ccsds星载图像压缩算法的研究及自适应容错架构设计

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1、代号10701学号1101120208分类号TN919密级公开题（中、英文）目CCSDS星载图像压缩算法的研究及自适应容错架构设计ResearchandAdaptiveFault-tolerantDesignofCCSDSImageDataCompressionAlgorithm作者姓名魏雯指导教师姓名、职务李云松教授学科门类工学学科、专业通信与信息系统提交论文日期二〇一四年一月万方数据西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文

2、中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。本人签名：日期:西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可

3、以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。（保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。本人签名：日期:导师签名：日期:万方数据摘要空间探测具有通信距离远、测控时延大的特点，若依靠地面控制来修复出现故障的编码器，将会导致探测任务长时间中断，从而影响关键科学数据的及时获取。具有在线自修复功能的强容错编码器可有效解决这一问题。针对空间探测这一特殊的应用环境，CCSDS组织于2005年发布新一代星载图像压缩标准CCSDS-IDC，用于有效载荷设备

4、的二维数字空间图像数据压缩，CCSDS-IDC独特的比特平面编码结构使之具备优良的编码性能。为了满足复杂的太空环境对于图像处理速率等需求，实时并行的CCSDS-IDC比特平面编码方案成为有效的解决途径，但也决定了其硬件结构较为复杂，难以增加大规模容错保护电路而导致编码器的容错性能下降。本文基于FPGA的自适应设计，充分利用XilinxFPGA可在线回读并重配置局部配置文件的特点，提出一种CCSDS-IDC的自适应容错硬件架构。该硬件架构能够在自检测故障电路的基础上动态调整自身电路，可有效增强系统的容错性能，满足深空探测的需求。关键词:CCSDS-IDCF

5、PGA动态重配置容错万方数据AbstractSuperlong-distanceisthemaincharicteristicofdeepspacecommunication,whichinduceslargecontroldelay.Underthisenvironment,itisunacceptabletorepairtheimagecoderthroughtelecommandstransmittedbythegroundcontrolsystemwhenitoccursfailures,becausethatwouldleadtolong-ti

6、mefunctioninterruptionandlostofimportantsciencedata.Therefore,itisespeciallycrucialtoproposeahighfault-tolerantimagecoderwithself-healingfeature.Aimedatthespecialenvironmentofspaceexploration,in2005,CCSDS(ConsultativeCommitteeforSpaceDataSystem)establishedaRecommendedStandardfora

7、datacompressionalgorithm.ThankstothespecialBitPlaneEncoder,CCSDS-IDChasexcellentperformanceincompression.Tomeettherequirementofimageprocessingspeedinthecomplexspace,anparallelreal-timeBitPlaneencodingschemeisnecessary,butalsodeterminesthatthehardwarestructureismorecomplex,difficu

8、lttoincreasethelarge-scaleprotectivecirc