[发明专利]一种星载高光谱图像无损压缩器

说明书

本发明涉及一种星载高光谱图像无损压缩器，包括：系统供电单元，用于将外部供电系统输入的30V一次电源转换为二次电源；高光谱图像压缩单元，用于使用TLK2711接口接收高光谱相机输出的4路多通道高光谱图像数据，采用基于CCSDS123.0‑B高光谱无损压缩规范的IP核进行压缩，并且通过FPGA的GTX接口发送给数据复接单元；数据复接单元，用于接收图像压缩单元发送的4路GTX数据，进行复接后通过2路TLK2711通道输出。本发明的图像压缩系统采用VPX板插式结构组合系统供电、高光谱图像压缩和图像复接单元，系统处理速率可达3.84Gbps，首次使用了基于CCSDS123.0‑B高光谱无损压缩规范的压缩模块，可同时处理最多近500个谱段的高光谱数据，显著提高了图像压缩效率，实现了星载高光谱图像无损压缩技术。

技术领域

本发明涉及一种图像无损压缩处理系统，尤其涉及一种星载高光谱图像无损压缩器。

背景技术

随着高分辨率高光谱遥感卫星的发展，星上高光谱原始数据量不断增大，而卫星下传带宽有限，给星载高光谱图像压缩任务带来了较大挑战。以往高光谱星载图像压缩器中通常采用单谱段JPEG2000或者JPEG-LS算法进行高光谱图像压缩，此类压缩方法只考虑了谱内的空间相关性，而忽略了谱间相关性，图像无损压缩比一般较小，难以满足星载高光谱图像压缩要求，CCSDS123.0-B多、高光谱无损压缩标准采用空间维和谱段维联合预测，去除了空间和谱间冗余，提高了无损压缩性能。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本申请实施例提供了一种星载高光谱图像压缩器，包括：

系统供电单元：用于将外部供电系统输入的一次电源转换为二次电源；

图像压缩单元：用于接收高光谱相机输入的高光谱数据，对多通道高光谱图像数据输入基于CCSDS123.0-B高光谱无损压缩规范进行压缩；

数据复接单元：用于接收图像压缩单元发送的4路GTX数据，进行复接后通过2路TLK2711通道输出。

底板单元：用于组合系统供电单元、图像压缩单元和数据复接单元，完成系统内部供电和数据传输

其中，所述多通道高光谱图像数据包括表征相机成像信息的辅助数据。

在一个可能的实现方式中，所述系统可接受3路高光谱图像数据输入，图像谱段数可达500，输入速率可达3.84Gbps。

系统供电单元采用两路滤波器和DC/DC转换器进行电平转换，将外部输入的30V一次电源转换为5V二次电源，用于给图像压缩单元和数据复接单元供电；

图像压缩单元采用现场可编程门阵列FPGA作为主要的处理芯片，所述FPGA对接收到的数据进行数据协议解析,提取图像数据进行缓存，通过数据调度模块控制缓存数据的读出写入,利用高光谱无损压缩模块对图像数据进行压缩，最后将压缩后的数据与辅助数据合并成一个压缩包，将压缩包进行传输帧切分后通过底板模块传输给数据复接模块,数据传输帧经过数据复接模块后复接成两路数据通过TLK2711芯片发送给外部。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明的图像压缩系统采用VPX板插式结构组合系统供电、高光谱图像压缩和图像复接单元，可扩展性及模块单元性强，方便后续的系统扩展升级，能够在卫星上广泛推广使用。

2、本发明对外接口数据传输采用高速串行数据传输技术,使用TLK2711芯片完成对外数据接口通信,每路传输速率最高可达1.28Gbps。

3、本发明在图像压缩单元采用符合CCSDS123.0-B多、高光谱无损压缩标准的星载图像无损压缩处理系统无损压缩编码效率高(利用CCSDS提供的实验图像进行测试,无损压缩比平均大于2；数据调度缓存能力强，可同时处理最多近500个谱段的高光谱数据，满足新型高光谱相机需求；对原始载荷数据主动进行分块处理，防止了空间数据处理中的误码扩散。