对图像的无损压缩算法进行了研究,讨论了JPEG-LS图像压缩算法,阐述了该算法的基本原理,对其实现的细节及关键技术进行了深入研究,并用C语言实现了该算法。大量图像压缩实验表明,该算法是一种优越的无损压缩算法,对于多数图像,压缩比可以非常接近无损压缩极限,并且算法的运算时间很少,一幅512×512的8比特灰度图像的压缩和解压缩时间是毫秒级的,完全可以满足实时图像处理的要求。

针对星上图像整合电路工作频率过高而造成的成像系统工作不稳定的问题, 讨论了相机结构的改进, 提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)平台实现星上时间延迟积分CCD(TDICCD)遥感图像实时合成压缩的方法。介绍了星上多通道遥感图像实时合成压缩的原理。针对TDICCD线阵推扫成像模式的特点, 使用改进的JPEG-LS压缩算法; 通过自适应量化动态地控制码率, 在FPGA硬件平台上实现了图像数据的实时合成压缩。试验验证结果表明, 在无损压缩和2倍压缩时, 系统主时钟从原来的100 MHz分别降低为80 MHz和64 MHz, 整合电路的工作稳定, 恢复图像的峰值信噪比(PSNR)满足大于80 dB的要求。提出算法的存储量小, 处理每行的平均时间为57.5 μs, 小于相机的最小行周期63 μs, 满足实时性要求。本文系统可靠性高, 算法稳定, 实现了星上多通道时间延迟积分CCD相机内部的实时合成压缩。

针对遥感相机图像数据传输要求,介绍了一种四通道输出的线阵CCD传感器,通过硬件将四个通道的图像数据整合成完整的图像数据,使用JPEG-LS无损压缩算法对图像数据进行压缩以减小数据的传输量,从而减慢数据传输速度,减小误码率。图像数据整合和压缩都在可编程逻辑器件中完成,通过实验验证了该方法能使传输量减少一半。