星载静止活动图像一体化压缩系统设计与实现

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本文主要研究星载静止活动图像一体化压缩系统的设计及硬件实现。在星载环境下,图像压缩系统在处理速度、功耗和可靠性方面都有很高的要求。同时,为了得到较高的压缩比和较好的图像恢复质量,本系统采用了一种针对静止图像的基于提升小波变换和生成树独立编码的SPIHT算法。对相关性很强的活动图像进行压缩的过程中引入了帧间DCT变换,从而提高了系统的压缩性能。以上功能均在一片Xilinx FPGA中实现,并采取了诸多可靠性方面的保护措施。本系统最终将应用于卫星遥感图像的压缩编码器中。本文对星载图像压缩系统采用的基于提升小波变换和生成树独立编码的SPIHT算法进行详细介绍,并进一步讨论在图像相关性很强的情况下采用帧间DCT变换对图像压缩性能的提升。在核心算法确定的基础上提出了系统的整体设计方案,并对各个子模块功能进行了描述,最后采用Xilinx FPGA实现了完整的图像压缩硬件系统。该系统可以通过判别帧头信息中的图像模式对两种不同分辨率的图像进行压缩处理,并通过RS422串口控制码流的下传和工程参数的反馈。初步的设计实现后,对系统进行了优化和可靠性的提升,使系统在可靠性、性能和资源利用率上均达到了星载图像压缩系统的处理指标要求。
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