技术负责人：李云松
技术联系人：郭杰 联系电话：/ 邮箱：jguo@mail.xidian.edu.cn
关键词：图像压缩、在轨智能处理、芯片设计
项目概况：
（一）项目背景
本项目针对我国现阶段深空探测和对地观测卫星图像数据传输和存储的瓶颈问题，依托高效遥感图像压缩编解码理论方法及其高效芯片设计实现技术开展攻关，旨在突破系统核心芯片长期以来受国外芯片禁运的限制，满足对地观测能力的迫切需求，对完全自主的以异构可配置处理芯片为核心的下一代智能数传平台效能提升具有重大战略意义。
（二）项目简介
本项目聚焦我国现阶段深空探测和对地观测卫星图像数据传输和存储的瓶颈问题，通过对高效遥感图像压缩编解码理论方法及其高效芯片设计实现技术开展攻关，研制了我国第一颗航天级图像压缩芯片“雅芯-天图”，其性能优于国外最好的同类芯片ADV212，使我国对地观测能力达到国际领先水平，解决了系统核心芯片长期以来受国外芯片禁运的限制。已应用于我国高分系列多个型号卫星中。该成果获高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)技术发明一等奖，并作为高分重大专项标志性成果参加了国家“十三五”科技创新成就展。在此基础上研制了面向云剔除等在轨应用的智能图像压缩芯片“雅芯-智图”，不仅整体性能全面优于“雅芯-天图”，而且具备SoC可重加载能力，可广泛应用于航天、航空、工业控制等领域，将在我国后续型号卫星上推广应用。
（三）关键技术与创新点
本项目采用40nm抗辐照工艺全正向设计，围绕完全自主的以异构可配置处理芯片为核心的下一代智能数传平台展开技术攻关，重点突破高效遥感图像压缩编解码理论方法及其高效芯片设计实现技术。在“雅芯-天图”基础上，进一步突破了云剔除任务导向的多源遥感图像压缩技术，研制了第二代在轨图像压缩与处理芯片“雅芯-智图”，体积是第一代芯片“雅芯-天图”的1/8，检测精度达到98%，吞吐率为150MSPS，是国际同类芯片的4倍，将应用于“天问二号”探测器中，目前成果转化1000万。以下是本项目涉及的关键技术：
1、关键技术一：高效压缩算法的软件优化技术
2、关键技术二：高速图像压缩芯片结构设计技术
3、关键技术三：空间恶劣环境中的芯片可靠性设计技术
4、关键技术四：芯片后端设计技术
5、关键技术五：高速芯片高速可靠性解码技术
本项目创新点包括：
1、首次提出并实现了一种全定点自适应率失真优化的星载图像压缩算法
2、提出了一种抗辐照和抗误码扩散的宇航级芯片设计和实现方法
3、设计实现了基于宇航高速图像压缩芯片的多光谱和全色图像智能化实时高速压缩(80Gbps)处理方法
技术成果清单：
序号 | 成果类型 | 具体内容 |
1 | 发明专利 | 一种用GPU通过分块实现快速小波变换的方法 ZL201310055242.6 |
2 | 发明专利 | 实现JPEG2000图像压缩的定点小波变换方法 ZL201210148213.X |
3 | 发明专利 | 基于JPEG2000标准的MQ编码方法和电路 ZL201110046523.6 |
4 | 发明专利 | 基于FPGA的多级复用小波变换器 ZL201310476968.7 |
5 | 发明专利 | 基于JPEG2000标准的自适应存储器和存储方法 ZL201210194356.4 |
6 | 发明专利 | 基于动态重构的FPGA配置信息翻转测试平台及测试方法 ZL201310478764.7 |
7 | 软件著作权 | 基于生成树的快速SPIHT图像压缩/解压缩软件 2013SR020604 |
8 | 标准/规范 | 中国航天科技集团有限公司第五研究院《高速图像压缩芯片规范》 |
技术成熟度：
概念验证 原理样机 工程样机 中试 产业化
合作方式：
联合研发 技术入股 转让 授权（许可） 面议
