面向小目标保持的卫星遥感图像实时压缩及系统容错技术研究

卫星遥感图像压缩技术是航天侦测领域中的关键技术之一，在战略预警和导弹防御系统中发挥着重要作用，具有显著的军事应用价值。目标保持能力、实时性、比特率和可靠性是卫星遥感图像压缩技术中最重要的指标。目前能同时兼顾这些指标的研究成果很少见，现有星载图像压缩设备的技术水平同未来军队信息化作战、空间作战和无人作战紧迫需求之间存在较大差距。为此本课题将以研制高保真、高可靠性卫星遥感图像实时压缩系统为目标，深入研究面向小目标保持的卫星遥感图像压缩新型算法及其软硬件协同设计方法，在此基础上探讨星载图像压缩系统并行构架以及抗单粒子效应容错设计方法，为下一步研制具有自主知识产权的高性能、高可靠性的卫星遥感图像压缩ASIC芯片打下坚实的基础。力求形成和建立一套适用于卫星遥感图像压缩的算法理论和软硬件结构体系，为推动卫星遥感图像压缩技术的发展与军事应用提供理论与方法支持。

卫星遥感图像压缩技术是航天侦测领域中的关键技术之一，在战略预警和导弹防御系统中发挥着重要作用，具有显著的军事应用价值。目标保持能力、实时性、比特率和可靠性是卫星遥感图像压缩中最重要的指标，然而，目前能同时兼顾这些指标的研究成果很少见。为此，本课题以研制高保真、高可靠性卫星遥感图像实时压缩系统为目标，深入研究了面向小目标保持的卫星遥感图像压缩新型算法及其软硬件协同设计方法。主要的研究工作可概括为三个方面：首先，研究了小波变换算法在DSP中的高效实现方法，并设计了一种基于滚雪球的小目标搜索算法，用于检测遥感图像中具有直线特性的小目标区域；其次，研制并实现了一种FPGA+多DSP的并行体系架构的星载遥感图像实时压缩平台，并进行了相关验证实验；最后，针对太空的辐射环境中各种高能粒子对星载设备的影响，探究并设计了星载图像压缩系统抗单粒子效应的加固措施，在此基础上，研制了一种动态可重构的FPGA容错性能评估系统，用于评估加固防护措施的有效性。课题取得的研究成果为下一步研制具有自主知识产权的、高性能高可靠性的卫星遥感图像压缩 ASIC 芯片打下了坚实的基础。