空間圖像CCSDS壓縮算法研究與FPGA實現(xiàn).pdf

1、隨著空間技術(shù)的發(fā)展，遙感圖像獲得了日益廣泛的應(yīng)用，隨之帶來的遙感數(shù)據(jù)海量增長，給存儲和傳輸都帶來極大的困難，因而進行有效的數(shù)據(jù)壓縮就顯得特別迫切和重要。圖像壓縮編碼技術(shù)能降低圖像冗余度，從而減小圖像的存儲容量和傳輸帶寬，它的研究對于遙感圖像的應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實意義。CCSDS圖像壓縮算法是空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會(CCSDS)提出的圖像數(shù)據(jù)壓縮算法。該算法復(fù)雜度較低，并行性好，適合于硬件實現(xiàn)，能實現(xiàn)對空間數(shù)據(jù)的實時處理，從而廣泛應(yīng)用于深空

2、探測和近地觀測。本文針對CCSDS壓縮算法進行了研究，本文主要工作如下： (1)對CCSDS編碼系統(tǒng)的基本理論進行了深入研究，并對其編碼性能進行了系統(tǒng)分析。總結(jié)了各種常用壓縮技術(shù)的特點和算法，然后以此為參照，對CCSDS在遙感圖像壓縮中的優(yōu)勢進行了討論。此外，從應(yīng)用出發(fā)，多角度比較、分析了其編碼的有效性。這部分的研究為實際應(yīng)用奠定了必要的理論基礎(chǔ)。 (2)介紹了Xilinx公司Vertex- Ⅱ架構(gòu)的FlPGA硬件平臺，

3、以及所應(yīng)用的Verilog HDL開發(fā)語言。描述了FPGA開發(fā)的流程，并結(jié)合流程介紹了集成開發(fā)環(huán)境ISE和仿真軟件ModelSim。 (3)在給出總體設(shè)計方案后，按算法的功能模塊給出了CCSDS編碼器的FPGA實現(xiàn)方法和實現(xiàn)性能，詳細介紹了位平面編碼的實現(xiàn)和優(yōu)化重點。 (4)將源代碼下載到硬件上并用不同圖像測試，在不同壓縮等級設(shè)置下均通過測試。測試的驗證結(jié)果表明：基于FPGA的CCSDS圖像壓縮算法占用資源較少，并在較高