论文部分内容阅读
随着嫦娥三号、暗物质粒子探测卫星以及世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”的成功发射,我国的空间探测技术取得了巨大进步。与此同时,作为探测手段之一的星载成像技术也得到了飞速的发展,星载相机获取图像的分辨率越来越高,需实时处理的图像数据量越来越大。庞大的图像数据量给星载数据处理、存储和传输带来了巨大压力,因此研制实时高效的星载图像压缩系统成为解决这一矛盾的重要手段。2005年11月,空间数据系统咨询委员会(CCSDS)提出了一种适用于星载图像压缩的标准CCSDS122.0-B-1,其算法实现复杂度低且占用资源少,具备良好的压缩性能。基于该标准的星载图像压缩系统通常使用ASIC或者FPGA实现,这种硬件系统的特点是开发周期长、开发成本高。为了辅助硬件开发,减少时间资源成本的开销,本文使用C/C++语言开发了基于CCSDS-IDC算法的VLSI实现的软件验证系统,该系统不仅实现了CCSDSIDC压缩算法,而且提供了压缩参数和内部数据的查询功能;此外,通过深入分析基于该标准的现有系统和CCSDS-IDC算法,本文提出了一种优化的硬件实现方式,并实现了软件验证。实验结果表明,相对于已有的并行方法,当本文系统采用4组串并结合的扫描/扫描编码方式时,可在总扫描时间增多约16.1%~23%的情况下,将资源占用降低到原来的33.3%,从而有效节省了硬件资源。论文结构安排如下:第一章主要介绍了本文的研究背景、研究目标和意义以及研究内容等;第二章描述了CCSDS-IDC算法及相关原理;第三章给出了CCSDS-IDC软件验证系统及优化方式的设计与实现;第四章提供了验证系统的实验结果和优化实现方式的性能分析;第五章是对本论文的总结与展望。