多DSP+FPGA卫星遥感图像压缩系统设计与优化

"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。