面向星載應(yīng)用的高保真遙感圖象壓縮核關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、衛(wèi)星遙感圖象數(shù)據(jù)分辨率高、數(shù)據(jù)量大,受星載存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)空間有限以及衛(wèi)星過頂時(shí)間短等因素限制,海量的遙感數(shù)據(jù)的處理及存儲(chǔ)是必須面對(duì)的一個(gè)問題。星載遙感圖像壓縮系統(tǒng)不同于一般地面壓縮系統(tǒng)。對(duì)于星載遙感圖象壓縮系統(tǒng)而言,需要考慮多種特殊因素,如體積、功耗、壓縮速度以及壓縮質(zhì)量等等。因此根據(jù)星載環(huán)境的特點(diǎn)以及遙感圖像的特性,研究適合于星載遙感圖像的壓縮算法并對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)使其適用于星載系統(tǒng),具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　JPEG2

2、000是現(xiàn)今優(yōu)秀的圖象壓縮算法,在遙感數(shù)據(jù)壓縮領(lǐng)域起到了非常重要的作用。但是由于其是針對(duì)普通圖像壓縮所提出的,因此當(dāng)應(yīng)用在遙感圖像壓縮時(shí)會(huì)產(chǎn)生不可避免的問題。對(duì)JPEG2000算法進(jìn)行改進(jìn)使之適用于遙感圖像這類特殊數(shù)據(jù)顯得尤為必要。因此本課題主要在JPEG200圖像壓縮算法的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行分析改進(jìn)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于JPEG2000的遙感圖像壓縮核。
　　首先,星載遙感圖象壓縮系統(tǒng)與地面圖像壓縮系統(tǒng)比較存在很大差異。壓縮系統(tǒng)自身的體積

3、、功耗及處理速度等必須適應(yīng)星載的特殊需求。研究高效且適用于遙感圖像的壓縮算法,將其作為后續(xù)研究的理論基礎(chǔ)。從算法與實(shí)踐結(jié)合的角度分析了遙感圖像及JPEG2000的特性,對(duì)于后續(xù)的算法改進(jìn)及實(shí)現(xiàn)起著理論指導(dǎo)作用。
　　其次針對(duì)星載遙感圖象壓縮系統(tǒng)要求壓縮速度快質(zhì)量高的特點(diǎn),提出了基于不同地物場(chǎng)景的高保真遙感圖象快速壓縮技術(shù)。在常規(guī)觀測(cè)任務(wù)中,用戶最為關(guān)注的是地面接收到的圖象數(shù)據(jù)能否完整的表達(dá)觀測(cè)目標(biāo)信息,尤其是標(biāo)志性的細(xì)節(jié)特征,以滿

4、足量化分析及應(yīng)用需求。不同的觀測(cè)對(duì)象在圖象上具有不同的特征體現(xiàn),為更好地滿足后續(xù)應(yīng)用的需求,需要針對(duì)不同的地物場(chǎng)景研究差異化的壓縮模式,形成可重構(gòu)參數(shù)集。同時(shí)研究適合大幅寬遙感圖像的全局碼率分配技術(shù)以及等通路數(shù)截?cái)嗉夹g(shù),并進(jìn)行了算法軟件實(shí)現(xiàn)。
　　最后本文在理論研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了遙感圖象海量數(shù)據(jù)壓縮并行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及壓縮核的實(shí)現(xiàn)。由于遙感圖象數(shù)據(jù)量巨大,而遙感圖象數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)及下傳受星載數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器容量與有限下傳的帶寬的限制,因此需要對(duì)

5、傳感器采集到的遙感圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮,以達(dá)到減小數(shù)據(jù)量便于存儲(chǔ)傳輸?shù)哪康?。受軟硬件條件限制,單個(gè)壓縮核每秒所能壓縮處理的圖象數(shù)據(jù)量是有限的,因此需要根據(jù)星載壓縮系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù),討論計(jì)算所需壓縮核數(shù)量以及壓縮核并行結(jié)構(gòu)的合理性,快速有效分配待壓縮的圖象數(shù)據(jù),研究遙感圖象海量數(shù)據(jù)的壓縮處理技術(shù)。設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于ADV202的星載遙感圖象壓縮核,圍繞ADV202以及FPGA的配置、接口等模塊進(jìn)行闡述,并設(shè)計(jì)了一個(gè)利用Qt平臺(tái)開發(fā)的上位機(jī)軟件,