CCSDS图像压缩算法研究及其VLSI实现

摘要

随着现代空间技术的不断发展，人们加快了对太空探索的脚步，随之而来的是遥感图像数据海量增长，给存储和传输带来了极大的困难，因而进行有效实时的数据压缩显得特别迫切和重要。在这一形势下，CCSDS组织于2005年发布了一项新的图像压缩算法标准，该算法不仅能够有效的减少图像数据量、降低传输带宽、减少数据存储，而且算法结构简单，支持高速低功耗硬件实现，在遥感图像压缩领域具有广阔的应用前景。
　　本文在仔细研究了CCSDS图像压缩算法的基础上，设计并实现了CCSDS编码器的VLSI结构。首先详细介绍了CCSDS图像压缩算法的编码流程；然后给出了CCSDS编码器的硬件实现结构，包括小波变换和位平面编码两大模块，重点介绍了小波变换的硬件实现结构和关键技术。针对实时图像压缩的要求，改进了基于行的小波变换VLSI实现方案，实现了一种低存储、高效率的三级二维离散小波变换的VLSI结构。最后从算法复杂度和压缩性能两个方面，将CCSDS算法和JPEG2000、SPIHT图像压缩算法进行了比较分析得出，本文研究的CCSDS算法复杂度低，硬件占用资源少，更适合于空间遥感图像压缩这个特殊领域。