多路高速TDICCD图像数据存储系统

针对某空间遥感相机图像数据输出通道多,传输数率高的特点,设计了一种多路高速TDICCD图像数据采集系统,并应用于该相机的地采设备中;设计采用了并串相结合的方式,首先利用FPGA控制SDRAM阵列实现多路高速图像数据的并行采集,然后根据上位机命令,将各路图像数据串行发送到采集卡,采集卡将数据写入SCSI硬盘完成最终存储;实际完成了并行5通道,传输速率高达96M的TDICCD图像数据存储;5通道有效数据达到2.95Gb/s,单路存储深度为7810行数据;实验证明该系统工作稳定,灵活可靠,能按需存储图像数据,满足了多路高速TDICCD图像数据存储要求.     

静止图像压缩标准JPEG IP核的设计与实现

本文介绍了基于静止图像压缩标准JPEG基本模式的编码器软IP核的设计与实现.本设计采用适于VLSI实现的DCT算法结构,单周期实现Huffman编码,图像压缩过程流水线实现,达到高处理速率和高数据吞吐率.使用Design Compiler在SMIC 0.18um CMOS单元库下综合,时钟频率可以达到125MHz,可处理每秒三十帧的1280·1024 SXGA图像.本IP核可以方便地集成到诸如数码相机、手机以及扫描仪等各种应用中.     

JPEG2000遥感图像实时压缩系统

随着遥感技术发展,传输型空间飞行器系统中传输大量遥感数据的需求日益增加,对图像压缩处理能力提出了更高的要求,而现今相对落后的遥感图像压缩设备与海量数据压缩需求形成了矛盾.为解决这一问题,该文提出了一种遥感图像实时压缩系统的设计实现方法.此方法基于先进的JPEG2000图像压缩标准,使用专用协议芯片,结合高速的CompactPCI内部总线和可编程逻辑芯片,搭建了硬件压缩系统,并在工控机终端建立软件解码单元,实现了大量遥感数据的实时传输压缩与解码显示,提供了实验结果,并针对实验图像数据,给出了适合于遥感图像压缩的参数设置情况.测试证明,该遥感图像压缩系统能够实时连续压缩数据,图像压缩效果达到应用要求.     

基于Nios II软核的遥感图像实时压缩系统

针对在空间遥感探测领域,大量遥感图像传输和对图像实时处理的需求,提出一种基于Nios II 软核的遥感图像实时压缩系统的设计方法.该方法基于先进的JPEG2000图像压缩标准,使用专用协议芯片,结合嵌入式处理器和可编程逻辑器件,搭建了硬件压缩系统,并在基于Nios II软核的遥感图像实时压缩系统工控机终端建立软件解码单元,实现了大量遥感数据的实时传输压缩与解码显示.测试证明,该遥感图像压缩系统能够实时连续压缩数据,图像压缩效果达到应用要求.通过测试结果分析,并结合具体的工程任务,指出了该图像压缩系统下一步的改进方向.     

基于多核DSP的星载并行遥感图像压缩系统设计与实现

随着星载遥感技术的不断发展,产生的遥感数据也变得日渐庞大,目前有限的通信带宽远不能满足遥感图像数据传输的需求。因此研究面向星载应用的图像压缩技术对空间应用技术的发展有着十分重要的意义。采用传统单核数字信号处理器（DSP）难以满足性能需求,而采用现场可编程门阵列（FPGA）则难以满足功耗需求,近年来随着硬件技术发展,多核DSP技术已经成熟,且在弹载场景已有比较成熟的多核DSP图像压缩解决方案,可供星载应用参考。基于多核DSP,即TI公司的C6678多核浮点DSP平台,构建一个并行图像压缩系统,并充分利用多核DSP的硬件资源。考虑星载遥感图像压缩对压缩质量、压缩速度等多方面指标都有着较高的要求,系统采用JPEG2000标准进行图像压缩,并且采用了主核负责外部通信与内部任务分配、从核执行JPEG2000图像压缩的设计方案。测试结果表明,该系统运行稳定可靠,且整体压缩性能优秀,能够满足对星载遥感图像压缩系统的性能要求。     

