基于PCI-9846武器数据链测试技术的研究及实现(4)

4.5基于PCI-9846图像ROI处理技术

凌华科技PCI-9846是4通道16位40MS/s采样数字化仪，专为输入信号频率高达20MHz的高频和高动态范围的信号而设计，模拟输入范围可以通过编程设置为±1V/±0.2V或±5V/±0.4V，配备了容量高达512MB的板载内存，摆脱了PCI总线的约束，使之能储存更长时间的数据。PCI-9846配备了四个高线性度的16位A/D转换器。

PCI-9846相对于其他的采样数字化仪，其特点可以概括为以下几点：

l 标准高度，半长PCI规格;

l 支持5V和3.3V PCI信号;

l 支持32位/66MHz PCI接口;

l 16位高分辨率A/D转换器;

l 每通道采样率最高40MS/s;

l 板载四通道共享的512M内存，用于存储数据;

l 可编程输入电压范围±0.2V/±1V或±1V/±5V;

l 模拟输入带宽可达20MHz;

l 支持scatter-gather DMA传输。

4.5.1基于PCI-9846的图像存储

基于PCI-9846的图像存储系统流程可由以下几部分构成：

l 图像模拟信号经由PCI-9846转化成数字信号并进入接收设备(如计算机);

l 数字信号在接收设备中进行ROI区域的划分，切割;

l 将ROI信号进行消除噪声，增加分辨率，除锯齿操作等，增加清晰度;

l 将非ROI信号进行压缩，减少存储容量;

l 将信号进行整合，并进行压缩处理;

l 建立数据库并存储最后的数据。

4.5.2 感兴趣区域图像编码技术

感兴趣区(Region of interest, ROI) 图像编码技术是近年来数字图像压缩编码领域的一个研究重点. 其在图像高压缩比下, 能够更好地保证重建图像ROI质量, 是有效解决图像质量和压缩比之间矛盾的一种重要手段。ROI 编码算法的基本原理是:对输入的图像进行小波变换, 根据图像感兴趣区产生ROI 掩膜, 移动ROI 掩膜内的小波系数使其位于较高的位平面, 在随后进行的嵌入式编码中实现优先编码、优先传输, 使得解码重建后的ROI 比背景区拥有更好的质量. 但此类算法需要增加一定的位平面数量, 解码时也必须对移动了的位平面进行逆平移, 增加了一定的复杂度. 另一类ROI 编码方法是基于优化截断嵌入式编码(Embedded block coding with optimized truncation, EBCOT) 算法中码块失真计算的. 其中具有代表性的是由Taubman 提出的隐式ROI 算法, 其通过增加ROI 码块失真度量的权重, 使得编码码流中包含更多的ROI 信息,从而提高重建图像ROI 质量. 其优点在于不改变位平面的数量, 不需要附加ROI 形状信息, 解码也不必进行额外操作, 复杂度低. 但是, 由于编码是以码块为单位, 某些ROI 码块中可能包含大量背景区域的小波系数, 而只有少数ROI 信息, 因此该算法在一定程度上影响了编码效率, 在低码率(不大于0.5 bit/pixel) 下, 重建图像ROI质量相对于背景区域提高不明显.相应出现了一种处理方法，通过降低ROI码块中背景区域的小波系数权重, 以减小这些系数对编码的影响, 使重建图像ROI质量明显提高. 但是, 其采用的方式是一种有损操作, 在较高码率下影响了重建图像的背景区域质量，用ROI码块中感兴趣区小波系数的个数在码块中所占的比例调节权重, 取得了很好的效果。

5. 结束语

目前,外军数据链自动测试系统(ATS)正朝着通用化、标准化、网络化和智能化的方向迈进。本数据链测试系统也在朝着构建通用化自动测试系统方面上迈进,通过共享测试软硬件资源，采用开放的技术标准和测试标准,以期减少测试系统软、硬件的开发和升级费用，规范软硬件开发过程,提高测试设备中各功能模块的互换性和通用性,实现测试用例程序集TPS的可移植性和可重用性，最终达到整个测试系统的可重构性，一个高性能测试系统,能够通过优化丰富测试用例,实现测试系统的不断升级;还可在构建网络化测试系统上,应用专用的IP承载网，实现测试过程的远程控制与远程故障诊断。

参考文献

[1] 韩大伟，周军，于晓洲.基于PXI 总线的导弹自动测试系统设计.计算机测量与控制.2008,16(11).

[2] David Astels. 测试驱动开发实用指南(第一版).北京:中国电力出版社, 2004.

[3] 郝立坤,杨锁昌,毕忠安.基于工控机的某型导弹测试系统研究.仪表技术.2008,第10期.