高速遥感图像压缩平台的设计

摘要

该文首先回顾了经典的图像压缩算法,比较了他们的压缩性能和算法复杂度.在此基础上,提出了改进的基于小彼变换和区域量化的图像压缩方法.这种方法以小波变换为核心,将图像的灰度系数矩阵进行能量重新分布,以降低系数之间的相关性;然后,将变换系数根据其所在区域对于恢复图像质量的重要性进行不同精度的量化,从而在压缩数据的同时尽量提高恢复图像的质量.此算法可以在少量降低图像质量的情况下,大幅度降低运算复杂度,便于算法在嵌入式系统中的实现,尤其是FPGA的实现.然后,该文根据算法要求,设计了一套以FPGA为核心的硬件平台.这个平台使用了大规模的FPGA和适量的外部辅助器件,符合星载压缩设备输入输出接口规范,并能够在输入的数据率下全速运行压缩算法.同时,采用了小体积和低功耗设计,提高了可用性.最后,该文分析了高速数字系统设计中有关PCB设计的关键技术,并给出了这套硬件系统的PCB设计和相应的解决方案.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1研究背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3主要研究内容

2算法设计

2.1背景知识

2.1.1一般信息的压缩技术

2.1.2经典的图像压缩技术

2.1.3基于零树思想的图像压缩技术

2.2基于变换编码原理的高速图像压缩算法

2.3小结

3硬件系统设计

3.1系统设计

3.1.1需求分析

3.1.2方案选择

3.2核心处理器

3.2.1 FPGA技术概述

3.2.2 Altera公司的Stratix系列FPGA

3.2.3 Stratix系列中EP1S25介绍

3.2.4 EP1s25转接板

3.3外部Cache的设计

3.3.1 Cache的速度要求

3.3.2主流的高速RAM技术浅析

3.3.3高速RAM和流水线RAM

3.3.4基于ZBT RAM的Cache设计

3.4高速输入输出接口

3.4.1机械层接口

3.4.2电气层接口

3.4.3 LVDS原理

3.4.4驱动芯片

3.5时钟

3.5.1时钟源的选择

3.5.2时钟发布网络的设计

3.6电源供应

3.7 FPGA配置

3.8小结

4印刷电路板设计

4.1一般概念

4.2传输线

4.2.1概述

4.2.2多层PCB中的传输线

4.2.3传输线效应

4.2.4传输线的终端匹配

4.3 PCB的栈结构

4.4 EP1s25转接板的PCB设计

4.5电源供应和接地处理

4.6小结

5总结

致谢

参考文献

附录1作者在攻读硕士学位期间发表的论文