本文關(guān)鍵詞：遙感圖像上下文自適應(yīng)編碼硬件系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著光電傳感器技術(shù)的發(fā)展,遙感圖像的分辨率越來越大,給有限的傳輸帶寬和儲(chǔ)存空間帶來了巨大壓力。因此,遙感圖像的壓縮技術(shù)成為衛(wèi)星遙感研究中一個(gè)非常關(guān)鍵的技術(shù)。本文的主要工作是設(shè)計(jì)針對(duì)遙感圖像的高性能全硬件壓縮編碼器,實(shí)現(xiàn)基于上下文的自適應(yīng)無損(近無損)圖像編碼(CALIC)。CALIC按照光柵掃描的順序?qū)D像進(jìn)行連續(xù)處理,只需緩存當(dāng)前編碼行的前兩行數(shù)據(jù),其軟解碼壓縮效果與JPEG2000相當(dāng),但編碼端具有更低的計(jì)算復(fù)雜度,易于硬件實(shí)現(xiàn)。因此在遙感圖像編碼中,針對(duì)CALIC的硬件實(shí)現(xiàn)顯得尤為重要。本文設(shè)計(jì)了多層控制單元,并通過有限狀態(tài)機(jī)(FSM)產(chǎn)生不同的使能信號(hào)對(duì)各功能模塊進(jìn)行平穩(wěn)控制。采用三組先入先出隊(duì)列(FIFO)的組合有效地解決了串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)并行數(shù)據(jù)的需求。調(diào)用同步雙端口RAM的IP核來實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的快速讀取和保存。設(shè)計(jì)了八級(jí)流水線實(shí)現(xiàn)CALIC的預(yù)測(cè)編碼部分,提高了編碼速度,并通過多種使能信號(hào)的合理組合解決了流水線中數(shù)據(jù)傳輸次序的問題。其中調(diào)用除法器IP核來實(shí)現(xiàn)CALIC中的除法運(yùn)算,縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間,提高了效率。最后將多種編碼模式進(jìn)行了高效復(fù)用,有效減小了電路規(guī)模。通過在Xilinx公司的ISE Design Suite 14.6開發(fā)軟件下進(jìn)行仿真分析,表明本文設(shè)計(jì)的CALIC硬件編碼器在Virtex-6 XC6VSX315T芯片上能夠達(dá)到106MHz的時(shí)鐘頻率。所設(shè)計(jì)的圖像壓縮編碼器與基于Virtex-6 XC6VSX315T的現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)開發(fā)板上的外設(shè)端口相連,能夠完成遙感圖像的壓縮任務(wù)。CALIC硬件編碼器能夠達(dá)到每14個(gè)時(shí)鐘周期處理一個(gè)像素的處理速度,因此每秒能夠完成28幀512×512的遙感圖像壓縮任務(wù)。
【關(guān)鍵詞】：圖像壓縮 CALIC 算數(shù)編碼 FPGA
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP751
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符號(hào)對(duì)照表10-11
• 縮略語(yǔ)對(duì)照表11-14
• 第一章 緒論14-20
• 1.1 研究背景和意義14-15
• 1.2 圖像壓縮編碼技術(shù)介紹15-17
• 1.3 遙感圖像壓縮國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4 主要研究工作18
• 1.5 內(nèi)容安排18-20
• 第二章 基于上下文的自適應(yīng)無損圖像編碼20-36
• 2.1 CALIC原理簡(jiǎn)介20-21
• 2.2 CALIC具體實(shí)現(xiàn)21-33
• 2.2.1 自適應(yīng)梯度預(yù)測(cè)22-25
• 2.2.2 上下文選擇和量化25
• 2.2.3 預(yù)測(cè)誤差的上下文建模25-30
• 2.2.4 預(yù)測(cè)誤差的熵編碼30-33
• 2.3 CALIC壓縮性能分析33-36
• 2.3.1 CALIC與JPEG2000算法性能比較33-34
• 2.3.2 CALIC算法不同壓縮比下的性能比較34-36
• 第三章 CALIC編碼器的硬件設(shè)計(jì)36-54
• 3.1 CALIC編碼器的架構(gòu)設(shè)計(jì)36-37
• 3.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理實(shí)現(xiàn)37-38
• 3.3 CALIC編碼流水實(shí)現(xiàn)38-43
• 3.4 特殊點(diǎn)編碼實(shí)現(xiàn)43-44
• 3.5 狀態(tài)控制實(shí)現(xiàn)44-47
• 3.6 算術(shù)編碼器的實(shí)現(xiàn)47-53
• 3.6.1 算數(shù)編碼器技術(shù)要點(diǎn)47-49
• 3.6.2 算數(shù)編碼器流水實(shí)現(xiàn)49-53
• 3.7 本章小結(jié)53-54
• 第四章 CALIC的系統(tǒng)驗(yàn)證、綜合與性能分析54-66
• 4.1 FPGA開發(fā)設(shè)計(jì)流程54-55
• 4.2 基于FPGA的設(shè)計(jì)驗(yàn)證55-58
• 4.2.1 開發(fā)工具55-56
• 4.2.2 硬件平臺(tái)56-58
• 4.3 CALIC編碼器的驗(yàn)證方法58-61
• 4.3.1 CALIC編碼器模塊級(jí)驗(yàn)證58-61
• 4.3.2 系統(tǒng)級(jí)聯(lián)合驗(yàn)證61
• 4.4 硬件壓縮性能分析61-64
• 4.5 本章小結(jié)64-66
• 第五章 總結(jié)與展望66-68
• 5.1 總結(jié)66
• 5.2 展望66-68
• 參考文獻(xiàn)68-70
• 致謝70-72
• 作者簡(jiǎn)介72-73

