万方数据黼：Thesecondtotransformthe嘶of基于LEON2和FPGA的在轨图像小波变换模块设计’only龇thisH魁～Leon2处理器核直接置入F附～中。同时针对SSr图像对局--E-mm'hmdy@163．m辨电字·舨光马瑞敏一，金声震module锄fulfilI引言2设计需求telescope(S盯)，whichmodule锄he1畸words：SST!image第19卷第12期2008年12月Journal(中国科学院国家天文台空间天文技术实验室北京100012)摘要：利用Leon2处理器核和具有丰富内部资源的H屯A芯片，为空间太阳望远镜(SST)图像压缩单元成功设计了高性能的基于纯硬件架构的(5，3)整数-整数二维小波变换模块。该模块对2048X1024×2B的太阳图像进S，比欧空局(ESA)的DSP软件方法提高了数十倍运算速度，不仅满足SST卫星在轨图像压缩的任务指标，而且在结构上也易于与其后的多种编码处理灵活衔接，同时还具有体积小，功耗低、容错性关键词：SST；图像压缩；lton2}FFGAj小波变换Implementationofon-linetransformbasedimagecompressionwithLEON2andMARui-min’‘。JINquickerthantheD印1随着航天器飞行任务的不断加重与复杂化，载荷仪器高分辨率采集到的天文数据量明显增加，而卫星通讯能力的限制导致星载计算机必须完成大量包括图像压缩在内的处理任务。对于我国自主研制的太阳同步轨道观测卫星空间太阳望远镜telescope，简称SST)而言，1750GB／天的科学观测数据进入星上科学数据处理系统(SDPU)D]，经预处理后缩减为40GB，仍与8GB的下传数据量存在矛盾，目前尚没有已投入实际使用的合适的现成压缩方案可解决。欧空局(EsA)是在Ⅸ沪软件上使用JPEG标准来实现压缩的，速度为1M位／a6MHz时钟)，其中变换时间约为48。不但压缩速度达不到ssT的实时要求，从而采用大大增加系统资源负担的D!、P处理器并行的离线压缩模式，而且基于D(汀的编码方法去掉了图像低权重的高频系数，对于Ssr图像的高信噪比区域，会丢失其必需的0．1”的极限分辨率。此外，国内星上信息处理较为简单，可靠性要求也不高。为了提高处理能力、降低压缩时间并减少星上资源消耗，我们利用FPGA高效空问结构和可重构性的优点，对SST图像压缩单元展开了纯FPGA硬件架构的研究，即放弃如DSP等体积和功耗大的处理器芯片，将具有高可靠性航天应用的域高分辨率重构的要求，我们采取在硬件中固化基于(5，3)[2]整数整数小波变换[3,4]的图像压缩编码方法，而用l∞112实现必要的控制和通讯功能。我们应用上述思想研发了SST图像压缩单元中的(5，3)／1,波变换模块。本文在给出SST数据压缩需求的基础上，分析了可供选择的压缩方案和(5，3)小波图像变换算法，接着详细描述具体的结构设计和数据处理过程，并对模块进行了测试，结果表明其可高效满足SST卫星的压缩需求，最后对本文工作给予了总结。进行观测时，SST卫星载荷仪器根据科学目标分为爆发模Optoelectronics·LaserV01．19行变换耗时约为0．2好、通用性强等特点，可以广泛应用于多种航天图像压缩领域。中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1005-0086(2008)12-1682—04waveletSheng-zhen(NationalAstronomical(xⅪe“at。五％，ChineseAcademySciences，8eijing100012，China)effident(5，3)Integer-to-Integerthe0fsolardevelopedbychips．ItresolutionmethoddesignedES九Besidesthat，thisOfstructurallyeasilybeconnectedappliedfiddsrelating(SST，spaces(40收稿日期：2007-10-12修订日期：2007·12—18基金项目：国家高技术研究发展计划“863”资助项目(863-2．5．2．25)No．12Dec．2008higIllytransformationn∞duleisconstructedfordatasionunitusingLeorl2processorFPGAn'Y】clulearound0．22048X1024，whichismuchrequirementsSST，andothersubsequentprograms；andsmallsize，lowpowerdissipation，advancedfault-toler