适用于探空火箭的图像采集与压缩系统

发布时间：2018-03-30 19:27

  本文选题：ADV　切入点：JPEG　出处：《国防科技大学学报》2017年02期

【摘要】：针对探空火箭遥测带宽低、图像监控通路多、系统小型化等设计难点,提出一种基于ADV212的图像采集与压缩系统设计方案。采用可以同时支持无损和高压缩比有损压缩的JPEG2000图像压缩标准,提出适用于箭上图像采集特点的通道切换和中断处理策略,并以"乒乓"操作的流水线作业方式实现多路图像通道数据吞吐,通过两个实时发送通道和一个缓存发送通道向火箭遥测链路发送图像数据。提出一种具有动态帧频和压缩比的图像压缩方案,解决了探空火箭遥测带宽有限这一问题。本设计以Virtex-4系列现场可编程门阵列作为系统控制核心,采用ADV7182和ADV212分别完成图像的采集和压缩,分别采用静态随机存取存储器和同步动态随机存储器实现图像的实时传输和缓存传输。通过比较图像间的峰值信噪比值,试验并分析了适用于电荷耦合元件图像的压缩滤波器和小波变换级数,得到了较为满意的图像质量。设计较好地满足了本次空间环境垂直探测探空火箭的图像采集任务。
[Abstract]:Aiming at the difficulties in the design of sounding rocket telemetry, such as low bandwidth, many image monitoring channels and miniaturization of the system, A design scheme of image acquisition and compression system based on ADV212 is proposed. The JPEG2000 image compression standard, which can support both lossless and high compression ratio, is adopted, and a channel switching and interrupt processing strategy suitable for the characteristics of image acquisition on arrow is proposed. And with the "ping-pong" operation of pipeline operation mode to achieve multi-channel image channel data throughput, Two real-time transmission channels and one cache transmission channel are used to transmit image data to the rocket telemetry link. An image compression scheme with dynamic frame rate and compression ratio is proposed. The problem of limited telemetry bandwidth of sounding rocket is solved. In this design, Virtex-4 series field programmable gate array is used as the control core of the system, and ADV7182 and ADV212 are used to collect and compress images, respectively. The static random access memory and synchronous dynamic random access memory are used to transmit images in real time and cache respectively. The peak signal-to-noise ratio (PSNR) between images is compared. The compression filter and wavelet transform series suitable for charge-coupled element images are tested and analyzed, and satisfactory image quality is obtained. The image acquisition task of this space environment vertical sounding rocket is well satisfied.
【作者单位】： 中国科学院国家空间科学中心;中国科学院大学;
【基金】：国家“863”高科技资助项目(2015AA7033045)
【分类号】：TP391.41

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本文编号：1687312