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李偉;;遙感圖像中的道路提取[J];自動(dòng)化博覽;2006年05期

2 李傳龍;李穎;馬龍;;一種新的遙感圖像海岸線檢測(cè)方法[J];計(jì)算機(jī)仿真;2010年08期

3 張學(xué)良;肖鵬峰;馮學(xué)智;;基于圖像內(nèi)容層次表征的遙感圖像分割方法[J];中國(guó)圖象圖形學(xué)報(bào);2012年01期

4 秦其明;遙感圖像自動(dòng)解譯面臨的問題與解決的途徑[J];測(cè)繪科學(xué);2000年02期

5 陳小琪;現(xiàn)代計(jì)算機(jī)印前制版技術(shù)在遙感圖像印制中的應(yīng)用研究——以《長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶可持續(xù)發(fā)展地圖集》為例[J];地球信息科學(xué);2000年02期

6 鄧湘金,彭海良;一種基于遙感圖像的機(jī)場(chǎng)檢測(cè)方法[J];測(cè)試技術(shù)學(xué)報(bào);2002年02期

7 余杰千,方濤,陳雍業(yè);一種有效的遙感圖像無縫分割方法[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用;2003年12期

8 吳為祿;遙感圖像中的云層消除處理[J];鐵路航測(cè);2003年01期

9 于輝,徐軍;彩色遙感圖像目標(biāo)提取方法研究[J];遙感技術(shù)與應(yīng)用;2003年06期

10 黃勇杰,王樹國(guó),劉俊義,陳東;遙感圖像去云算法研究[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2003年S2期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張鳳春;董增壽;劉明君;;基于局部方差均衡的遙感圖像增強(qiáng)方法[A];第六屆全國(guó)信息獲取與處理學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（2）[C];2008年

2 鄧冰;林宗堅(jiān);彭曉東;;遙感圖像信息度量的原理與方法[A];《測(cè)繪通報(bào)》測(cè)繪科學(xué)前沿技術(shù)論壇摘要集[C];2008年

3 江興方;江鴻;何賢強(qiáng);;遙感圖像兩種半自動(dòng)拼接方法的研究[A];全國(guó)農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2009年

4 羅睿;張永生;范永弘;鄧雪清;;遙感圖像基于內(nèi)容查詢的研究與實(shí)踐[A];第十三屆全國(guó)遙感技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文摘要集[C];2001年

5 陳東;龐怡杰;黃勇杰;;大傾斜航空遙感圖像快速自動(dòng)鑲嵌技術(shù)[A];圖像 仿真 信息技術(shù)——第二屆聯(lián)合學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2002年

