[實用新型]一種高速圖像數據壓縮裝置

有效

• 申請號: 200920108647.0
• 申請日: 2009-05-27
• 公開（公告）號: CN201813493U
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 全升學;朱振濤;張東偉;司鋒
• 申請（專利權）人: 北京國科環宇空間技術有限公司
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N1/41
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 牛崢;王麗琴

技術領域

本實用新型涉及數據處理技術，具體涉及一種高速圖像數據壓縮裝置。?

背景技術

在航空航天領域進行觀測和測繪時，經常需要使用各種成像設備進行圖像采集，成像設備一般獨立設置在航空器或航天器本體的外部，所述成像設備在采集圖像數據后，需要將所述圖像數據實時傳送到存儲設備進行保存，或者進一步將所述圖像數據傳送到數據發送設備以返回給地面接收設備。?

由于航空航天領域的圖像采集屬于遠距離成像，因此分辨率較低而數據量很大。如果要將拍攝的圖像實時回傳地面，就必須對其進行壓縮編碼。?

目前，應用在航空航天領域的圖像數據壓縮系統一般有兩種實現方式：一種是使用現場可編程門陣列(Field?Programmable?Gate?Array，FPGA)和數字處理芯片(Digital?Signal?Processor，DSP)，其中，FPGA用于完成邏輯控制，DSP用于提供壓縮算法，完成對圖像數據的壓縮處理；另一種是使用多個FPGA并行地對圖像數據進行處理。?

上述兩種方法都能夠實現對于大容量圖像數據的實時壓縮處理，但是也存在如下的缺點：?

對于上述第一種方法，由于進行數據處理的壓縮算法由DSP提供，因此壓縮算法的通用性較差，只能夠用于某一個專門的應用場景或滿足某一種專門的要求；而且，這種方法的入口設計一般采用中低速低壓差分信號(LowVoltage?Differential?Signaling，LVDS)，其數據吞吐率通常只能達到幾百兆比特每秒(Mbps)。隨著航空航天領域的圖像數據容量的迅速增加，其數據處理速度已經越來越無法滿足實時壓縮的要求；?

對于上述第二種算法，該方法的優點在于其提供的圖像壓縮算法具備較好的通用性，且進行圖像數據壓縮的處理速度可以根據應用場景的速率要求而進行方便的調整，但同時卻存在著另外一些問題，主要包括：?

在航空航天領域，如衛星遙感、高空航拍攝影等，由于器件工作環境相比地面普通工作環境更加嚴苛，其工作穩定性要求更高，因此需要采用軍品級或宇航級器件，與普通的民品級器件中DSP價格高于FPGA價格不同，在這些級別上，FPGA器件成本要遠遠高于DSP的成本，因此建立在多FPGA架構下的圖像壓縮系統，其成本將非常高昂；?

其次，當高能帶電粒子產生的重離子通過微電子器件時，容易產生電離，發生單粒子翻轉效應，這可能會導致微電子器件發生邏輯狀態紊亂，從而使得硬件系統失效以至于發生損壞。因此，采用多FPGA架構的系統，發生單粒子翻轉效應的可能性將會成倍增加。而且，在空間環境中，所述單粒子翻轉效應出現的機率還會進一步增大，從而所述多FPGA系統的穩定性也會隨之進一步降低。?

實用新型內容

本實用新型實施例提供一種高速圖像數據壓縮裝置，能夠實現高速圖像數據壓縮處理，通用性較好且成本較低。?

為達到上述目的，本實用新型的技術方案具體是這樣實現的：?

一種高速圖像數據壓縮裝置，包括：接收外部輸入的圖像數據的數據轉換接口，FPGA控制器和至少3個圖像壓縮編解碼芯片，所述的數據轉換接口通過數據總線連接所述的FPGA控制器，所述的FPGA控制器通過數據總線和控制總線連接所述的至少3個圖像壓縮編解碼芯片；?

所述數據轉換接口，包括通過光纖接口輸入光信號圖像數據的光串化解串模塊，和通過高速LVDS接口輸入電信號圖像數據的電串化解串模塊；所述的光串化解串模塊和所述的電串化解串模塊將外部輸入的圖像數據轉換為串行圖像數據后通過所述的數據總線發送給FPGA控制器；?

所述的FPGA控制器對所述的串行圖像數據進行解析，切分為若干部分后分配給所述3個圖像壓縮編解碼芯片，并將切分后的串行圖像數據通過所述的數據總線分別送入相應的圖像壓縮編解碼芯片；?

各圖像壓縮編解碼芯片對所分配的串行圖像數據進行壓縮處理，并將所述壓縮處理后的串行圖像數據返回給FPGA控制器，由所述的FPGA控制器對各圖像壓縮編解碼芯片返回的壓縮處理后的串行圖像數據下行打包。?

所述FPGA控制器包括壓縮芯片設置模塊、壓縮前處理模塊、壓縮控制模塊、壓縮后處理模塊；?

所述壓縮芯片設置模塊對所述圖像壓縮編解碼芯片的包括壓縮比、壓縮方式、壓縮數據的幀長度以及壓縮模式的工作參數進行配置；?