一种精简的二维DWT结构设计

设计了一种低功耗的二维离散小波变换(DWT)结构，用于无线传感器网络中的图像压缩。该结构实现了精简复杂性的(5,3)整数离散小波变换，采用流水线和延迟线技术，在获得高运算吞吐率的同时，使数据尽可能被处理单元高效利用，以减少对片内存储器和片外存储器的访问次数。多级二维DWT采用展开方法实现，这种方法可尽早开始下一级变换，不需要大的片内存储器和片内存取操作。模拟试验和FPGA实现验证了系统在满足需要性能的前提下具有低复杂性、低功耗、片内存储器小等优点。     

基于FPGA的可配置浮点向量乘法单元设计实现

针对目前采用IEEE 754浮点标准设计的FPGA浮点运算器中吞吐率与资源利用率低等问题,提出一种运算精度与运算器数量可配置的并行浮点向量乘法运算单元。通过浮点运算器的指数、尾数位数可配置化设计,提高系统资源利用率,并将流水线技术与并行结构结合,提高数据吞吐率。以EP4CE115型FPGA为测试平台,当配置10组FP14运算器时,系统的逻辑资源占用约为4.2%,峰值吞吐率可达4.5 GFLOPS。结果表明,提出的浮点向量乘法单元有效提高了FPGA资源利用率与运算吞吐率,同时具有高度的可移植性与通用性,适用于FPGA向量乘法运算的加速。     

航天器图像压缩小波变换的FPGA设计

为了实现基于FPGA的CCSDS图像压缩算法,在提升小波变换结构的基础上,提出了一种改进的基于行的并行3级2-D整数9/7小波变换实现结构.结构充分利用流水线设计技术,对于每一级2-D DWT,结构包含2个行处理器同时处理2行数据,借助10个行缓存存储变换的中间数据,实现了行、列变换的并行运算.同时对于3级小波变换,也采用了流水线结构,减少了存储器的使用量和对其访问造成的时间延迟,提高了变换速度.本结构完成分辨率为N×N灰度图像的3级小波分解所用的时钟周期约为O(N2/ 2).采用Altera的Stratix II FPGA实验,结果表明,本整数小波变换结构具有较高的吞吐率和变换速度,可以工作在86.5MHz的频率下,实现1024×1024灰度图像100fps的图像实时变换.     

传感器网络中图像小波处理的低存储硬件实现

为了适应当前传感器网络中越来越多的图像压缩处理,提出了一种片上低存储离散小波变换(DWT)的超大规模集成电路(VLSI)结构.现今人们周围遍布各种图像采集设备,包括监视器、电脑、手机视频摄像头等,并且人们对图像精度的需求越来越高,使得传统软件处理图像压缩的速度逐渐无法满足人们的需求,这就需要考虑使用硬件处理来进行加速.小波变换常被用于图像的压缩,而采用5/3提升小波技术来进行硬件实现相对比较方便.为减少硬件的片上存储,通过特殊的调度运算方式进行行列并行运算有效降低片上存储需求.该设计进行RTL级仿真并使用SMIC的0.18μm工艺进行综合,结果表明:该调度方法可以大大节省缓存单元,并且在100 MHz时钟下就可以保证对高清图像的快速处理,可以满足当前传感器网络中图像压缩解码的需求.     

基于图像匹配的CBERS-02B卫星HR相机图像拼接方法

中巴地球资源卫星(CBERS)02B星HR相机所获得的高分辨率遥感图像,是由3片TDICCD影像组成,由于TDICCD空间结构关系,导致3片TDICCD的原始影像间存在偏移现象。为此,在充分考虑TDICCD图像的空间几何特征和图像像元间相关性的基础上,利用基于灰度的匹配算法,并结合TDICCD成像原理的特点,提出了一种新的高分辨率遥感CBERS\|02B星HR相机的影像拼接方法,整景拼接精度达到亚像元级。