機(jī)載通用圖像壓縮平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著航拍相機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，航拍圖像質(zhì)量越來(lái)越高，成像速度越來(lái)越快，短時(shí)間內(nèi)可成像出大量高分辨率的圖像，如何對(duì)航拍圖像進(jìn)行快速高效地壓縮、存儲(chǔ)和傳輸已成為當(dāng)今的研究熱點(diǎn)?，F(xiàn)階段對(duì)不同航拍圖像進(jìn)行高效壓縮的壓縮算法不盡相同，針對(duì)不同算法開發(fā)不同的平臺(tái)會(huì)造成開發(fā)時(shí)間和成本的浪費(fèi)，且這些平臺(tái)不具有通用性。針對(duì)以上不足，本文在研究SPIHT及JPEG2000圖像壓縮算法的基礎(chǔ)上，從通用性的角度對(duì)算法硬件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了設(shè)計(jì)分析，開發(fā)出了一套應(yīng)用于

2、無(wú)人機(jī)航拍的機(jī)載通用圖像壓縮平臺(tái)，滿足了不同壓縮算法的硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)需求。
　　該機(jī)載通用圖像壓縮平臺(tái)主要由機(jī)載通用圖像壓縮系統(tǒng)和機(jī)載通用圖像壓縮地面檢測(cè)設(shè)備構(gòu)成，并具有中間參數(shù)動(dòng)態(tài)緩存、壓縮碼流固態(tài)存儲(chǔ)、碼流地面高速下載以及地面自動(dòng)化測(cè)試等功能。
　　在機(jī)載通用圖像壓縮系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，為滿足系統(tǒng)小體積、低功耗、處理速度快以及動(dòng)態(tài)可重配置等需求，系統(tǒng)采用Xilinx Virtex-5系列FPGA為主控芯片，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了算法的高性能

3、壓縮和片外設(shè)備的有效控制。為滿足圖像壓縮過程中間參數(shù)存取速率較快、緩存數(shù)據(jù)量較大等需求，設(shè)計(jì)了基于DDR3的高速動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)緩存器，實(shí)現(xiàn)了中間參數(shù)和緩存數(shù)據(jù)的高速交互使用，經(jīng)測(cè)試，DDR3的實(shí)際讀寫速率可達(dá)110MB/s。為滿足固態(tài)存儲(chǔ)器體積小、容量大、讀寫速度快及惡劣環(huán)境下穩(wěn)定性好等需求，采用工業(yè)級(jí)CF卡作為固態(tài)存儲(chǔ)器，設(shè)計(jì)CF卡存儲(chǔ)方案滿足不同情況下碼流存儲(chǔ)需求；為滿足存儲(chǔ)速度需求，邏輯控制CF卡工作在Ture-IDE UDMA-6模式

4、，讀寫峰值速率可達(dá)90MB/s；為解決CF卡單卡容量受限及多卡擴(kuò)展等問題，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種CF卡拼接方案，解決了存儲(chǔ)空間的擴(kuò)展問題。為解決存儲(chǔ)數(shù)據(jù)下載問題，采用基于EZ-USB FX3新一代USB3.0高速數(shù)據(jù)傳輸通路，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)無(wú)拆卸近距離的數(shù)據(jù)下載功能，經(jīng)測(cè)試，下載速率可達(dá)40MB/s。
　　為完成對(duì)機(jī)載通用圖像壓縮系統(tǒng)圖像壓縮功能、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能、數(shù)據(jù)高速下載功能及其性能的地面測(cè)試，采用基于Xilinx Zynq-7000系列S