摘要
小型衛星向けの高解像度宇宙CMOSカメラのハードウェアコスト制約およびデータストレージ資源の不足の問題に対して、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array、FPGA）に基づくJPEG-LS画像圧縮アルゴリズムの実装方案を提案した。並列グループモードにより、単一チップFPGA上にマルチコアリアルタイム圧縮イメージングシステムを構築した。FPGAはCMOS検出器から出力される多チャネル高速画像データを受信し、11段階のパイプラインを用いてJPEG-LS画像圧縮アルゴリズムを実現し、その符号化パラメータを計算し、クリティカルパス短縮のためにコンテキスト更新部分の構造を最適化した。最後に複数のJPEG-LS画像圧縮コアを利用してCMOS検出器から出力される多チャネル高速画像データをグループ並列圧縮した。実験結果は、現行システムにおいて改善されたJPEG-LS画像圧縮コアは最大動作周波数46MHzで動作し、圧縮パラメータnearが1の場合、システムはほぼ無損失圧縮に近く、圧縮率は4を超え、復元画像のピーク信号対雑音比は約50dBであり、リモートセンシング画像の圧縮速度および品質要件をほぼ満たしていることを示した。本論文は画像圧縮機能を備えた高解像度宇宙CMOSカメラの設計に対して参照を提供する。
关键词
画像圧縮; CMOS検出器; フィールドプログラマブルゲートアレイ; パイプライン設計; マルチコア圧縮イメージング
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