遙感圖像CABAC全硬件設(shè)計(jì)研究.pdf

1、隨著傳感技術(shù)的不斷提升，遙感圖像在時(shí)間、空間和光譜上的分辨率不斷提高，新型星載遙感器獲取的數(shù)據(jù)量越來越大，但是傳輸頻帶和存儲(chǔ)空間的有限性，使得遙感圖像的壓縮技術(shù)成為衛(wèi)星遙感研究中一個(gè)非常關(guān)鍵的技術(shù)。本文的工作主要是設(shè)計(jì)針對遙感圖像的高性能全硬件熵編碼器，實(shí)現(xiàn)基于上下文的自適應(yīng)二進(jìn)制算術(shù)編碼(CABAC)。CABAC是H.264/AVC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)中的主要檔次和高級檔次采用的熵編碼標(biāo)準(zhǔn)，它提供比基本檔次熵編碼器基于上下文的自適應(yīng)可變長編碼

2、(CAVLC)更顯著的壓縮率，但同時(shí)也帶來了計(jì)算復(fù)雜度的上升。由于CABAC是基于序列的編碼方式，它具有極強(qiáng)的數(shù)據(jù)相關(guān)性和存儲(chǔ)器讀寫頻率，采用軟件實(shí)現(xiàn)將耗費(fèi)巨大的運(yùn)算時(shí)間。所以在高碼率的遙感圖像編碼中，針對CABAC的硬件實(shí)現(xiàn)顯得尤為重要。
　　 本文設(shè)計(jì)了多層控制單元，對各功能單元進(jìn)行了平穩(wěn)控制。提出了基于緩存技術(shù)的并行處理架構(gòu)，有效地解決了讀寫單元速率不匹配的問題。通過優(yōu)化遙感圖像需要的上下文內(nèi)容數(shù)量和采用緊耦合的數(shù)據(jù)傳遞方

3、法降低存儲(chǔ)器的讀寫頻率。采用四級流水線的二進(jìn)制算術(shù)編碼，提高編碼速度，并配合數(shù)據(jù)重定向電路解決了單周期流水線中的數(shù)據(jù)沖突問題。最后將多種編碼模式進(jìn)行高效電路復(fù)用，有效減小了電路規(guī)模。
　　 通過ISE Design Suite12.2開發(fā)軟件下仿真分析表明本文設(shè)計(jì)的CABAC硬件編碼器在Virtex6 XC6VLX240T芯片上達(dá)到120MHz的時(shí)鐘頻率。所設(shè)計(jì)的編碼器與壓縮系統(tǒng)其余功能模塊聯(lián)調(diào)，在基于XC6VLX240T的現(xiàn)場