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,受星載存儲器的存儲空間有限以及衛(wèi)星過頂時間短等因素限制,海量的遙感數(shù)據(jù)的處理及存儲是必須面對的一個問題。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其進行改進使其適用于星載系統(tǒng),具有重要的理論意義和實際應(yīng)用價值。
　　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。但是由于其是針對普通圖像壓縮所提出的,因此當應(yīng)用在遙感圖像壓縮時會產(chǎn)生不可避免的問題。對JPEG2000算法進行改進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)上對其進行分析改進并實現(xiàn)了一個基于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)。從算法與實踐結(jié)合的角度分析了遙感圖像及JPEG2000的特性,對于后續(xù)的算法改進及實現(xiàn)起著理論指導(dǎo)作用。
　　其次針對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,提出了基于不同地物場景的高保真遙感圖象快速壓縮技術(shù)。在常規(guī)觀測任務(wù)中,用戶最為關(guān)注的是地面接收到的圖象數(shù)據(jù)能否完整的表達觀測目標信息,尤其是標志性的細節(jié)特征,以滿

4、足量化分析及應(yīng)用需求。不同的觀測對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,需要針對不同的地物場景研究差異化的壓縮模式,形成可重構(gòu)參數(shù)集。同時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)截斷技術(shù),并進行了算法軟件實現(xiàn)。
　　最后本文在理論研究的基礎(chǔ)上，進行了遙感圖象海量數(shù)據(jù)壓縮并行結(jié)構(gòu)設(shè)計及壓縮核的實現(xiàn)。由于遙感圖象數(shù)據(jù)量巨大,而遙感圖象數(shù)據(jù)的存儲及下傳受星載數(shù)據(jù)存儲器容量與有限下傳的帶寬的限制,因此需要對

5、傳感器采集到的遙感圖象數(shù)據(jù)進行壓縮,以達到減小數(shù)據(jù)量便于存儲傳輸?shù)哪康?。受軟硬件條件限制,單個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)計并實現(xiàn)一個基于ADV202的星載遙感圖象壓縮核,圍繞ADV202以及FPGA的配置、接口等模塊進行闡述,并設(shè)計了一個利用Qt平臺開發(fā)的上位機軟件,