专利名称：图像传输中导流环误码的纠正方法
技术领域：
本发明涉及图像传输中纠错编码和解码的技术，具体是指一种图像传输中导 流环误码的纠正方法，它应用于全方位光学成像系统的图像传输系统中。
背景技术：
在全方位成像系统中，如全方位红外成像系统，由于红外成像系统不断地进
行360°旋转成像，其获取的图像通常是通过导流环来传输的。导流环由若干 环数组成，每一环传输一位图像信息。由于制造工艺和长时间机械摩擦，导流 环表面很容易出现轻微的破损或粘上细小尘埃，这都会导致某环上连续传输的 几十乃至上百比特的图像数据出错。如果不能及时纠正这些错码，根据实际接 收到的图像数据将无法还原出正确的原始图像，进而也无法进行下一步的分析 和处理。
目前，针对导流环在传输过程中发生误码的问题，尚没有真正有效的解决方 法。 一般情况下，如果图像传输的误码率没有超过可以容忍的范围，那么让原 来的导流环继续工作；否则更换新的导流环，尽量减小其发生误码的可能性， 进而降低图像传输的误码率。
发明内容
本发明的目的是提供一种图像传输中编码和解码技术来解决导流环传输中 出现误码的问题。
本发明图像传输中导流环误码的纠正方法如附图1所示，其纠错方法为 首先通过RS(Reed Solomon)纠错编码模块对来自成像系统的图像数据进行RS
编码，被RS编码后的图像数据经导流环传输至RS纠错解码模块，RS纠错解 码模块对图像数据进行解码、纠错处理后传送至图像接收平台，完成整个图像 的传送。
本发明采用RS码作为纠错编码的算法，根据实际传输图像的大小和纠错要 求选取RS码的参数。对RS编码而言，主要参数有"、h f和m;其中"表示 总码段长度，A表示信息码段长度，2f表示监督码段长度，m表示编码宽度；它 们之间存在以下关系
<formula>formula see original document page 4</formula>
一般图像信息位数较多，不能直接被选作RS码的编码宽度，否则会大大增加 算法实现的难度和对硬件性能的要求， 一般选取所需传输图像位数的1/2。 1/3 作为RS的编码宽度m，根据选取的m由公式(2)确定总码段长度"，依据算 法的纠错性能指标L总码段长度m由公式(1)可以确定信息码段长度h至 此RS编码参数被最终确定下来，即RS("， 0。
本发明中的RS编码模块结构如附图2所示，该模块首先设置两个缓冲区， 组成乒乓结构，每个缓冲区可以用来存储一帧图像的大小。接下来则是根据所 选择的RS编码参数，设置一个寄存器组，其长度和宽度分别由编码长度和宽 度来确定。缓冲区里的图像数据根据寄存器组的长度和宽度进行适当的拆分和 组合，必要时做一些添补，再依次存入寄存器组。当寄存器组存满时， 一个编 码信息包就准备好了，传送给下一步的RS编码器进行纠错编码。在图像数据 被编码之后，则开始进行发送。发送之前先要对数据进行行列变换。这是因为， 一般导流环出错是某一环上连续出错，如果不对数据进行变换，则会造成一个
发送信息包内连续多个码值出错，超过了纠错编码的纠错能力，从而使纠错算 法失效。通过对数据行列变换，保证了导流环每一环上传送的是同一个编码的 所有比特，即使该环出现传输错误，错误也被控制在一个或少数几个编码中，
不超过编码的纠错能力，从而保证在接收端能够正确还原原始数据。在RS编 码器后面再设置一个寄存器组，其长度和宽度分别由导流环的传输宽度和RS 编码器的编码宽度来确定。当寄存器组存满时， 一个发送信息包就准备好了， 传送给下一步的数据发送模块进行发送。数据发送模块是整个编码模块的最后 一个组成部分，它的作用是将发送信息包按照确定的发送方式传送给导流环发 送出去。
本发明中的解码模块结构如附图3所示，该解码模块是编码模块的一个逆 过程。首先是一个数据接收模块，与上面的数据发送模块相对应。数据接收过 来之后，需要设置一个先进先出缓冲区(FIFO)，其长度和宽度分别由解码的长 度和宽度决定。当FIFO存满时， 一个解码信息包就准备好了，传送给下一步的 RS解码器进行解码。在RS解码器后面设置两个缓冲区，和编码模块里面一样， 这两个缓冲区也是组成乒乓结构，每个缓冲区也是用来存储一帧的图像数据。 解码后的图像数据按照编码模块里拆分组合的逆过程被还原成原始的图像数 据，再依次存入缓冲区。缓冲区后面是数据输出模块，将传送过来的图像数据 按原来输入的方式输出。
