学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

CCD摄影测量相机图像数据高速实时存储的研究

作　者: 周国辉
导　师: 郝志航
学　校: 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）
专　业: 光学工程
关键词: 摄影测量相机 CameraLink JPEG2OOO ADV202 ATA硬盘
分类号: TP274.2
类　型: 博士论文
年　份: 2006年
下　载: 1332次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

通过航天、航空摄影测量的方式，测绘和更新地形图及相关测绘产品，是我国国防建设和国民经济发展急需解决的问题。作为解决这一问题的必要条件之一，应该具有满足航天、航空摄影测量要求的高分辨率测绘相机。论文以“宽幅盖面阵立体测绘小相机项目”为课题背景，深入的研究了高速图像传输，图像实时压缩和压缩图像数据的实时存储问题。在比较各种数据传输方案的基础上，本文采用基本的CameraLink配置实现了62MBps数据传输。并且采用CPLD技术扩展了CameraLink通信方式，实现了三台相机参数的单独设置，增强了灵活性。摄影测量图像具有数据量大、传输速度快的特点，所以对图像数据进行实时压缩势在必行。本文在详细阐述JPEG2000标准算法的基础上，采用ADV202芯片实现图像数据实时压缩。理论验证和仿真结果表明，该方案可以实现对100MBps图像数据进行实时压缩。压缩并不是目的，将数据可靠实时的存储是本文的最终目标。本文采用FPGA技术实现了单块ATA硬盘块传输率(32MB)47MBps，整盘持续传输率优于20MBps的满意结果。由此可见，采用CameraLink技术可以实现62MBps摄影测量图像数据传输，通过对62MBps的图像数据进行实时8倍JPEG2000压缩，完全可以实时的存储到单块ATA硬盘当中。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-6
目录  6-9
图表目录  9-13
第一章绪论  13-36
  1.1 引言  13-14
  1.2 课题的背景  14
  1.3 相关技术应用发展状况  14-35
    1.3.1 高速数据传输  14-21
    1.3.2 图像压缩技术  21-32
    1.3.3 存储技术  32-35
  1.4 论文研究的内容及论文结构安排  35-36
第二章摄影测量相机高速数据传输  36-51
  2.1 CameraLink接口信号  36-38
  2.2 CameraLink接口通信协议  38-40
  2.3 摄影测量相机图像高速传输工程实现  40-49
    2.2.1 总体功能规划及设计  40-42
    2.2.2 CameraLink通信扩展功能模块设计  42-44
    2.2.3 异步串口接收和发送模块设计  44-46
    2.2.4 同步接口设计  46-49
  2.4 CameraLink高速数据传输实验  49-50
    2.4.1 实验平台的构建  49
    2.4.2 实验结果  49-50
  2.5 小结  50-51
第三章 JPEG2000标准算法研究  51-69
  3.1 JPEG2000标准中的小波变换  51-58
    3.1.1 小波变换的基础知识  51-52
    3.1.2 二维离散小波变换  52-55
    3.1.3 推举体制  55-57
    3.1.4 分解结构  57-58
  3.2 JPEG2000小波系数的量化  58-60
  3.3 JPEG2000小波系数编码  60-66
    3.3.1 Tier1编码算法  61-64
    3.3.2 Tier2编码算法  64-66
  3.4 码流组织  66-68
    3.4.1 码流的结构  66-68
    3.4.2 渐进传输  68
  3.5 小结  68-69
第四章摄影测量图像 JPEG2000实时压缩的实现方案  69-85
  4.1 图像信号分析  69-71
  4.2 ADV202工作原理  71-73
  4.3 实时压缩硬件设计  73-79
    4.3.1 摄影测量图像实时压缩视频接口设计  75-77
    4.3.2 摄影图像压缩数据流输出接口设计  77-78
    4.3.3 逻辑综合布局布线实验结果  78-79
  4.4 实时压缩系统的软件设计  79-83
    4.4.1 内部时钟设置  80-81
    4.4.2 ADV202固件程序及参数的下载  81-82
    4.4.3 视频参数设置  82-83
    4.4.4 输出数据流设置  83
  4.5 小结  83-85
第五章图像压缩数据的硬盘快速直接存储研究  85-106
  5.1 ATA接口简介  85-94
    5.1.1 ATA硬盘的电器接口规范  85-87
    5.1.2 ATA硬盘的初始化  87-88
    5.1.3 ATA硬盘的无数据命令传输协议  88-89
    5.1.4 ATA硬盘的数据传输协议  89-94
  5.2 ATA硬盘直接存储工程实现  94-102
    5.2.1 速度方面的考虑  94-96
    5.2.2 PIO协议的微控制器实现  96-97
    5.2.3 UDMA方式的FPGA实现  97-101
    5.2.4 FPGA模块整合和软件设计  101-102
  5.3 实验与讨论  102-105
    5.3.1 试验一:硬盘写入速度测试  103-104
    5.3.2 实验二:持续存储图像  104-105
  5.4 小结  105-106
第六章总结与展望  106-109
  6.1 论文的研究工作总结  106-107
  6.2 论文的创新点  107
  6.3 展望  107-109
    6.3.1 高速数据传输方面  107
    6.3.2 摄影测量图像压缩方面  107-108
    6.3.3 图像存储方面  108-109
参考文献  109-113
致谢  113-114
论文发表情况  114-115

CCD摄影测量相机图像数据高速实时存储的研究

内容摘要

全文目录

相似论文