基于ccsds-idc的星载图像压缩算法的研究

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1、密级：I中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences顼土学位论文-•,禱-.r'tr.:.基于CCSDS-IDC的星载图像.-作眘姓名:指导教师：安军社研究院空耐墟瞧帖学位类别:学术硕土学科专业；ii•纖細献研究所：中隱瞧鮮雄綱議2015年4月关于学位论文使用权声明任何收存和保管本论文各种版本的单位和个人，未经著作权人授权，不得将本论文转借他人并复印、抄录、拍照、或以任何方式传播。否则，引起有碍著作权人著作权益之问题，将可能承担法律责任。关于学位论文使用授权的说明本人完全了解中国科学院XXX所有关保存、

2、使用学位论文的规定，即：中国科学院XXX所有权保留学位论文的副本，允许该论文被查阅;中国科学院XXX所可以公布该论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存该论文。(涉密的学位论文在解密后应遵守此规定）r签名：导师签名:曰期：^5,2%关于学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研宄工作所取得的成果。尽我所知，除文中己经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均己在文中以明确方式标明。密级:硕士学位论文基于CCSDS

3、-IDC的星载图像压缩算法的研究作者姓名：邓凌煊指导教师：安军社研究员中国科学院空间科学与应用研究中心学位类别：学术硕士学科专业：计算机应用技术研究所：中国科学院空间科学与应用研究中心2015年4月StudyofOn-boardimagecompressionAlgorithmbasedonCCSDS-IDCByLingxuanDengAThesisSubmittedtoTheUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeo

4、fMasterofComputerApplicationTechnologyCenterforSpaceScienceandAppliedResearch,CASApril,20151致谢致谢转眼间，我的硕士求学征程即将结束。在此，谨以简略的文字向在这个过程中给与我启发和帮助的人们表达我无尽的感激之意。首先，感谢我的导师——安军社主任。安老师为人谦逊，在整个研究生学习阶段给了我足够的自由时间，这让我有充分的时间做自己的事情。在科研学习中，安老师总是倾囊相授，对我进行了详细的指导；他工作兢兢业业、精益求精，面对不断涌现的工程问题他在不停的思考并总

5、能提出合理化的应对方案。感谢安老师，你们的一言一行向学生阐释了科研与治学的精要所在，这势必对我以后的工作和学习产生重大的影响。感谢研究生部的潘奎英老师和许贺楠老师，感谢你们对所有研究生的辛勤而细致的付出。感谢陪伴我学习的同学们，谢谢你们能够包容我；感谢篮球场上与我一起战斗的球友们，是你们陪伴我走过了珍贵的三年研究生时光，让我在运动中忘掉了生活的烦恼和科研的压力。最后，感谢一直给予我前行动力的家人，感谢我的父母。我将奋力进取，让你们能感受更多的幸福与骄傲。此致敬礼——邓凌煊2015年3月26日于北京2摘要摘要现如今，越来越多的探索和遥感卫星被发射

6、升空，这些航天器大多搭载了遥感成像设备，而且成像设备的精度也大大增加，由此产生的大量图像数据以及有限的数传带宽对星载图像压缩设备的能力提出了更高的要求。本文研究了CCSDS图像压缩标准，一种专门为星上图像压缩解压而设计的图像压缩标准，并提出了增强其并行处理能力的改进方法。图像压缩算法主要有2个阶段：小波变化和位平面编码。本文的主要工作为：（1）详细分析了CCSDS-IDC标准中描述的图像压缩和解压算法，分析了其中的各个算法以及一些影响性能的关键参数。（2）尝试了使用JPEG2000标准中推荐的5/3整数小波变换来替代CCSDS图像压缩标准中的9

7、/7整数小波变换，以降低对硬件资源的消耗。（3）在位平面编码阶段，通过改进算法使得位平面之间可以相互独立的进行编码而不需要依赖上一级位平面的编码状态变量，从而既能通过并行化提高处理能力，也可以节省存储中间状态的存储空间。（4）本文使用visualC#对编码和解码进行了软件实现，验证了算法的正确性，并对选取不同参数情况下算法的性能进行了实验。实验结果表明尽管经过了并行化改进，压缩生成的二进制码流格式仍然满足CCSDS标准。关键字：CCSDS，图像压缩，小波变换，位平面编码，并行化，C#，DSP，FPGA，ASIC，5/3小波变换，熵编码，遥感图像

8、3abstractAbstractNowadays,moreandmoreexplorersandobserversatelliteshavebeen