文件形式提供給多個數據快視客戶端；多個數據快視客戶端，用於通過文件傳輸協議方式從業務運行管理系統的共享磁碟陣列上獲取並顯示月球衛星有效載荷中線陣立體相機的實時數據。
2.根據權利要求1所述的對月球衛星有效載荷中線陣立體相機實時數據進行顯示的 系統，其特徵在於，所述業務運行管理系統伺服器接收到地面站伺服器傳輸的成幀數據，採 用成幀處理相關進程對該成幀數據進行處理，生成未解壓縮的CCD相機圖像壓縮數據。
3.根據權利要求2所述的對月球衛星有效載荷中線陣立體相機實時數據進行顯示的 系統，其特徵在於，該系統還包括一數據預處理系統，所述成幀處理相關進程由該數據預處 理系統向該業務運行管理系統伺服器提供。
4.根據權利要求3所述的對月球衛星有效載荷中線陣立體相機實時數據進行顯示的 系統，其特徵在於，所述數據預處理系統進一步用於接收來自所述業務運行管理系統的圖 像伺服器的未解壓縮的CCD相機圖像壓縮數據，所述業務運行管理系統的圖像伺服器從所 述業務運行管理系統伺服器接收一軌未解壓縮的CCD相機圖像壓縮數據之後，以文件的形 式通過文件傳輸協議提供給數據預處理分系統，完成載荷重處理流程。
5.根據權利要求1所述的對月球衛星有效載荷中線陣立體相機實時數據進行顯示的 系統，其特徵在於，所述業務運行管理系統的圖像伺服器是一臺圖形工作站，其通過TCP連 接從所述業務運行管理系統伺服器上獲取未解壓縮的CXD相機圖像壓縮數據；該業務運行 管理系統的圖像伺服器調用解壓算法動態連結庫，輸出解壓後的0級數據給圖像金字塔生 成程序使用；該圖像金字塔生成程序實時處理解壓後的0級數據，生成包含線陣立體相機 實時數據的圖像金字塔。
6.根據權利要求1所述的對月球衛星有效載荷中線陣立體相機實時數據進行顯示的 系統，其特徵在於，所述圖像金字塔是基於原始圖像對解壓縮之後的數據按照金字塔的規 則進行裁剪和縮放後形成的若干個圖片，該若干個圖片在內存中以BMP的形式存放，之後， 將該BMP形式存放的圖片壓縮成JPG的格式，生成大量不同解析度的JPG圖片，該不同分辨 率的JPG圖片構成包含該線陣立體相機實時數據的圖像金字塔。
7.根據權利要求1所述的對月球衛星有效載荷中線陣立體相機實時數據進行顯示的 系統，其特徵在於，所述業務運行管理系統的圖像伺服器在對該CCD相機圖像壓縮數據進 行解壓縮時，採用中央處理器CPU和圖像處理器GPU，CPU和GPU協同完成對該電CCD相機 圖像壓縮數據的解壓縮。
8.根據權利要求7所述的對月球衛星有效載荷中線陣立體相機實時數據進行顯示的 系統，其特徵在於，所述GPU在處理圖像縮放金字塔的過程中，採用多緩衝隊列，該多緩衝 隊列至少包括待解壓縮隊列、第零層圖塊隊列和第一層圖塊隊列。
9.根據權利要求8所述的對月球衛星有效載荷中線陣立體相機實時數據進行顯示的 系統，其特徵在於，所述業務運行管理系統的圖像處理器接收到的每幀數據，經過通道和壓 縮比劃分，被發送到待解壓縮隊列，由解壓縮線程對該圖像數據完成解壓縮處理；經解壓縮 後的圖像數據經分塊後，放到第零層圖塊隊列，等待第一圖像處理器的縮放線程處理調用； 經第一圖像處理器的縮放線程處理生成的圖形經過劃塊排入第一層圖塊隊列，等待第二圖 像處理器的縮放線程處理；一幀壓縮數據解壓之後就是一整幅分大小為6144mmX 1024mm 的BMP圖片，第二圖像處理器的縮放線程根據該解壓縮後的數據生成索引文件，並對該解 壓縮後的數據進行分塊生成圖像文件。
