[发明专利]一种图像并行压缩装置及方法

说明书

本发明涉及一种图像并行压缩装置及方法，将图像数据均匀分成5的倍数块，并在时钟到来后，将第m个图像块的一个像素发送至第m/5的余数个接收模块；预测器模块将原始像素值X和预测像素值发送到误差计算模块；误差计算模块，计算原始像素值X和预测像素值的差值发送到量化模块；量化模块计算|R_c‑R_b|+|R_c‑R_a|，并进行量化发送给编码模块；编码模块对量化后的值进行编码发送给溢出处理模块；输出处理模块判断量化过程中是否发生溢出，如果未发生溢出则输出编码；如果发生溢出则输出编码和溢出编码。本发明提出的基于流水的遥感图像并行压缩方法，具有硬件开销较少，处理速率高的特点，且适用性强，易于工程实现，稳定可靠，该设计方法在航天领域的应用方面优势明显。

技术领域

本发明属于卫星遥感技术领域，涉及一种基于流水的并行压缩装置及方法。

背景技术

随着空间对地观测技术的发展，星上需要传输的数据量急剧增加，对卫星图像的压缩能力提出了更高的要求。复杂的算法实现和有限的硬件资源已经成为影响星上压缩处理能力的主要因素，静态压缩算法JEPG-LS，JPEG2000，特别是H.265等复杂的视频压缩算法更是对硬件实现时的处理能力提出了更高的要求。

目前，卫星遥感领域使用的静态图像压缩技术有JEPG-LS、JPEG2000，受应用环境和算法复杂度的影响，其处理能力和效率均有不小的限制，而采用ASIC方式虽然解决了可编程芯片本身的局限性，但相应会增加制造成本。动态图像压缩技术如H.264，尤其是H.265算法复杂度更高，解决处理能力和算法复杂度之间的矛盾已经刻不容缓。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有压缩技术处理能力不足，提供一种基于流水的遥感图像并行压缩技术，它在提供压缩功能的同时，具有极低的计算复杂度，采用极少的资源，处理能力极强。

本发明的上述目的通过下述技术方案予以实现：

提供一种图像并行压缩装置，包括图像分割模块，五个接收模块，预测器模块，误差计算模块，量化模块，编码模块和输出处理模块；

图像分割模块，将图像数据，均匀分成为k个图像块，k为5的倍数。在时钟到来后，将第m个图像块的一个像素发送至压缩装置第m/5的余数个接收模块；每个时钟周期将m加1，每5个时钟周期，将m-5，直至五个图像块所有像素都发送后，切换到接下来的五个图像块序列，将m+5，直至完成所有图像块的发送；k≥m≥1；

五个接收模块将接收的图像块的像素发送到预测器模块；预测器模块每个时钟周期接收一个像素并对所接收像素的预测，下一个时钟周期将原始像素值X和预测像素值发送到误差计算模块；误差计算模块，计算原始像素值X和预测像素值的差值，并在下一时钟周期将原始像素值X、预测像素值以及计算的差值发送到量化模块；量化模块计算|R_c-R_b|+|R_c-R_a|，并进行量化，在下一时钟周期将量化后的值及所接收的差值发送给编码模块，R_a,R_b,R_c分别表示所接收像素左侧、上侧、和左上侧点的像素；编码模块对量化后的值进行编码，并在下一时钟周期将编码和所接收的差值发送给溢出处理模块；输出处理模块判断量化过程中是否发生溢出，如果未发生溢出则输出所述编码；如果发生溢出则输出所述编码和溢出编码。

优选的，所述溢出编码的获取方法为：判断所接收的差值是否超过阈值，如果未超过阈值，则输出所述编码和固定位数个0；如果超过阈值对所述差值超出截断范围的部分，进行等间隔量化，对等间隔量化值直接进行编码。

优选的，预测器模块预测模型如下：