6 黃勇杰;王樹國(guó);劉俊義;陳東;;遙感圖像去云算法研究[A];首屆信息獲取與處理學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2003年

7 謝建春;趙榮椿;;遙感圖像中的軍用機(jī)場(chǎng)識(shí)別算法研究[A];信號(hào)與信息處理技術(shù)第三屆信號(hào)與信息處理全國(guó)聯(lián)合學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

8 陳姚;王金亮;李石華;;遙感圖像中云層遮擋影響消除處理方法研究述評(píng)[A];第十五屆全國(guó)遙感技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文摘要集[C];2005年

9 張磊;朱磊;;遙感圖像中直線目標(biāo)的檢測(cè)[A];第十五屆全國(guó)遙感技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文摘要集[C];2005年

10 邱磊;李國(guó)輝;衡祥安;;一種基于交互學(xué)習(xí)的遙感圖像挖掘方法[A];第一屆建立和諧人機(jī)環(huán)境聯(lián)合學(xué)術(shù)會(huì)議（HHME2005）論文集[C];2005年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 蔣建科邋孫宏金 陳樹琛;傳回清晰遙感圖像[N];人民日?qǐng)?bào);2008年

2 記者 鄭千里;北京地區(qū)有了航空遙感圖像[N];科技日?qǐng)?bào);2000年

3 本報(bào)通訊員;煤航遙感院獲美國(guó)快鳥遙感圖像西部代理權(quán)[N];中煤地質(zhì)報(bào);2005年

4 王石;印度通過“快鳥”影像發(fā)現(xiàn)古墓地[N];中國(guó)測(cè)繪報(bào);2010年

5 記者 馬彥平 張桂敏;澳大利亞鉀礦鉆探啟動(dòng)[N];農(nóng)資導(dǎo)報(bào);2011年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 朱光;基于遙感圖像的交通道路目標(biāo)識(shí)別方法研究[D];吉林大學(xué);2015年

2 祁友杰;基于SoC技術(shù)的遙感圖像快速匹配方法研究[D];東南大學(xué);2016年

3 江興方;遙感圖像去云方法的研究及其應(yīng)用[D];南京理工大學(xué);2007年

4 滕鑫鵬;遙感圖像道路提取研究[D];江蘇大學(xué);2014年

5 劉春紅;超光譜遙感圖像降維及分類方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2005年

6 劉哲;基于信息融合的遙感圖像處理方法研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2002年

7 強(qiáng)贊霞;遙感圖像的融合及應(yīng)用[D];華中科技大學(xué);2005年

8 杜根遠(yuǎn);海量遙感圖像內(nèi)容檢索關(guān)鍵技術(shù)研究[D];成都理工大學(xué);2011年

9 陶午沙;基于結(jié)構(gòu)模型的遙感圖像軍事陣地目標(biāo)特征分析及其識(shí)別技術(shù)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2004年

10 林劍;基于模糊理論的遙感圖像分割方法研究[D];中南大學(xué);2003年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 邱磊;基于內(nèi)容的遙感圖像挖掘方法研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2005年

2 陳浩;高分辨遙感圖像災(zāi)區(qū)建筑檢測(cè)[D];南京理工大學(xué);2015年

3 朱然;大數(shù)據(jù)量復(fù)雜背景下橋梁水壩目標(biāo)快速識(shí)別[D];電子科技大學(xué);2015年

4 王靜靜;基于NSCT和Shearlet變換的遙感圖像增強(qiáng)研究[D];新疆大學(xué);2014年

5 柴宏磊;基于知識(shí)的遙感圖像港口目標(biāo)識(shí)別[D];電子科技大學(xué);2015年

6 馮一鳴;基于遙感圖像中港口目標(biāo)的分割算法研究與實(shí)現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2014年

7 吳云坤;遙感圖像變化檢測(cè)技術(shù)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

8 王旭;無參考遙感圖像質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)算法研究[D];西安電子科技大學(xué);2015年

9 宋玉梅;基于遙感圖像的內(nèi)河航道識(shí)別研究[D];重慶交通大學(xué);2015年

10 張少輝;基于刃邊法的遙感圖像重建方法研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：遙感圖像上下文自適應(yīng)編碼硬件系統(tǒng)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：429019