快照马赛克高光谱图像CCSDS压缩器的FPGA实现.pdfVIP

第 30卷 第 8期 光学 精密工程 Vol.30 No.8 2022年 4月 Optics and PrecisionEngineering Apr. 2022 文章编号 1004-924X（2022）08-0883-11 快照马赛克高光谱图像CCSDS压缩器的 FPGA实现 1 2 2 2 1，2* 吕德远 ，黄浩文 ，曾 珉 ，曾 旭 ，赵志刚 （1.深圳技术大学 新材料与新能源学院，广东 深圳 518118； 2.深圳大学 物理与光电工程学院，广东 深圳 518052） 摘要：为解决快照马赛克高光谱图像数据量大、对传输带宽要求高的问题，采用必威体育精装版的CCSDS 123.0-B-2多光谱/高光 谱无损和近无损压缩国际标准，实现了基于FPGA的快照马赛克高光谱图像无损和近无损压缩。通过改进BIP（Band- InterleavedPixels）排序算法，使每个时钟周期能够动态处理一个快照马赛克高光谱样本，数据吞吐率约提高至11倍，有 效解决了该国际标准在快照马赛克高光谱图像压缩FPGA硬件实现时存在的流水线和并行化处理困难、处理速度慢的 问题。实验结果表明，所实现的压缩器在XilinxXC7Z020CLG-4平台上布局布线后FPGA整体逻辑资源占用率小于 10%，100MHz系统时钟下约22ms即可完成一张高光谱图像的压缩，无损压缩性能在2.66~4.30bits/samples之间，近 无损压缩性能在1.01~3.70bits/samples之间，能够满足快照马赛克高光谱成像技术在无线手持及无人机载领域的应 用需求。 关 键 词：高光谱图像压缩；快照马赛克高光谱成像；CCSDS 123.0-B-2；FPGA实现 中图分类号：TP391.4 文献标识码：A doi：10.37188/OPE0883 FPGAimplementationofCCSDScompressorforsnapshot mosaichyperspectralimages 1 2 2 2 1，2* LVDeyuan ，HUANG Haowen ，ZENG Min ，ZENG Xu ，ZHAO Zhigang （1.CollegeofNewMaterialsandNewEnergies，ShenzhenTechnologyUniversity， Shenzhen 518118，China 2.CollegeofPhysicsandOptoelectronicEngineering，ShenzhenUniversity，Shenzhen 518052，China） * Correspondingauthor，E-mail：zhaozhigang@ Abstract：Tosolvetheproblem oflargedatavolumeandhightransmissionbandwidthrequirementof snapshotmosaichyperspectralimages，thelatestCCSDS 123.0-B-2 multispectral/hyperspectrallossless andnear-losslesscompressioninternationalstandardisadoptedtorealizetheFPGA-basedlosslessand near-losslesscompressiono