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目前的衛(wèi)星遙感圖像壓縮系統(tǒng)硬件方案大多基于高性能可編程邏輯器件FPGA[2-4]。但這種方案整系統(tǒng)成本居高不下，且FPGA存在單粒子翻轉效應。因此，筆者提出一種多DSP+FPGA的硬件設計結構，使用DSP取代FPGA完成核心算法，而僅用一個FPGA進行管理和控制。該硬件設計成本較低。
1 基于雙正交疊式變換的低復雜度圖像壓縮方法
1.1 雙正交重疊變換的快速整數(shù)實現(xiàn)
在有損壓縮中，通常先對圖像矩陣進行正交/雙正交變換，使能量分布集中，表示更為稀疏。離散余弦變換(DCT)由于具有良好的去相關效果，并且存在相應的快速算法，應用廣泛。雙正交重疊變換繼承了DCT 計算簡便、存儲要求低的特點，同時克服了DCT的塊效應。這里以LBT為藍本提出雙正交重疊變換的快速整數(shù)實現(xiàn)算法，所有系數(shù)均采用分母為2的冪、分子為整數(shù)的分數(shù)近似，從而使整個變換過程只需要整數(shù)加法和位移運算。圖1給出了一維binLBT的實現(xiàn)流程，二維變換按先行后列的順序分別進行一維變換。
1.2 零樹編碼的簡化與改進
SPIHT作為一種高效零樹編碼方法，對位平面進行了集合劃分，將大量的非重要位0集中到幾個具有特定模式的集合里面，并對含有重要位的此類集合進行劃分，直至將集合劃分為具體的元素。LBT系數(shù)塊中存在著類似零樹結構。圖2中給出了模仿小波變換中樹結構的LBT塊變換中的零樹劃分方法，其中每一個線框對應著一個系數(shù)，實線則將64個系數(shù)分為10個子帶。由于塊變換具有集中能量的作用，系數(shù)的能量由左上到右下逐漸減少。
在每一子帶中，首先使用Golomb方法編碼，再將其輸出碼流輸入到MQ編碼器，進行下一步的編碼。零樹編碼過程應用了零樹結構中父子節(jié)點間的相關性，需要在已知父節(jié)點的情況下定位它的子節(jié)點。因此，在LBT系數(shù)輸出后進入編碼器前，利用線性索引的方法對LBT系數(shù)重新排序，將其放置在一維數(shù)組里。
來源：21IC電子網(wǎng)