10.根據權利要求8所述的對月球衛星有效載荷中線陣立體相機實時數據進行顯示 的系統，其特徵在於，所述業務運行管理系統的圖像處理器接收到的每幀數據，經過通道 和壓縮比劃分，被劃分成解析度為256X256的圖塊，將該劃分好的若干圖塊發給GPU，由 GPU來並行完成若干圖塊的圖像縮放的處理，生成整幅大小為3072mmX512mm的BMP圖片， 再經過劃分成大小為256mmX256mm的圖塊，經GPU對圖塊進行縮放後，生成整幅大小為 1536mmX 256mm的BMP圖片；每一層分割後的數據轉化成JPG圖像文件格式存儲於業務運 行管理系統的共享磁碟陣列。
11.根據權利要求10所述的對月球衛星有效載荷中線陣立體相機實時數據進行顯示 的系統，其特徵在於，所述GPU對圖塊進行縮放採用雙三次插值算法，函數f在點(X，y)的 值是通過矩形網格中最近的十六個採樣點的加權平均得到的；所述雙三次插值通過下式進 行計算a00+al0x+a01y+a20x2+allxy+a02y2+a21x2y+al2xy2+a22x2y2+a30x3+a03y3+a31x 3y+al3xy3+a32x3y2+a23x2y3+a33x3y3。
12.根據權利要求9或10所述的對月球衛星有效載荷中線陣立體相機實時數據進行顯 示的系統，其特徵在於，所述每幀數據在經過通道和壓縮比劃分時，通道包括實時和延時通 道，壓縮比包括2、4、8倍壓縮。
13.根據權利要求1所述的對月球衛星有效載荷中線陣立體相機實時數據進行顯示的 系統，其特徵在於，所述多個數據快視客戶端在通過FTP方式從業務運行管理系統的共享 磁碟陣列上獲取並顯示月球衛星有效載荷中線陣立體相機的實時數據時，成幀數據處理分 兩種流程實時處理流程和重處理流程，其中在實時處理流程中，預處理程序從以下兩個途徑獲取數據從圖像伺服器獲取解壓後 的CCD相機圖像0級數據文件，以及從業務運行管理系統伺服器獲取R/S解碼後的成幀數 據文件；在重處理流程中，預處理的重處理程序獲取原始數據之後，使用專門的解壓縮動態鏈 接庫在一臺獨立的圖形工作站上進行重處理。
全文摘要
本發明公開了一種對月球衛星有效載荷中線陣立體相機實時數據進行顯示的系統，包括地面站伺服器，用於對接收自月球衛星下行鏈路的線陣立體相機實時原始數據進行同步、解擾和解碼處理，生成成幀數據；業務運行管理系統伺服器，用於對該成幀數據進行初步處理，生成未解壓縮的CCD壓縮數據；圖像伺服器，用於對該CCD壓縮數據進行解壓縮，並將解壓縮後的圖像數據實時生成包含線陣立體相機實時數據的圖像金字塔；共享磁碟陣列，用於存儲該圖像金字塔，並將該圖像金字塔包含的實時數據以文件形式提供給多個數據快視客戶端；多個數據快視客戶端，用於通過文件傳輸協議方式從共享磁碟陣列上獲取並顯示月球衛星有效載荷中線陣立體相機的實時數據。
文檔編號H04N7/18GK101982976SQ20101029671
公開日2011年3月2日 申請日期2010年9月29日 優先權日2010年9月29日
發明者付強, 任鑫, 劉建軍, 李春來, 溫衛斌, 王濤, 王芳, 邊偉, 郭濤, 高偉 申請人:中國科學院國家天文臺