一种遥测数据的压缩方法、装置及设备与流程

本技术涉及数据处理，尤其涉及一种遥测数据的压缩方法、装置及设备。

背景技术：

1、卫星遥测是指数据采集模块对卫星各分系统的工作状态参数进行遥测，以及将采集到的遥测数据通过遥测信道下传至地面站，并由地面站对接收的遥测数据解析处理后将有用信息反馈给用户，为完成卫星环境参数和测控任务监测、各分系统工作状态监测、健康故障分析和挖掘等方面提供重要的数据支撑。

2、目前，由于卫星通信能力的增强和卫星工作模式的多样化，导致地面站判断卫星工作状态所需遥测的数据种类逐渐增多，这也造成了遥测数据的数据量呈现激增的态势，但鉴于遥测信道的信道容量和带宽有限，数据压缩技术便成为了提高遥测数据传输效率的有效途经。

3、现有卫星使用的遥测数据压缩方法，通常是采用降采样方式实现高效利用遥测通道（或信道），以及为确保地面站分析数据时可以完整复现卫星在轨工作状态，卫星需要对原始的遥测数据进行下传，因此，大多停留在针对遥测数据的冗余度进行编码的无损压缩算法上。

4、然而，采用上述遥测数据压缩方式，遥测数据的采样频率较低，故对于周期性不明显或不具周期性的遥测数据（如，工作模式切换或局部状态异常）来说，难以满足高频采样的需求，并且，对于周期性明显或极具周期性的遥测数据（如，运行周期或工作模式）而言，数据冗余度仍然会很高。

5、可见，目前亟需一种遥测数据的压缩方法，避免上述遥测数据的周期性特征与采样频率选择之间的矛盾，从而提高遥测数据的压缩效率。

技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种遥测数据的压缩方法、装置及设备，用以避免遥测数据的周期性特征与采样频率选择之间的矛盾，从而提高遥测数据的压缩效率。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种遥测数据的压缩方法，所述方法包括：

