红外遥感图像压缩系统的硬件设计与实现

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1、中图分类号：TN919.8论文编号：10006SY0706402硕士学位论文红外遥感图像压缩系统的硬件设计与实现作者姓名金亮学科专业计算机应用技术指导教师李波教授培养院系计算机学院HardwareDesignandImplementationofInfraredRemoteSensingImageCompressionSystemADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：JinLiangSupervisor：Prof.LiBoSchoolofComputerScienceandEngineeringBeihangUniversity

2、,Beijing,China中图分类号：TN919.8论文编号：10006SY0706402硕士学位论文红外遥感图像压缩系统的硬件设计与实现作者姓名金亮申请学位级别工学硕士指导教师姓名李波职称教授学科专业计算机应用技术研究方向嵌入式图像处理学习时间自年月日起至年月日止论文提交日期年月日论文答辩日期年月日学位授予单位北京航空航天大学学位授予日期年月日关于学位论文的独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得北京航空

3、航天大学或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文使用授权书本人完全同意北京航空航天大学有权使用本学位论文（包括但不限于其印刷版和电子版），使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关部门（机构）送交学位论文，以学术交流为目的赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、借阅和复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，采用影印、缩印或其他复制手段保存学位论文。保密学位论文在解密后的使用授权同上。学位论文作者签名：日期：年月日指导教

4、师签名：日期：年月日摘要随着遥感图像分辨率的不断提高，遥感图像数据量成几何倍数增加，图像数据量的剧增使得图像数据的存储和传输压力日益巨大。因此，必须研究高倍高保真图像压缩算法，以及图像压缩算法的高效硬件实现技术。本文针对红外遥感图像高倍实时压缩的应用需求，在分析其中压缩算法特点的基础上，完成了红外遥感图像压缩系统的硬件设计与实现，包括遥感图像压缩板及相应的系统测试环境。在压缩板的设计过程中，对系统需求和算法特点进行了详细的分析，据此确定FPGA是压缩板最为合适的核心处理器，并最终选择了Xilinx公司的XC5VSX50T。在选择核心处理器后给出了压缩板的硬件设计方案，在方案中压缩板由五个模块组

5、成，包括电源管理、复位及控制、DDR2存储器、FPGA配置和输入输出等。结合各模块的具体需求进行详细的硬件电路设计，并设计了一个利用FPGA片内存储资源与DDR2有效结合的存储结构，实现了图像数据在不同时钟域之间的快速准确传输。另外，就压缩板PCB设计过程中遇到的信号完整性和电源完整性等关键问题提出了解决方法。为了验证压缩板的功能，建立了一个系统测试环境，该测试环境满足两个条件：一是能够模拟信号源，以前端相机要求的时序和数据格式将图像数据发送至压缩板；二是能够接收信号，将经压缩板处理后的码流数据发送至计算机以进行解码显示。为此，在课题组已有研究成果的基础上设计了基于DSP和FPGA的数据发送卡

6、和数据接收卡，实现了系统测试环境的功能。最后对整个系统进行了测试，结果表明红外遥感图像压缩系统工作正常，达到了既定的设计目标。关键词：遥感图像，图像压缩，FPGA，PCBiAbstractAsthecontinuousimprovementofremotesensingimageresolution,thedatasizeofremotesensingimageisincreasinggeometrically,whichmakesthestorageandtransmissionofimagedatamoreandmoredifficult.Therefore,itisverynecessa

7、rytoresearchhigh-rateandhigh-fidelityimagecompressionalgorithm,aswellashigh-performancehardwareimplementationtechnologyofimagecompressionalgorithm.Accordingtotherequirementofhigh-rateandreal-timeinfra