[实用新型]一种高速图像数据压缩装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及数据处理技术，具体涉及一种高速图像数据压缩装置。 

背景技术

在航空航天领域进行观测和测绘时，经常需要使用各种成像设备进行图像采集，成像设备一般独立设置在航空器或航天器本体的外部，所述成像设备在采集图像数据后，需要将所述图像数据实时传送到存储设备进行保存，或者进一步将所述图像数据传送到数据发送设备以返回给地面接收设备。 

由于航空航天领域的图像采集属于远距离成像，因此分辨率较低而数据量很大。如果要将拍摄的图像实时回传地面，就必须对其进行压缩编码。 

目前，应用在航空航天领域的图像数据压缩系统一般有两种实现方式：一种是使用现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)和数字处理芯片(Digital Signal Processor，DSP)，其中，FPGA用于完成逻辑控制，DSP用于提供压缩算法，完成对图像数据的压缩处理；另一种是使用多个FPGA并行地对图像数据进行处理。 

上述两种方法都能够实现对于大容量图像数据的实时压缩处理，但是也存在如下的缺点： 

对于上述第一种方法，由于进行数据处理的压缩算法由DSP提供，因此压缩算法的通用性较差，只能够用于某一个专门的应用场景或满足某一种专门的要求；而且，这种方法的入口设计一般采用中低速低压差分信号(LowVoltage Differential Signaling，LVDS)，其数据吞吐率通常只能达到几百兆比特每秒(Mbps)。随着航空航天领域的图像数据容量的迅速增加，其数据处理速度已经越来越无法满足实时压缩的要求； 

对于上述第二种算法，该方法的优点在于其提供的图像压缩算法具备较好的通用性，且进行图像数据压缩的处理速度可以根据应用场景的速率要求而进行方便的调整，但同时却存在着另外一些问题，主要包括： 

在航空航天领域，如卫星遥感、高空航拍摄影等，由于器件工作环境相比地面普通工作环境更加严苛，其工作稳定性要求更高，因此需要采用军品级或宇航级器件，与普通的民品级器件中DSP价格高于FPGA价格不同，在这些级别上，FPGA器件成本要远远高于DSP的成本，因此建立在多FPGA架构下的图像压缩系统，其成本将非常高昂； 

其次，当高能带电粒子产生的重离子通过微电子器件时，容易产生电离，发生单粒子翻转效应，这可能会导致微电子器件发生逻辑状态紊乱，从而使得硬件系统失效以至于发生损坏。因此，采用多FPGA架构的系统，发生单粒子翻转效应的可能性将会成倍增加。而且，在空间环境中，所述单粒子翻转效应出现的机率还会进一步增大，从而所述多FPGA系统的稳定性也会随之进一步降低。 

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种高速图像数据压缩装置，能够实现高速图像数据压缩处理，通用性较好且成本较低。 

为达到上述目的，本实用新型的技术方案具体是这样实现的： 

一种高速图像数据压缩装置，包括：接收外部输入的图像数据的数据转换接口，FPGA控制器和至少3个图像压缩编解码芯片，所述的数据转换接口通过数据总线连接所述的FPGA控制器，所述的FPGA控制器通过数据总线和控制总线连接所述的至少3个图像压缩编解码芯片； 

所述数据转换接口，包括通过光纤接口输入光信号图像数据的光串化解串模块，和通过高速LVDS接口输入电信号图像数据的电串化解串模块；所述的光串化解串模块和所述的电串化解串模块将外部输入的图像数据转换为串行图像数据后通过所述的数据总线发送给FPGA控制器； 

所述的FPGA控制器对所述的串行图像数据进行解析，切分为若干部分后分配给所述3个图像压缩编解码芯片，并将切分后的串行图像数据通过所述的数据总线分别送入相应的图像压缩编解码芯片； 

各图像压缩编解码芯片对所分配的串行图像数据进行压缩处理，并将所述压缩处理后的串行图像数据返回给FPGA控制器，由所述的FPGA控制器对各图像压缩编解码芯片返回的压缩处理后的串行图像数据下行打包。 

所述FPGA控制器包括压缩芯片设置模块、压缩前处理模块、压缩控制模块、压缩后处理模块； 

所述压缩芯片设置模块对所述图像压缩编解码芯片的包括压缩比、压缩方式、压缩数据的帧长度以及压缩模式的工作参数进行配置；