3、获取卫星在轨运行过程中的多种遥测数据，并对多种遥测数据进行频域分析，获得多个主频率集合；

4、基于多个主频率集合包含的主频率数量，分别针对多种遥测数据构造图像数据集合；

5、基于多个图像数据集合构建视频流数据，并对视频流数据进行视频压缩编码。

6、第二方面，本技术实施例还提供了一种遥测数据的压缩装置，所述装置包括：

7、数据获取模块，用于获取卫星在轨运行过程中的多种遥测数据；

8、频域分析模块，用于对多种遥测数据进行频域分析，获得多个主频率集合；

9、图像构建模块，用于基于多个主频率集合包含的主频率数量，分别针对多种遥测数据构造图像数据集合；

10、数据编码模块，用于基于多个图像数据集合构建视频流数据，并对视频流数据进行视频压缩编码。

11、在一种可选的实施例中，在对多种遥测数据进行频域分析，获得多个主频率集合时，所述频域分析模块具体用于：

12、对多种遥测数据进行滤波处理，获得处理后的多种遥测数据；

13、对处理后的多种遥测数据进行频域变换，获得变换后的多种遥测数据；

14、基于变换后的多种遥测数据的频谱信息，获得多种遥测数据各自对应的主频率集合。

15、在一种可选的实施例中，在基于多个主频率集合包含的主频率数量，分别针对多种遥测数据构造图像数据集合时，所述图像构建模块具体用于：

16、若多个主频率集合中，存在主频率数量大于1的第一主频率集合，则从第一主频率集合中，筛选出n个主频率；其中，n为大于0的整数；

17、基于n个主频率，将第一主频率集合对应的遥测数据划分为n+1个子遥测数据，并基于n+1个子遥测数据，构造包含多帧图像数据的图像数据集合。

18、在一种可选的实施例中，在基于n+1个子遥测数据，构造包含多帧图像数据的图像数据集合时，所述图像构建模块具体用于：

19、按照数据分割阈值，分别将n+1个子遥测数据划分为m个数据帧；其中，数据分割阈值表征：每个子遥测数据的数据最小分割长度，m为大于1的整数；

20、分别基于n+1个子遥测数据各自的m个数据帧，构造单帧图像数据，并基于获得的多个单帧图像数据，构造包含多帧图像数据的图像数据集合。

21、在一种可选的实施例中，在基于n个主频率，将第一主频率集合对应的遥测数据划分为n+1个子遥测数据之后，所述图像构建模块还用于：

22、从n+1个子遥测数据中，筛选出数据量最大的第一子遥测数据；

23、将n+1个子遥测数据中，除第一子遥测数据之外的n个子遥测数据，以第一子遥测数据为基准进行数据对齐。

24、在一种可选的实施例中，在将n+1个子遥测数据中，除第一子遥测数据之外的n个子遥测数据，以第一子遥测数据为基准进行数据对齐时，所述图像构建模块具体用于：

25、针对n个子遥测数据中的前n-1个子遥测数据，分别执行以下操作：

26、基于第l+1个子遥测数据，对第l个子遥测数据进行数据补充，直至补充后的第l个子遥测数据与第一子遥测数据的数据量相同为止；其中，l为大于0且小于n的整数。

27、在一种可选的实施例中，在将n+1个子遥测数据中，除第一子遥测数据之外的n个子遥测数据，以第一子遥测数据为基准进行数据对齐时，所述图像构建模块还用于：

28、采用设定数据补充规则，对n个子遥测数据中的第n子遥测数据进行数据补充，直到补充后的第n个子遥测数据与第一子遥测数据的数据量相同为止。

29、在一种可选的实施例中，在基于多个主频率集合包含的主频率数量，分别针对多种遥测数据构造图像数据集合时，所述图像构建模块还用于：

30、若多个主频率集合中，存在主频率数量为1的第二主频率集合，则基于第二主频率集合对应的遥测数据，构造包含单帧图像数据的图像数据集合。

31、在一种可选的实施例中，在分别针对多种遥测数据构造图像数据集合之后，所述图像构建模块还用于：

32、基于多种遥测数据的数据特征，对多种遥测数据进行相关性分析，获得多个数据相似度；

33、对多个数据相似度进行排序，获得相似度排列顺序，并将相似度排列顺序作为多个图像数据集合的图像排列顺序。

34、在一种可选的实施例中，在基于多个图像数据集合构建视频流数据时，所述数据编码模块具体用于：

35、若多个图像数据集合中，存在包含多帧图像数据的第一图像数据集合，则基于第一图像数据集合构建视频流数据；

36、若多个图像数据集合中，存在包含单帧图像数据且图像数据量小于数据量阈值的第二图像数据集合，则基于第二图像数据集合构建视频流数据。

37、在一种可选的实施例中，所述数据编码模块还用于：

38、若多个图像数据集合中，存在包含单帧图像数据且图像数据量不小于数据量阈值的第三图像数据集合，则对第三图像数据集合进行图像压缩编码。

39、第三方面，本技术提供了一种数据压缩设备，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时用于：

40、获取卫星在轨运行过程中的多种遥测数据，并对多种遥测数据进行频域分析，获得多个主频率集合；

41、基于多个主频率集合包含的主频率数量，分别针对多种遥测数据构造图像数据集合；

