Многомерное пространственное преобразование потокового видео в каналах спутниковой связи

Резюме: Рассмотрена задача сжатия потокового видео высокого разрешения для передачи по низкоскоростным каналам спутниковой связи малых космических аппаратов. Определено, что специфика использования малых аппаратов на низких орбитах, с одной стороны накладывает ряд ограничений по массогабаритным характеристикам и энергопотреблению, с другой стороны открывает новые возможности для получения визуальной информации высокого разрешения. Рассмотрены подходы к сжатию видеоданных в режиме реального времени, позволяющие реализовать сверхминиатюрный кодер в базисе «система-на-кристалле». Предложен метод кодирования, основанный на комплексном использовании принципов кодирования AV1 и многомерного пространственного преобразования. Показана практическая достижимость разработанного метода и алгоритмов. Предложены пути развития метода и создания системы сжатия видеоданных.

Ключевые слова: малый космический аппарат, канал связи, СБИС, кодирование, модель, алгоритм.

O.V. Nepomnyashcy, M.S. Medvedev, A.B. Nikolaev, I.V. Kochan, I.S. Shishkina

Multidimensional spatial transformation of streaming video in satellite communication channels

Summary: The problem of compression of high-resolution streaming video for transmission over low-speed satellite communication channels of small spacecraft is considered. It has been determined that the specificity of using small spacecraft in low orbits, on the one hand, imposes a number of restrictions on weight and size characteristics and energy consumption, on the other hand, it opens up new opportunities for obtaining high-resolution visual information. Approaches to real-time video data compression are considered, which make it possible to implement a subminiature encoder in the “system-onchip” basis. A coding method based on the complex principles of AV1 coding and multidimensional spatial transformation is proposed. The practical attainability of the developed method and algorithms is shown. The ways of developing the method and creating a video data compression system are proposed.

Keywords: small spacecraft, communication channel, VLSI, coding, model, algorithm.

DOI:10.34219/2078-8320-2021-12-4-29-34

Nepomnyashcy O. V. – Ph.D., Professor, Head of the department «Computer Science», Institute of Space and Information Technology, Siberian Federal University. e-mail: 2149972@mail.ru

Медведев М. С. – кандидат технических наук, доцент кафедры «Вычислительной техники», Институт Космических и Информационных Технологий, Сибирский Федеральный Университет. e-mail: aipracs@mail.ru

Medvedev M. S. – Ph.D., Associate Professor of the «Computer Science» department, Institute of Space and Information Technology, Siberian Federal University.e-mail: aipracs@mail.ru

Николаев А. Б. – начальник сектора АО ИСС им. ак. М.Ф. Решетнева, г. Железногорск. e-mail: nic@iss-reshetnev.ru

Nikolaev A. B. – Head of sector JSC Academician M.F. Reshetnev Information Satellite Systems, Zheleznogorsk. email: nic@iss-reshetnev.ru

Кочан И. В. – аспирант, Институт Космических и Информационных Технологий, Сибирский Федеральный Университет. e-mail: kochaniv85@gmail.com

Kochan I. V. – postgraduate student, Institute of Space and Information Technology, Siberian Federal University. e-mail: kochaniv85@gmail.com

Шишкина И. С. – студент, Институт Космических и Информационных Технологий, Сибирский Федеральный Университет. e-mail: shishkinais@yandex.ru

Shishkina I. S. – student, Institute of Space and Information Technology, Siberian Federal University. e-mail: shishkinais@yandex.ru