Maximalizácia návratnosti údajov

Mars prostredníctvom špičkového algoritmu obrazovej kompresie

Len niekoľko hodín po pristátí na Marse začala sonda Spirit Rover americkej agentúry NASA vysielať na Zem čiernobiele fotografie skalnatého povrchu červenej planéty, vzdialenej 170 miliónov kilometrov. Tieto a ďalšie farebné obrázky pomôžu vedcom pri výbere tých najsľubnejších lokalít pre ďalší výskum s cieľom nájsť stopy po vode, ktorá možno v minulosti podporovala život na Marse.

Pri odosielaní tých najvernejších obrázkov sa agentúra NASA spolieha na algoritmus LOCO-I (LOw COmplexity LOssless COmpression for Images), ktorý vyvinula divízia HP Labs. Tento algoritmus je základom bezstratového (takmer bezstratového) kompresného štandardu JPEG-LS (lossless/near-lossless compression standard), pomocou ktorého sa dosahujú obrázky charakterizované kontinuálnymi odtieňmi. Bezstratová kompresia je absolútnou podmienkou všade tam, kde sú prenášané obrázky veľmi cenné. Napríklad pri obrázkoch z vesmíru, ktorých získanie je veľmi nákladné, a preto musia byť náležite verne uchované pre ďalší vedecký výskum.

Vedci pracujúci v Jet Propulsion Laboratory (ten pre NASA spravuje Kalifornský inštitút technológie), ktorí modifikovali algoritmus LOCO pre vlastné účely, vyzdvihujú zásluhy výskumníkov HP Labs Marcela Weinbergera, Gadiela Seroussiho a Guillerma Sapira (momentálne pracovníka University of Minnesota). V svojich materiáloch uvádzajú, že algoritmus LOCO-I pomáha pri „maximalizácii miery návratnosti údajov v rámci časovo obmedzených komunikačných kanálov misie na Marse“.

Spolu s algoritmom LOCO-I použila NASA aj technológiu ICER vyvinutú v JPL, ktorá predstavuje stratový kompresný algoritmus. Misia na Marse používa kombináciu bezstratových a stratových obrazových kompresií za účelom optimalizácie šírky pásma, ľudského vizuálneho vnímania a vedeckých požiadaviek na presnosť.

Modul Spirit pristál 3. januára v blízkosti stredu krátera Gusev, v ktorom kedysi mohlo ležať jazero. O tri týždne neskôr dosiahla druhá kozmická sonda región Meridiani Planum, na ktorom sa vyskytujú odkryté sedimenty minerálu, ktorý sa zvyčajne formuje v podmienkach pod vodou.

Okrem samotných kamier sú obaja títo „robotickí geológovia“ vybavení aj viacerými spektrometrami, infračervenými prístrojmi, mikroskopmi a ďalšími nástrojmi, ktoré im umožnia identifikovať a skúmať skaly, ktoré sa javia byť najsľubnejšími.

(ab)