소형 위성용 고해상도 우주 CMOS 카메라의 하드웨어 비용 제한 및 데이터 저장 자원 부족 문제를 해결하기 위해 현장 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA)를 기반으로 하는 JPEG-LS 이미지 압축 알고리즘 구현 방안을 제안하였다. 병렬 그룹 모드를 통해 단일 FPGA 상에 다중 코어 실시간 압축 영상 시스템을 구축했다. FPGA는 CMOS 검출기에서 출력되는 다중 채널 고속 영상 데이터를 수신하며, 11단계 파이프라인으로 JPEG-LS 이미지 압축 알고리즘을 구현하고 부호화 매개변수를 계산하며, 중요 경로를 단축하기 위해 컨텍스트 업데이트 부분의 구조를 최적화했다. 마지막으로 여러 JPEG-LS 이미지 압축 코어를 이용해 CMOS 검출기에서 출력되는 다중 채널 고속 이미지 데이터를 그룹 병렬로 압축하였다. 실험 결과, 개선된 JPEG-LS 압축 코어의 최고 동작 주파수는 46 MHz였으며, near 압축 매개변수가 1일 때 시스템은 거의 무손실 압축에 가까우며 압축률은 4 이상, 복원된 영상의 피크 신호대 잡음비는 약 50 dB로, 원격 탐사 영상 압축 속도와 품질 요구를 기본적으로 충족하였다. 본 논문은 이미지 압축 기능을 갖춘 고해상도 우주 CMOS 카메라 설계에 참고가 된다.

영상 압축; CMOS 검출기; 현장 프로그래머블 게이트 어레이; 파이프라인 설계; 다중 코어 압축 영상