CCSDS圖像壓縮算法研究及其FPGA實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著航空航天技術(shù)的發(fā)展，人們加快了對(duì)太空探索的腳步，這對(duì)于空間圖像的實(shí)時(shí)性、高速率傳輸提出了更高的要求。空間圖像的特點(diǎn)是信息量大，對(duì)圖像重建質(zhì)量要求高，這在傳輸帶寬資源有限的情況下，對(duì)大容量的空間圖像的壓縮既要實(shí)現(xiàn)高保真又要保證實(shí)時(shí)傳輸。CCSDS(空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會(huì))于2005年11月提出了CCSDS空間圖像壓縮算法。該算法兼顧了壓縮效率和算法復(fù)雜度，支持高速低功耗的硬件實(shí)現(xiàn)，支持有損壓縮和無(wú)損壓縮，具有良好的應(yīng)用前景。

2、圖像壓縮編碼的實(shí)現(xiàn)通常也取決于硬件的性能，而FPGA具有通用性好、良好的并行結(jié)構(gòu)，并且具有小型化、低功耗、多功能、集成度高的優(yōu)點(diǎn)，有很高的靈活性和適應(yīng)性。CCSDS算法的復(fù)雜度低，算法結(jié)構(gòu)適宜并行性處理。本文工作的目的就是在FPGA上實(shí)現(xiàn)CCSDS壓縮算法，主要工作如下： (1)深入研究了CCSDS壓縮編碼算法，與JPEG2000和SPIHT算法在不同碼率下的性能進(jìn)行了比較，證實(shí)了CCSDS算法具有良好性能，比傳統(tǒng)算法更適于硬件

3、實(shí)現(xiàn)。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了CCSDS的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)。 (2)用Verilog HDL語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了CCSDS編碼器，實(shí)現(xiàn)了CCSDS編碼器較完整的功能，詳細(xì)介紹了位平面編碼實(shí)現(xiàn)部分。該編碼器支持圖像的有損和無(wú)損壓縮，支持碼率和圖像質(zhì)量可調(diào)。 (3)利用ISE和ModelSim軟件在軟件環(huán)境下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了模塊級(jí)和系統(tǒng)級(jí)的仿真，包括功能仿真、時(shí)序仿真等，驗(yàn)證了系統(tǒng)的正確性和有效性。 (4)在xilinx公司的硬件平臺(tái)上對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行