最高可达100倍压缩！钒星北斗开放平台：渐进式图片压缩库，实现北斗三号RDSS短报文图片传输

在北斗三号系统的服务区域扩展到全球，RDSS服务性能和容量相对北斗二号大幅提升的背景下，我们研究了基于北斗三号 RDSS链路的语音图像传输技术，可以弥补传统通信系统覆盖能力弱，以及当前阶段我国卫星通信能力相对不足的缺陷。相较于北斗二号，北斗三号短报文服务性能已得到大幅提升，可面向我国及周边用户提供更优质的服务，目前，北斗三号五级卡单条发送容量是1750字节/条。

我们在深入理解RDSS链路传输特点的基础上，突破了高压缩比的语音图像编码和解码技术，设计了低延时的语音图像数据调度协议，实现了用户间点对点连续语音图像传输，以及用户和后台间语音图像即时回传。

我们的RDSS图像传输技术能够完成40倍压缩率情况下，图像质量评价指标PSNR不低于20dB，且创新性实现了图像压缩的渐进传输方式。

（北斗三号短报文发送图片流程演示）

一、工作流程

1、终端拍下相片或者从相册选择相片后，可选择裁剪比例和压缩率；

2、确认发送后，终端内置的压缩库将图片分割为N包，并通过北斗三号短报文卫星发到电脑端；

3、电脑端接收数据包后，通过压缩库进行解压，并实时显示最新图像效果；

4、本技术采用渐进式传输方式，收到2-3包数据则能看清大概轮廓，收到数据包越多则越清晰；

5、在接收数据的后期即使丢包了1-2包数据也不会对图片质量造成较大影响；

二、功能优势

1、高压缩比

创新性提出并实现了分包传输情况下图像渐进式显示技术，最优化利用宝贵的信道带宽，实现窄带宽下抗误码、高压缩比图像传输，最大可实现100倍压缩比。

2、高质量

实现图像数据的渐进式数据分包传输协议，后台收到数据后会进行解压和补偿，根据满足用户实际使用中的图像质量要求。

3、高时效

传统的方式是收到所有压缩包后才解压看到图片，如果遇到丢包则无法解压，而本技术收到2-3包数据则能看清大概轮廓，收到数据包越多则越清晰。

（背景）

天通卫星电话的流量费为16元/MB，一张图片原图为2MB，使用本压缩库可以压缩到20KB再还原到2MB

（得出）

1兆流量可以发51张图片，使用本压缩库发送2MB图片费用仅0.3元/张

三、技术特点

1、图像渐进式传输技术

北斗三号最高可支持的传输方式是每1秒钟14Kbit数据，数据链路的误码率为10^(-5)，在这一条件下对压缩后图像数据传输，要求压缩算法具有较强的抗误码能力，保证误码不扩散，为保证数据传输的实时性，压缩算法应在高压缩比下能具有良好的图像质量。

为了支持北斗三号低码速率传输条件下数据分包传输协议，实现高误码率下图像压缩数据的可靠性传输，同时实现图像的自适应压缩，满足在不同传输延时要求下图像数据的可靠传输。

（PSNR峰值信噪比）

我们研究提出了基于RDSS传输协议下图像压缩数据分包重传策略，创新性提出并实现了分包传输情况下图像渐进式显示技术，最优化利用宝贵的信道带宽，实现窄带宽下抗误码、高压缩比图像传输。

2、窄带宽下高压缩比图像传输策略优化

针对北斗三号低码速率、较高误码率和数据包大小限制等传输条件下，实现图像数据的渐进式数据分包传输协议，满足实际使用中实时性与图像质量的要求。

该技术根据实际传输需求，采用自适应高压缩比策略，压缩后图像数据按渐进顺序进行二次封装，封装协议中包含帧头和帧计数信息，可支持应用层数据包重传，最优化利用宝贵的信道带宽，满足用户对图像数据获取的实时性要求和对高图像质量的要求。

3、抗长时延的语音图像传输协议

为了解决RNSS语音图像传输方面的困难，本文通过在RNSS传输中引入网络编码技术，设计提出了基于编码冗余的语音图像传输协议 。

该机制提出根据链路丢包率，发送端在正常的报文序列中合理加入冗余编码报文，接收端通过这些编码报文解码产生丢失的原始报文，从而避免了丢包重传所带来的时间损耗。

四、应用场景

五、演示视频