遥感图像压缩编码器结构研究与重要电路模块实现

【摘要】：随着传感器技术的发展，采集到的卫星遥感图像分辨率越来越高，导致图像数据量急剧增长，因此实时有效地对这些数据进行压缩，在有限时间与有限带宽的条件下实现信息传输，已经成为迫切需要解决的问题。本文根据遥感图像方向多样性的特点，介绍了一种高性能的图像压缩编码器，它将遥感图像划分为I4、I8与I16三种编码模式进行处理，且处理各模式中图像块的主要步骤依次为方向预测、最优变换、量化、反量化、反变换、重建、率失真优化以及熵编码等部分。 本文根据对该遥感图像压缩编码器结构框架的分析，令三种编码模式为三条并行支路同时进行。其中，将I4/I8模式划分为多时钟周期的九级流水线进行处理，对I16模式采用含有复用电路的串行结构进行处理，本文完成了各模式电路结构的设计，并给出了详细的数据流图。此外，本文还完成了对各编码模式中重要电路模块的设计及其FPGA实现，包括I4/I8模式中的不可分离K-L变换、I16模式中的可分离K-L变换、量化、率失真优化以及信息更新存储等电路模块。最后，本文给出了功能模块的RTL级仿真图以及该图像压缩编码器的综合结果分析。