遙感圖像上下文自適應(yīng)編碼硬件系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著光電傳感器技術(shù)的發(fā)展，遙感圖像的分辨率越來(lái)越大，給有限的傳輸帶寬和儲(chǔ)存空間帶來(lái)了巨大壓力。因此，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)。本文的主要工作是設(shè)計(jì)針對(duì)遙感圖像的高性能全硬件壓縮編碼器，實(shí)現(xiàn)基于上下文的自適應(yīng)無(wú)損（近無(wú)損）圖像編碼（CALIC）。CALIC按照光柵掃描的順序?qū)D像進(jìn)行連續(xù)處理，只需緩存當(dāng)前編碼行的前兩行數(shù)據(jù)，其軟解碼壓縮效果與JPEG2000相當(dāng)，但編碼端具有更低的計(jì)算復(fù)雜度，易于硬件實(shí)現(xiàn)。因

2、此在遙感圖像編碼中，針對(duì)CALIC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，并通過(guò)有限狀態(tài)機(jī)（FSM）產(chǎn)生不同的使能信號(hào)對(duì)各功能模塊進(jìn)行平穩(wěn)控制。采用三組先入先出隊(duì)列（FIFO）的組合有效地解決了串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)并行數(shù)據(jù)的需求。調(diào)用同步雙端口 RAM的IP核來(lái)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的快速讀取和保存。設(shè)計(jì)了八級(jí)流水線實(shí)現(xiàn)CALIC的預(yù)測(cè)編碼部分，提高了編碼速度，并通過(guò)多種使能信號(hào)的合理組合解決了流水線中數(shù)據(jù)傳輸次序的問(wèn)題。其中調(diào)用除法器

3、 IP核來(lái)實(shí)現(xiàn)CALIC中的除法運(yùn)算，縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，提高了效率。最后將多種編碼模式進(jìn)行了高效復(fù)用，有效減小了電路規(guī)模。
　　通過(guò)在Xilinx公司的ISE Design Suite14.6開(kāi)發(fā)軟件下進(jìn)行仿真分析，表明本文設(shè)計(jì)的CALIC硬件編碼器在Virtex-6 XC6VSX315T芯片上能夠達(dá)到106MHz的時(shí)鐘頻率。所設(shè)計(jì)的圖像壓縮編碼器與基于 Virtex-6 XC6VSX315T的現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA）開(kāi)發(fā)板上的