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随着航空技术的发展，人们对空间图像传输的实时性、有效性甚至保密性提出了更高的要求。由于空间图像数据量巨大，传输信道带宽资源有限，所以空间图像压缩算法成为近年来研究的热点。此外，为了满足实时性要求，将压缩算法高效地硬件实现也成为一个亟待解决的问题。 空间数据系统咨询委员会(Consultative Committee for Space Data System)于2005年11月份正式提出CCSDS空间图像数据压缩算法标准。该算法复杂度低，结构简单，易于硬件实现，支持空间数据的高速实时处理。本文的目的是在FPGA芯片上实现CCSDS图像数据压缩算法，并利用高级加密标准(AES)对码流进行加密，以提高在特殊应用环境下的保密性。 在整个系统的实现过程中，主要完成的工作有： (1) 深入研究CCSDS图像压缩算法，并根据其编码方案，设计并实现了相应的编解码器。从算法性能和硬件实现复杂度两个方面，将该算法与具有类似算法结构的JPEG2000和SPIHT图像压缩算法作比较分析； (2) 利用硬件描述语言Verilog HDL实现CCSDS图像压缩算法和AES加密算法； (3) 优化算法复杂度较大的功能模块，如小波变换模块等。使用双端口内存模块增加数据读写速度，利用DSP块处理核心运算单元，从而很大程度上提高了模块的运行速度，并降低了芯片的使用面积； (4) 设计并实现系统的模块级流水线，在几乎不增加占用芯片面积的情况下，提高了系统的数据吞吐量； (5) 在Quartus Ⅱ和ModelSim仿真环境下对该系统进行模块级和系统级的功能仿真、时序仿真和验证。在硬件系统测试阶段，设计并实现FPGA与PC机的串口通信模块，提高了系统验证的工作效率。 本文在Altera公司的Stratix EP1S25F780C5芯片上实现了CCSDS图像压缩算法和AES加密算法。并通过大量的图像实验，验证了该系统的有效性和保密性。