本发明的优点在于它有效地解决了图像传输中的导流环引起的误码问题， 从而大大提高了系统传输的准确率。另外，该方法实现起来比较简单，对系统 硬件要求不高，具有较高的实用价值。
图1为红外图像传输中纠正导流环误码的系统构成框图。
图2为纠错编码模块的结构框图。 图3为纠错解码模块的结构框图。
具体实施例方式
下面结合应用实例进一步详细地说明本方法的应用过程。
某全方位红外成像系统头部探测器传送过来的图像为每帧292个数据，每 个数据14位。第一步是需要确定RS编码的参数。 一般来说，比较合适的码宽 为7或者5，本例中我们出于尽量提高运算速度的考虑，最后确定码宽附=5， 也即将每个14位的数据补一个零凑成15位然后拆分成三个5位的数据进行编 码。确定m之后，根据总码段长度"和公式(2)，可以得到附=31。确定w和 "之后，接下来则是根据系统纠错性能指标确定f和h在本全方位红外成像系 统中，导流环的传输宽度为12位，需要达到的纠错性能指标为每次传输可以保 证纠正2个以下的错误。现在RS编码完总码段长度为"二31，也即用导流环传 输需要分三次完成，每次传输12个编好的码字。这样总的纠错性能要求就达到 2X3 = 6个，这也就是说^ = 6，根据公式(1)，可以得到^:=19。至此，全方 位红外成像系统中采用的RS编码参数被最终确定下来，即RS(31，19)。
参数确定下来之后，接下来则是结合输入图像的大小以及导流环的传输宽度 确定编解码模块中缓冲区、寄存器组以及FIFO的长度和宽度。首先，缓冲区的 长度和宽度分别为292和14，鉴于每个缓冲区都用来接收和保存一帧的图像数 据。其次，对于选定的RS(31，19)编码器而言，每一个编码信息包的长度为19、 宽度为5，于是编码模块中寄存器组I的长度和宽度分别为19和5;导流环的 传输宽度为12，编码器编码输出后信息码字宽度还是为5，即一个发送信息包
的长度为12、宽度为5，于是编码模块中寄存器组II的长度和宽度分别为12 和5。再次，对RS(31，19)解码器而言， 一个解码信息包的长度为31、宽度为5， 于是解码模块中FIFO的长度和宽度分别为31和5。
最后，按照附图2和附图3中的模块结构图设计并实现纠错编码和解码模 块，将其应用于本全方位红外成像系统图像从传输系统中。
权利要求
1.一种图像传输中导流环误码的纠正方法，它采用RS码作为纠错编码的算法，其纠错方法为首先通过RS纠错编码模块对来自光学成像系统的图像数据进行RS编码，被RS编码后的图像数据经导流环传输至RS纠错解码模块，RS纠错解码模块在对图像数据进行解码并纠正导流环传送环节发生的错误，解码处理后图像数据传送至图像接收平台，完成整个图像的传送和纠错工作。
2. 根据权利要求l所述一种图像传输中导流环误码的纠正方法，其特征在 于所说的RS编码算法中，选取RS编码参数总码段长度"为所需传输图像位 数的1/3至1/2。
全文摘要
本发明公开了一种光学成像系统图像传输中导流环误码的纠正方法。该方法采用RS(Reed Solomon)码作为纠错编码的算法，并根据实际传输图像的大小和纠错要求选取RS码的参数，然后按照所选参数以及导流环的传输特点设计相应的纠错编码和解码模块，实现对图像传输中导流环误码的纠正。本发明的优点是能够及时并有效地纠正导流环传输图像过程中的突发错误，保证光学成像系统所获取的图像数据正确无误地传送到接收端，进而能够还原出原始图像以进行下一步的分析和处理。
文档编号H04N7/64GK101170706SQ200710170719
公开日2008年4月30日 申请日期2007年11月21日 优先权日2007年11月21日
发明者冷寒冰, 刘文娟, 涌 张, 争 李, 佳 赵, 捷 陈 申请人:中国科学院上海技术物理研究所