水下自主式机器人(AUV)在海洋环境的探测中具有广阔的应用前景。为了获得探测过程中的视觉信息,需要AUV将其获得的图像传送到水面母船。水声通信的优点,使得图像信号有可能以无线的方式传输到水面。由于水声信道的通信带宽非常窄,为了实现这种应用,必须将图像数据在传输之前进行压缩。 本文研究了海洋水声信道的特性,着重分析并研究了水声信道的有限带宽性,空变、时变、随机性,多径传播特性以及衰落特性等特点。因此水声信道传输的图像数据,必须进行低比特率压缩。 本文研究了小波变换并分析了水下图像的特点。由于水下图像具有低对比度等特点,因此其信息大部分集中在低频区域。小波变换的引入可以将图像信息分解成低频和高频分量,并对低频区域的信息进行更精确的编码,以达到提高图像压缩比的目的。 本文对SPIHT算法进行了研究。研究表明在低比特率编码时该算法的效果好于JPEG标准。并指出基于小波变换的SPIHT编码算法具有对水下图像低比特率编码性能好、可以与纠错技术结合使用等特点。在上述研究的基础之上,提出将该算法应用于AUV水下图像压缩。 本文对小波变换的硬件实现进行了研究,给出了基于FPGA平台的小波变换的硬件框架,并对部分功能模块给出了基于VHDL的仿真结果。对SPIHT算法硬件实现过程中的存储空间和扫描效率问题进行了研究,并进行了改进。