[發(fā)明專利]一種圖像并行壓縮裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810839894.1
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN109040759B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓宇;肖化超;張建華;袁素春;閻昆;陳晨;祡昱洲
• 申請（專利權(quán)）人: 西安空間無線電技術(shù)研究所
• 主分類號: H04N19/436
• 分類號: H04N19/436;H04N19/124;H04N19/176
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 徐輝

本發(fā)明涉及一種圖像并行壓縮裝置及方法，將圖像數(shù)據(jù)均勻分成5的倍數(shù)塊，并在時鐘到來后，將第m個圖像塊的一個像素發(fā)送至第m/5的余數(shù)個接收模塊；預(yù)測器模塊將原始像素值X和預(yù)測像素值發(fā)送到誤差計算模塊；誤差計算模塊，計算原始像素值X和預(yù)測像素值的差值發(fā)送到量化模塊；量化模塊計算|R_c?R_b|+|R_c?R_a|，并進行量化發(fā)送給編碼模塊；編碼模塊對量化后的值進行編碼發(fā)送給溢出處理模塊；輸出處理模塊判斷量化過程中是否發(fā)生溢出，如果未發(fā)生溢出則輸出編碼；如果發(fā)生溢出則輸出編碼和溢出編碼。本發(fā)明提出的基于流水的遙感圖像并行壓縮方法，具有硬件開銷較少，處理速率高的特點，且適用性強，易于工程實現(xiàn)，穩(wěn)定可靠，該設(shè)計方法在航天領(lǐng)域的應(yīng)用方面優(yōu)勢明顯。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于衛(wèi)星遙感技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于流水的并行壓縮裝置及方法。

背景技術(shù)

隨著空間對地觀測技術(shù)的發(fā)展，星上需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量急劇增加，對衛(wèi)星圖像的壓縮能力提出了更高的要求。復(fù)雜的算法實現(xiàn)和有限的硬件資源已經(jīng)成為影響星上壓縮處理能力的主要因素，靜態(tài)壓縮算法JEPG-LS，JPEG2000，特別是H.265等復(fù)雜的視頻壓縮算法更是對硬件實現(xiàn)時的處理能力提出了更高的要求。

目前，衛(wèi)星遙感領(lǐng)域使用的靜態(tài)圖像壓縮技術(shù)有JEPG-LS、JPEG2000，受應(yīng)用環(huán)境和算法復(fù)雜度的影響，其處理能力和效率均有不小的限制，而采用ASIC方式雖然解決了可編程芯片本身的局限性，但相應(yīng)會增加制造成本。動態(tài)圖像壓縮技術(shù)如H.264，尤其是H.265算法復(fù)雜度更高，解決處理能力和算法復(fù)雜度之間的矛盾已經(jīng)刻不容緩。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有壓縮技術(shù)處理能力不足，提供一種基于流水的遙感圖像并行壓縮技術(shù)，它在提供壓縮功能的同時，具有極低的計算復(fù)雜度，采用極少的資源，處理能力極強。

本發(fā)明的上述目的通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

提供一種圖像并行壓縮裝置，包括圖像分割模塊，五個接收模塊，預(yù)測器模塊，誤差計算模塊，量化模塊，編碼模塊和輸出處理模塊；

圖像分割模塊，將圖像數(shù)據(jù)，均勻分成為k個圖像塊，k為5的倍數(shù)。在時鐘到來后，將第m個圖像塊的一個像素發(fā)送至壓縮裝置第m/5的余數(shù)個接收模塊；每個時鐘周期將m加1，每5個時鐘周期，將m-5，直至五個圖像塊所有像素都發(fā)送后，切換到接下來的五個圖像塊序列，將m+5，直至完成所有圖像塊的發(fā)送；k≥m≥1；

五個接收模塊將接收的圖像塊的像素發(fā)送到預(yù)測器模塊；預(yù)測器模塊每個時鐘周期接收一個像素并對所接收像素的預(yù)測，下一個時鐘周期將原始像素值X和預(yù)測像素值發(fā)送到誤差計算模塊；誤差計算模塊，計算原始像素值X和預(yù)測像素值的差值，并在下一時鐘周期將原始像素值X、預(yù)測像素值以及計算的差值發(fā)送到量化模塊；量化模塊計算|R_c-R_b|+|R_c-R_a|，并進行量化，在下一時鐘周期將量化后的值及所接收的差值發(fā)送給編碼模塊，R_a,R_b,R_c分別表示所接收像素左側(cè)、上側(cè)、和左上側(cè)點的像素；編碼模塊對量化后的值進行編碼，并在下一時鐘周期將編碼和所接收的差值發(fā)送給溢出處理模塊；輸出處理模塊判斷量化過程中是否發(fā)生溢出，如果未發(fā)生溢出則輸出所述編碼；如果發(fā)生溢出則輸出所述編碼和溢出編碼。

優(yōu)選的，所述溢出編碼的獲取方法為：判斷所接收的差值是否超過閾值，如果未超過閾值，則輸出所述編碼和固定位數(shù)個0；如果超過閾值對所述差值超出截斷范圍的部分，進行等間隔量化，對等間隔量化值直接進行編碼。

優(yōu)選的，預(yù)測器模塊預(yù)測模型如下：