[發明專利]一種基于FPGA的星載圖像壓縮的小波變換系統及方法

有效

• 申請號: 201110156077.4
• 申請日: 2011-06-10
• 公開（公告）號: CN102289828A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 顧曉東;陳軍;王懷超;安軍社;陳曉敏
• 申請（專利權）人: 中國科學院空間科學與應用研究中心
• 主分類號: G06T9/00
• 分類號: G06T9/00
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉;高宇

1.一種基于FPGA的星載圖像壓縮的多級小波變換方法，該方法基于FPGA實現9/7小波變換，利用各級變換輸出各條帶小波系數的時序特點將小波變換的所有子帶信號的數據在不同的時隙合成為一路交替輸出到外部SRAM，將輸入的所有像素點均進行小波變換并合成一路輸出；所述將多級小波變換中各級輸出的小波系數合成為一路方法進一步包含：采用內部若干個串聯先進先出緩存器緩存行變換后的數據，當緩存一定數目的行數據后即進行列變換，一級變換的LL子帶數據采用不連續態間歇的策略送入二級變換模塊中，一級變換的LH、HL、HH子帶數據經延時單元延遲數個周期后輸出；二級變換的LL子帶數據采用所述不連續態間歇的策略送入三級變換的模塊中，二級變換的LH、HL、HH子帶數據經延時單元延遲數個周期后輸出；依次類推，可同時進行多級小波變換，最后將各級變換的子帶數據通過子帶標識步驟和延時步驟合成為一路直接輸出；

其中，所述子帶標識步驟為：對各級變換的列計數和處理過的行計數器來判斷輸出子帶標識，當列計數器為偶數時對應著行變換系數為高通系數，當已計算行計數為偶數時對應的列向變換系數為高通系數；并將得到的子帶標識和相應的子帶數據送入延時單元；

所述延時步驟為：用于接受所述子帶標識單元發出的子帶標識和相應的子帶數據，根據控制單元的控制，進行相應時長的延時，并將子帶標識及相應延時后的子帶數據送入合路單元合成為一路交替輸出到外部SRAM。

2.根據權利要求1所述的基于FPGA的星載圖像壓縮的多級小波變換方法，其特征在于，所述為了使輸入的所有的像素點均被進行小波變換所述的方法還包含如下步驟：

主動推數過程使能步驟，列變換快結束時啟動該步驟，設置輸入像素點計數器和已計算的像素點計數器，當輸入像素點計數器計完整個圖像像素點數目而已計算的像素點計數器未達到此數目時，繼續使能列變換直至已計算的像素點計完整幅圖像像素點數目。

3.根據權利要求1所述的一種用于星載圖像壓縮中小波變換的FPGA設計及方法，其特征在于，所述串聯先進先出緩存單元所包含的先進先出緩存單元的數量受控于濾波器長度。

4.根據權利要求1所述的基于FPGA的星載圖像壓縮的多級小波變換方法，其特征在于，所述多級小波變換為三級小波變換。

5.根據權利要求3或4所述的基于FPGA的星載圖像壓縮的多級小波變換方法，其特征在于，所述三級小波變換的一級變換的LH、HL、HH子帶數據經延時單元延遲濾波器最大長度的二倍后輸出；

所述三級小波變換的二級變換的LH、HL和HH子帶數據經延時單元延遲9/7濾波器最大長度的一倍后輸出；

所述三級小波變換的三級變換的LL、LH、HL和HH子帶數據直接輸出。

6.根據權利要求1所述的基于FPGA的星載圖像壓縮的多級小波變換方法，其特征在于，所述多級小波變換為五級小波變換。

7.根據權利要求3或6所述的基于FPGA的星載圖像壓縮的多級小波變換方法，其特征在于，所述五級小波變換的一級變換的LH、HL和HH子帶數據經延時單元延遲濾波器最大長度的四倍后輸出；

所述五級小波變換的二級變換的LH、HL和HH子帶數據經延時單元延遲濾波器最大長度的三倍后輸出；

所述五級小波變換的三級變換的LH、HL和HH子帶數據經延時單元延遲濾波器最大長度的二倍后輸出；

所述五級小波變換的四級變換的LH、HL和HH子帶數據經延時單元延遲濾波器最大長度的一倍后輸出；

所述五級小波變換的五級變換的LL、LH、HL和HH子帶數據直接輸出。

8.根據權利要求1所述的基于FPGA的星載圖像壓縮的多級小波變換方法，其特征在于，所述不連續態間歇的策略為：所述的先進先出緩存單元組成的串聯組中緩存的行變換數據相間排列著高通系數和低通系數，列向小波變換按照行的方向輸出數據，偶數行輸出列向變換的高通系數，奇數行輸出列向變換的低通系數；奇數行時，每隔一個周期輸出一個LL子帶數據；偶數行時不輸出LL子帶數據。