42、基于多个图像数据集合构建视频流数据，并对视频流数据进行视频压缩编码。

43、在一种可选的实施例中，所述处理器具体用于：

44、对多种遥测数据进行滤波处理，获得处理后的多种遥测数据；

45、对处理后的多种遥测数据进行频域变换，获得变换后的多种遥测数据；

46、基于变换后的多种遥测数据的频谱信息，获得多种遥测数据各自对应的主频率集合。

47、在一种可选的实施例中，所述处理器具体用于：

48、若多个主频率集合中，存在主频率数量大于1的第一主频率集合，则从第一主频率集合中，筛选出n个主频率；其中，n为大于0的整数；

49、基于n个主频率，将第一主频率集合对应的遥测数据划分为n+1个子遥测数据，并基于n+1个子遥测数据，构造包含多帧图像数据的图像数据集合。

50、在一种可选的实施例中，所述处理器具体用于：

51、按照数据分割阈值，分别将n+1个子遥测数据划分为m个数据帧；其中，数据分割阈值表征：每个子遥测数据的数据最小分割长度，m为大于1的整数；

52、分别基于n+1个子遥测数据各自的m个数据帧，构造单帧图像数据，并基于获得的多个单帧图像数据，构造包含多帧图像数据的图像数据集合。

53、在一种可选的实施例中，所述处理器还用于：

54、从n+1个子遥测数据中，筛选出数据量最大的第一子遥测数据；

55、将n+1个子遥测数据中，除第一子遥测数据之外的n个子遥测数据，以第一子遥测数据为基准进行数据对齐。

56、在一种可选的实施例中，所述处理器具体用于：

57、针对n个子遥测数据中的前n-1个子遥测数据，分别执行以下操作：

58、基于第l+1个子遥测数据，对第l个子遥测数据进行数据补充，直至补充后的第l个子遥测数据与第一子遥测数据的数据量相同为止；其中，l为大于0且小于n的整数。

59、在一种可选的实施例中，所述处理器还用于：

60、采用设定数据补充规则，对n个子遥测数据中的第n子遥测数据进行数据补充，直到补充后的第n个子遥测数据与第一子遥测数据的数据量相同为止。

61、在一种可选的实施例中，所述处理器还用于：

62、若多个主频率集合中，存在主频率数量为1的第二主频率集合，则基于第二主频率集合对应的遥测数据，构造包含单帧图像数据的图像数据集合。

63、在一种可选的实施例中，所述处理器还用于：

64、基于多种遥测数据的数据特征，对多种遥测数据进行相关性分析，获得多个数据相似度；

65、对多个数据相似度进行排序，获得相似度排列顺序，并将相似度排列顺序作为多个图像数据集合的图像排列顺序。

66、在一种可选的实施例中，所述处理器具体用于：

67、从多个图像数据集合中，存在包含多帧图像数据的第一图像数据集合，则基于第一图像数据集合构建视频流数据；

68、若多个图像数据集合中，存在包含单帧图像数据且图像数据量小于数据量阈值的第二图像数据集合，则基于第二图像数据集合构建视频流数据。

69、在一种可选的实施例中，所述处理器还用于：

70、若多个图像数据集合中，存在包含单帧图像数据且图像数据量不小于数据量阈值的第三图像数据集合，则对第三图像数据集合进行图像压缩编码。

71、第四方面，本技术提供了一种数据解压设备，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时用于：

72、接收来自于数据压缩设备的压缩数据；其中，压缩数据包括：视频压缩编码后的视频流数据和/或图像压缩编码后的单帧图像数据；

73、对压缩数据进行解码解压缩，获得相应的遥测数据。

74、第五方面，本技术提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述的一种遥测数据的压缩方法步骤。

75、第六方面，本技术提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品在被计算机调用时，使得所述计算机执行如第一方面所述的遥测数据的压缩方法步骤。

76、本技术有益效果如下：

77、在本技术实施例所提供的遥测数据的压缩方法中，根据卫星在轨运行过程中的多种遥测数据，各自对应的主频率集合构造图像数据集合，并且，针对满足视频构造条件的图像数据集合构建视频流数据，并对视频流数据进行视频压缩编码；这样，实现了图像/视频压缩算法的卫星在轨应用，充分发挥了图像/视频压缩算法，对于周期性、相关性明显的信号（即低采样频率需求的遥测数据）具有极高的压缩比，对于局部变化细节丰富的信号（即高采样频率需求的遥测数据）能保留信号变化细节的特点，故而，避免了相关技术中，对于周期性不明显或不具周期性的遥测数据来说，难以满足高频采样的需求，以及对于周期性明显或极具周期性的遥测数据而言，数据冗余度仍然会很高的问题，即这种方式，避免了遥测数据的周期性特征与采样频率选择之间的矛盾，提高了遥测数据的压缩效率。

78、此外，本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者，通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。