随着空间遥感技术和数字成像技术的快速发展,空间大面阵探测器获取的图像包含的信息量日益增加。海量高分辨率图像数据给有限的卫星存储容量和传输带宽造成了压力,直接影响到了探测器工作的时效性。为了解决这个问题,国内外研究人员都在积极地研究星上图像压缩技术。在保证图像质量满足应用要求的前提下,对图像数据进行可控的压缩,减少数据量从而降低对卫星数据存储和下传能力的要求。根据压缩过程中是否存在信息损失,图像压缩被分为有损压缩和无损压缩两大类。本文研究红外弱小目标检测与识别系统中的数据压缩,为了保证目标检测的有效性,避免传输过程中信息损失对目标检测的结果造成影响,本文重点研究空间大面阵红外探测数据的无损压缩技术。本课题来源于国家863某项目,大面阵红外探测器带来海量的图像数据,通过星上数据处理对可疑目标区和感兴趣目标区进行重点下传,可以减少一定的数据量,对这些重要数据进行无损压缩可以进一步降低数据量。根据应用要求,本文需要设计一个压缩比3倍以上,数据处理速率达Gbps级别的低功耗实时无损压缩系统。围绕这个目标,本文首先深入研究了常用的星上无损压缩算法的实现思想,并详细分析了多帧探测下连续红外图像序列的相关性;在此基础之上,采用基于线性预测和JPEG2000无损模式的压缩方法,相比于传统的静态图像压缩算法,该方法充分利用了连续图像的帧间相关性,通过帧间预测提高了图像的压缩比;然后,本文选用“FPGA+ASIC(Application Specific Integrated Circuit)”的架构研制了一套基于国产化高速图像压缩专用芯片(雅芯天图)的无损压缩系统,并完成了原理图和PCB(Printed Circuit Board)的设计;最后,通过编程和调试实现了系统功能,通过实验验证了系统性能,系统数据处理能力最高可达1.64Gbps;对某卫星实际探测的红外图像进行了压缩,用JPEG2000算法进行单帧压缩的无损压缩比为2.2838,用本文设计的压缩系统进行多帧分组压缩的无损压缩比为3.0142,压缩比提高了32%。