红外图像实时无损压缩传输系统设计与实现

李其虎，任国强，吴钦章， 杨 辉

(1.中国科学院光电技术研究所，成都 610209;2.中国科学院研究生院，北京 100149)

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红外技术作为一种重要的光电成像手段，在军事探测以及民用技术领域占据着重要地位［1－2］。由于受到无线带宽的限制，如何对红外图像高效地传输就显得极为重要。国外对此问题早有研究，但由于技术的保密性，资料较少;国内在此方面的研究则起步较晚。文献［3］中给出的无人机载图像实时传输方案的研究在一定程度上解决了传输问题，但是其图像质量指标、信道编码效率等均不高，且抗多径干扰差。因此研究新的数字图像传输系统已成为迫切需求，图像压缩正是图像数据高效传输的关键所在［4－6］。基于红外序列图像自身独特的特点，需要在终端没有任何损失的情况下恢复原始信号，故只能采取无损压缩算法对初始信号进行压缩。在实际工程中，选择什么样的嵌入式系统平台来完成对红外图像压缩传输也是至关重要的。目前有些红外图像处理系统使用FPGA实现可重构计算系统，运算速度快，但对于复杂算法的实现难度较高，且灵活性差;而DSP芯片强大的数据运算处理能力以及FPGA芯片丰富的可编程逻辑资源和I/O接口使得DSP+FPGA的硬件结构成为目前最流行的硬件结构［7］。其中DSP负责实现图像处理算法，FPGA负责实现各种接口电路以及一些图像预处理工作以减轻DSP的负担。

本文根据实际工程需求采用Xilinx公司的Virtex2Pro系列FPGA来完成对红外序列图像的采集;利用其内嵌的高速串行通信接口RocketIO，实现了SRIO协议;选择TMS320C6455作为压缩算法的实现平台;利用其内部SRIO与FPGA进行高速通信。……