多DSP+FPGA卫星遥感图像压缩系统设计与优化
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更新于2024-08-30
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"基于多DSP+FPGA的卫星遥感图像压缩系统设计,利用DSP处理核心算法,FPGA负责管理和控制,降低了硬件成本,减少了FPGA的单粒子翻转效应。采用双正交重叠变换和零树编码技术提高压缩效率和图像质量。"
本文主要讨论了一种新的卫星遥感图像压缩系统设计,它采用了多DSP(数字信号处理器)配合FPGA(现场可编程门阵列)的架构。传统方案多依赖于高性能的FPGA来实现图像压缩,但这种方案成本较高且FPGA容易受到单粒子翻转效应的影响,导致系统可靠性降低。为了解决这些问题,设计者提出了一种优化方案,即使用多个DSP执行核心压缩算法,而FPGA则用于系统的管理和控制,这样不仅降低了硬件成本,还提高了系统的稳定性。
在图像压缩方法上,文章重点介绍了基于双正交叠式变换的低复杂度策略。双正交重叠变换是对离散余弦变换(DCT)的改进,它保留了DCT的优点,如计算简单和低存储需求,同时减少了DCT中的块效应。通过参考LBT(局部二值模式)算法,提出了双正交重叠变换的快速整数实现方法。该算法采用分母为2的幂和整数分子的分数近似,使得整个变换过程只需进行整数加法和位移操作,从而降低了计算复杂性。
在编码方面,文章提到了零树编码的简化和改进。SPIHT(小波包熵编码)是一种高效的零树编码技术,通过对位平面进行集合划分,能有效集中大量不重要的零位。针对LBT系数块的特性,设计者改进了SPIHT,模拟小波变换中的树结构,对LBT块中的零树进行划分,提高了编码效率。这种方法能够更有效地识别并编码那些对图像质量影响较小的系数,从而在保持图像质量的同时,实现更高的压缩比率。
该设计通过多DSP+FPGA架构和优化的压缩算法,实现了卫星遥感图像的高效压缩,同时降低了系统成本,提高了系统可靠性。这种设计对于卫星遥感数据的实时处理和传输具有重要意义,特别是在资源有限的卫星通信环境中。
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2022-08-03 上传
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