[发明专利]一种基于可变输入数据流的大动态实时解压缩系统

说明书

本发明公开了一种基于可变输入数据流的大动态实时解压缩系统，包括：解帧模块、RS解码模块、2DECC解码模块、无纠错解码模块、EDC检纠错模块、数据打包分发模块、多路并行golomb解码模块、多路并行残差预测解码模块、像素收集模块以及组帧模块；解帧模块解析压缩码流的帧格式，分离辅助信息与压缩码流数据；压缩码流数据输入到检纠错模块、多路并行解码模块按块解码，然后将解码后的数据还原成输入的数据形式，完成解压缩工作，最后将解码后的数据在组帧模块逆压缩排序组合后与相机辅助信息拼接组成相机格式数据输出。实现了对应的解压缩算法的FPGA并行实现，实现了可变的输入数据流和大动态压缩比变化的实时解压缩。

技术领域

本发明属于图像解压缩技术领域，更具体地，涉及一种基于可变输入数据流的大动态实时解压缩系统。

背景技术

随着信息技术的不断发展和我国卫星通信在军事上的迫切需要，卫星图像的星地传输技术成为了一个需要重点研究的领域。进入21世纪，我国在航空航天领域取得了较大的研究成果，对地观测等空间领域正处于高速发展时期。近年来由于卫星传感器性能的极大提升，使得卫星图像在时间、空间和光谱分辨率上都得到了很大的提高，空间探测器所获取的数据量越来越大，如此庞大的数据量在星地间传输是有限的信道容量所无法承载的。这样有限的信道容量与传输大量卫星遥感图像数据需求间的矛盾日益突出。

卫星图像数据压缩是静止图像压缩中的较难掌握的一门技术，与普通图像相比，卫星图像数据的相关性较弱、熵值高、冗余小，并随地面背景和气象状况的不同而发生巨大的变化，连续性差，可预测性极低，目前国内外主要的压缩标准是由国际化标准组织ISO和国际电联ITU的图像专家工作组针对不同的图像类型，制定了一系列的国际标准。其中包括动态视频压缩的H.261、H.263、H.264，二值图像压缩的JBIG、JBIG2，以及连续色调静止图像压缩的JPEG、JPEG-LS和JPEG2000等，与JPEG、JPEG2000等流行的图像压缩算法相比较，JPEG-LS在无损压缩领域具有高保真和低复杂度等特点。

大幅面的卫星图像经过星地无线信道传输至地面端需要在最短的时间内要无失真的恢复出探测器所拍摄到的原图。这就要求地面接收系统具备很高的实时处理能力。其硬件架构要能具有强大的计算能力和良好的并行处理特性，采用通用处理器进行软件解压难以保证实时性。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供了一种基于可变输入数据流的大动态实时解压缩系统，由此解决现有的采用通用处理器进行软件解压难以保证实时性的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于可变输入数据流的大动态实时解压缩系统，包括：解帧模块、RS解码模块、2DECC解码模块、无纠错解码模块、EDC检纠错模块、数据打包分发模块、多路并行golomb解码模块、多路并行残差预测解码模块、像素收集模块以及组帧模块；

所述解帧模块，用于识别压缩码流中的标志识别码，提取解码需要的中间参数和相机格式数据并缓存，并将压缩码流中的帧格式数据、相机格式数据以及压缩码流数据分离，进而从帧格式数据中提取卫星工作状态参数，计算压缩码流状态信息，确定压缩码流的编码方式；

所述RS解码模块，用于在所述解帧模块确定的压缩码流的编码方式为RS编码时，接收所述解帧模块输出的压缩码流数据和数据使能信号，对该压缩码流数据进行RS检纠错解码，将纠错后的压缩码流数据发送给所述EDC检纠错模块；

所述2DECC解码模块，用于在所述解帧模块确定的压缩码流的编码方式为2DECC编码时，接收所述解帧模块输出的压缩码流数据和数据使能信号，对该压缩码流数据进行逐比特检错、纠错，去除校验位，将纠错后的压缩码流数据发送给所述EDC检纠错模块；

所述无纠错解码模块，用于在所述解帧模块确定的压缩码流的编码方式为无纠错编码时，接收所述解帧模块输出的压缩码流数据和数据使能信号，并将该压缩码流数据发送给所述EDC检纠错模块；