流媒体技术助力神舟十四号返回舱图像增强

6月5日，神舟十四号载人飞船成功发射，约7小时后成功对接于天和核心舱，航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲进入天和核心舱，并将按计划开展相关工作。此次神舟十四号载人飞船返回舱图像首次使用了中国科学技术大学吴枫教授课题组研制的流媒体图像质量增强系统，显著提升了图像的清晰度和画质。

神舟十四号载人飞船发射升空，右侧的返回舱图像已使用图像增强技术 中国科学技术大学供图

神舟载人飞船返回舱是航天员在飞船发射、交会对接以及返回地面阶段需要乘坐的飞船舱。与在轨的空间站不同，返回舱和地面之间的通信链路资源极其有限，传统的视频通信技术严重影响了返回舱图像的分辨率和画质。在神舟十三号及以前的飞船中，返回舱图像的有效分辨率仅为352×288，难以适应目前高分辨率、大屏显示的画面要求。

吴枫课题组在2021年11月接到需求后，组织人员开展科研攻关。基于他们所建立的非均匀率失真理论，提出了深度学习压缩视频超分辨率增强技术，将图像的分辨率提升16倍以上至1920×1080，图像峰值信噪比提高4分贝以上。

课题组进一步研制了支持实时流媒体处理的图像增强系统，系统处理速度达到25帧每秒，端到端处理时延小于1秒。该系统用于返回舱和地面之间的视频通信中提升图像的清晰度和画质。系统应用后，主观感受视频画质有显著提升，在4K以上的大屏显示更加明显。

目前，图像增强系统已在神舟十四号载人飞船的待发段、发射段、上升段和交会对接段全程使用，后期能够用于神舟十四号载人飞船的返回段以及神舟系列载人飞船的后续任务。