星載圖像壓縮系統(tǒng)中小波量化器的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展，高分辨率衛(wèi)星遙感圖像越來越多地應(yīng)用于國防的各個領(lǐng)域。世界各國都在爭相研制高分辨率衛(wèi)星以用于軍用。然而，航天器（如地球觀測衛(wèi)星、科學(xué)探測衛(wèi)星等）上獲得的圖像多數(shù)情況下是用海量數(shù)據(jù)來表示的，必須要先將這些數(shù)據(jù)存儲在飛船上而后將其發(fā)送至地面。由于應(yīng)用于星載設(shè)備的質(zhì)量、能量、成本等限制非常苛刻，因此非常有必要將星載設(shè)備的存儲容量和傳送碼率降到最低。許多壓縮算法都能夠在獲得高壓縮比的同時提供較好的重構(gòu)圖像質(zhì)量，最著名的比如

2、JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)，然而這些算法一般都非常復(fù)雜，不適宜實時實現(xiàn)；而且?guī)缀鯖]有一個算法能夠很好地解決基于高速推掃儀器空間應(yīng)用的實現(xiàn)要求。為了克服這些限制條件，本文以星載圖像壓縮項目為背景，在對遙感圖像的特點做了深入分析的基礎(chǔ)上，研究了一種新穎而有效的基于DWT的星載遙感圖像自適應(yīng)量化壓縮方法。對基于DWT的壓縮方法來說，恢復(fù)圖像的質(zhì)量與量化過程緊密相關(guān)，因此編碼方案的效率將主要取決于量化環(huán)節(jié)。該方法基于率失真曲線的精確理論模型，對小波分

3、解后的不同子帶提供最優(yōu)的動態(tài)比特分配從而實現(xiàn)了小波系數(shù)的自適應(yīng)量化編碼，最后還實現(xiàn)了碼率控制。實驗結(jié)果顯示，該壓縮方法可以達到接近JPEG2000的優(yōu)秀性能然而其復(fù)雜度比JPEG2000要低得多。而且該方法對各小波子帶單獨量化編碼，不利用子帶間系數(shù)的相關(guān)性，因此非常適合于并行壓縮處理。本文實現(xiàn)了DWT壓縮編碼高速動態(tài)量化器的FPGA設(shè)計。在為DWT系數(shù)確定好一組使給定碼率下均方誤差(MSE)最小化的最佳量化步長{qi}后，該量化器將能夠