星载图像压缩系统是一种专门应用于卫星搭载设备中的图像处理技术，目的是为了有效地解决由于卫星与地面之间通信带宽有限而导致的数据传输瓶颈问题。由于卫星遥感技术的不断发展，星载相机的分辨率不断提高，获取的图像数据量变得越来越大。在这种背景下，通过图像压缩技术可以大幅减小图像数据的体积，从而降低对通信带宽的需求。
在该系统的设计与实现过程中，采用现场可编程门阵列（FPGA）平台作为基础架构。FPGA是一种可以通过编程来配置的集成电路，具有灵活性高、执行速度快、功耗低、稳定可靠的特点，非常适合应用于需要高实时性和高稳定性的星载图像压缩领域。
JPEG（联合图片专家组）是目前广泛使用的静态图像压缩标准，提供了一套完整的图像压缩和解压缩方案。在星载图像压缩系统的优化过程中，对JPEG算法进行了针对性的调整。例如，为了降低硬件资源开销并提高数据吞吐量，采用了改进的快速离散余弦变换（DCT），这种变换可以更高效地处理图像数据，从而加快压缩过程。此外，在量化步骤中，用乘法代替了除法操作，这样做可以减少运算时间并降低复杂度。扫描过程使用查找表来替代RAM资源的使用，进一步减少了系统对存储资源的需求。通过熵编码得到预定义的压缩码流，这些优化使得系统在保持压缩质量的同时，具有较低的功耗和较高的可靠性。
为了满足星载图像压缩系统的性能需求，该系统必须能够在不显著降低重构质量的前提下，提供较高的压缩比。压缩比是一个衡量压缩效果的重要指标，反映了压缩前后的数据大小之比。高压缩比意味着在压缩过程中，图像数据被大幅度减小，对于通信带宽要求更低。
由于星载设备的特殊环境要求，星载图像压缩系统还必须能够适应宇宙的恶劣条件，如抗辐射性、耐高温、稳定性、低功耗和高速度。传统的DSP、微处理器等芯片由于抗辐射性能和耐高温能力不足，难以满足上述要求。而FPGA的可重构性使其能够针对特定的应用进行定制化设计，从而满足这些苛刻的性能指标。
基于FPGA的星载图像压缩系统的设计与实现，不仅考虑了系统的性能和效率，还充分考虑了星载环境的特殊要求。通过针对JPEG算法进行优化，并采用FPGA作为硬件平台，该系统能够满足星地间数据通信的需求，同时保证压缩效率和图像质量。
