中國科大流媒體處理科技應用於神州十四號載人飛船返回艙圖像增強

6月5日,神州十四號載人飛船成功發射,約7小時後成功對接於天和覈心艙,太空人陳冬、劉洋、蔡旭哲進入天和覈心艙,並將按計畫開展相關工作。此次神舟載人飛船返回艙影像首次使用了中國科學技術大學吳楓教授課題組研製的流媒體圖像品質增强系統,該系統基於他們所建立的非均勻率失真理論,顯著提升了影像的清晰度和畫質。

6月5日,神州十四號載人飛船成功發射,約7小時後成功對接於天和覈心艙,太空人陳冬、劉洋、蔡旭哲進入天和覈心艙,並將按計畫開展相關工作。此次神舟載人飛船返回艙影像首次使用了中國科學技術大學吳楓教授課題組研製的流媒體圖像品質增强系統,該系統基於他們所建立的非均勻率失真理論,顯著提升了影像的清晰度和畫質。

圖:神州十四號載人飛船發射升空,右側的返回艙影像已使用圖像增強科技

神舟載人飛船返回艙是太空人在飛船發射、交會對接以及返回地面階段需要乘坐的飛船艙。與在軌的空間站不同,返回艙和地面之間的通信連結資源極其有限,使用傳統的視頻通信技術嚴重影響了返回艙影像的分辯率和畫質。在神舟十三號及以前的飛船中,返回艙影像的有效分辯率僅為352×288,難以適應現時高解析度、大屏顯示的畫面要求。

中國科大吳楓教授課題組在2021年11月接到需求後,組織人員開展科研攻關,基於他們所建立的非均勻率失真理論,提出了深度學習壓縮視頻超分辯率增强科技,將影像的分辯率提升16倍以上至1920×1080,影像峰值信噪比提高4dB以上;進一步研製了支持實时流媒體處理的圖像增強系統,系統處理速度達到25幀/秒,端到端處理時延小於1秒。該系統用於返回艙和地面之間的視頻通信中提升影像的清晰度和畫質。系統應用後,主觀感受視頻畫質有顯著提升,在4K以上的大屏顯示更加明顯。系統已在神舟十四號載人飛船的待發段、發射段、上升段和交會對接段全程使用,後期能够用於神舟十四號載人飛船的返回段以及神舟系列載人飛船的後續任務。

中國科大資訊科學技術學院的教師、研究生以及合肥綜合性國家科學中心人工智慧研究院的工程師參與了該項技術攻關和系統研製。

本文標題: 中國科大流媒體處理科技應用於神州十四號載人飛船返回艙圖像增強
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