● 摘要
空间光学探测器是安装在卫星或航天器平台上用于对地面、天体或天体表面进行成像的精密光学仪器。随着太空探测技术的发展，高集成度和多功能化是探测器技术的主要发展趋势。根据光学探测器的具体特点，研究将不同功能的光学探测器高度集成，在不同的任务阶段实现不同功能具有重要的科学意义。空间光学探测器从功能上主要分为用于导航控制的姿态敏感器和用于科学观测的遥感相机,通过姿态敏感器获取的光斑图像对航天器进行定位，通过遥感相机拍摄的遥感图像获取相应的地表信息。随着传感技术的不断发展，遥感影像的时间、空间和光谱的分辨率不断提高，新型航天遥感器所获取的数据量越来越大，而传输频带和存储空间的限制，使得图像压缩技术成为当前信息传输研究中的关键技术之一。本课题以国家自然科学基金项目“空间探测器复用技术研究”为背景，旨在研究适用于空间复用光学探测器中图像压缩系统的设计。论文主要内容包括：（1）根据遥感图像对压缩算法的要求，选择空间数据咨询委员会（CCSDS）2005年推出的图像压缩标准CCSDS122.0-B-1来进行遥感图像的压缩，并与JPEG2000和集分割等级树（SPIHT）的压缩效果进行对比。（2）在CCSDS122.0-B-1算法的基础上提出了一种基于灰度值分割的感兴趣区域图压缩算法，以此来进行光斑图像的有效压缩。经实验结果对比，该方法具有较好的压缩性能和压缩速度。（3）基于FPGA技术的压缩算法硬件设计与实现。基于算法特点进行功能划分，通过对各功能模块间的顺序和相关性的分析，采用并行结合流水线的结构，提高了系统的运行速度。通过FPGA功能模块测试验证，功能正确。