刘鸿飞

(漳州师范学院 物理与电子信息系，福建 漳州 363000)

空间图像/视频压缩算法的选择及其应用

刘鸿飞

(漳州师范学院 物理与电子信息系，福建 漳州 363000)

空间图像数据的下传受到星上能源、过境时间、误码率等限制，为了进行实时的、高效的、抗误码的压缩，文中研究比较了小波和JPEG、MPEG-2、MPEG-4、H.264等传统编码方式的优势，并结合前期应用经验，选择了（9,7）小波+SPIHT编码，该算法可以有效地去除图像数据中的统计冗余，且符合人眼的视觉特性，非常适应空间图像/视频数据的压缩。文章提出了基于FPGA为核心的高可靠性小波压缩硬件平台，可以实时地完成空间图像的小波压缩编码。

空间图像；小波；SPIHT；压缩；FPGA

0.引言

随着空间技术的发展，人类在太空的活动越来越频繁，目前在太空飞行的人造地球卫星就达数百颗，还有无数的废弃卫星、太空垃圾等，这些飞行器在太空运行的实际现场情景，为人类越来越好奇。利用小卫星对空间站或其他目标卫星进行观测并为其服务是现代小卫星的一个重要应用领域，我们将其称为伴飞（Inspector）卫星。Inspector卫星围绕目标飞行，并可将观测数据发回地面，具有服务功能的 Inspector卫星则更为复杂，小卫星作为空间支持的一种新手段，可以围绕轨道飞行器完成精确的机动和观测。美国研制成功的mini-AERCam就是这种Inspector卫星如图 1所示，它可以绕着宇宙飞船进行飞行，拍摄不同角度、不同距离的宇宙飞船飞行情景[1,2]。

图 1 (a) Sprint与Mini-AERCam实物图(b) Mini-AERCam的内部电路板图

1.空间图像压缩的必要性

卫星在对空间目标成像的过程中，产生了海量的图像/视频数据，这些数据要么直接下传给地面接收站，要么缓存在星载大容量存储阵列中，再发送给地面接收站。……