高可靠TagTree編碼VLSI研究.pdf

1、—————一㈣嬲一摘要JPEG2000圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)采用離散小波變換(DwT)和優(yōu)化截取的嵌入式碼塊編碼算法(EBCOT)，與JPEG方法相比，具有更高的編碼效率和更好的恢復(fù)圖像的質(zhì)量。目前此算法正在被廣泛應(yīng)用于商業(yè)領(lǐng)域，例如JPEG2000圖像壓縮芯片ADV202，但是其速率不高，抗誤碼能力較差，可靠性較低，無法滿足航空航天和軍事等關(guān)鍵領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，研制出具有高速度、高可靠性、強(qiáng)抗誤碼能力的高性能JPEG2000圖像壓縮芯片對于我國

2、航天遙感的發(fā)展具有重要的意義。TagTree編碼是JPEG2000壓縮編碼中的核心模塊之一，其編碼結(jié)果用在包數(shù)據(jù)的頭信息中，在解壓縮時(shí)對圖像恢復(fù)起重要作用，因此研究該算法的高可靠VLSI實(shí)現(xiàn)對于JPEG2000編碼芯片的性能起著十分關(guān)鍵的作用。目前國內(nèi)外對TagTree硬件編碼結(jié)構(gòu)的研究還不夠深入，已有方法存在編碼格式固定、硬件資源占用多、編碼效率低的問題，而且都沒有考慮芯片的空間可靠性設(shè)計(jì)。本文提出并實(shí)現(xiàn)了一種高可靠的可支持任意圖像分

3、辨率的TagTree編碼VLSI設(shè)計(jì)方法。該方法以小波子帶為單位進(jìn)行編碼，實(shí)現(xiàn)模塊復(fù)用，以節(jié)約資源；使用當(dāng)前子帶葉子首節(jié)點(diǎn)地址、子帶行數(shù)和子帶列數(shù)計(jì)算當(dāng)前子帶各級(jí)父親節(jié)點(diǎn)首地址和列數(shù)，并采用計(jì)算后寄存?zhèn)溆玫牟呗?，?jié)約了資源，提高了速率；采用連續(xù)兩幀圖像間的可靠復(fù)位策略實(shí)現(xiàn)編碼器的幀間獨(dú)立性，防止了錯(cuò)誤擴(kuò)散；采用關(guān)鍵信號(hào)的三模冗余或者漢明碼來抵抗單粒子輻射，提高了編碼器可靠性。本文的研究成果將應(yīng)用于高性能JPEG2000圖像壓縮芯片。關(guān)鍵

4、詞：圖像壓縮JPEG2000TagTreeVLSI可靠性一——————————————————?！?。。’——。。。。。。。。。?！?。。。。。。。。。。。。。。。。’—。。。’—’—’——。。?！?。?！?。。。?！?。。。。。。。。。。。。。。。。。?！?。。。?！??！??！??！?。。?！?。。。’—。。。’—。?！??！??！?。。。。。。1。?！?。。。。。。。。。?！?。?！?。。。?！?。。。’。。。’。。?！?。。。?！?/p>

5、—’’。。?！?。。。’●___。____。_______●___●____●_________●___●___●___AbstractComparedwimpreviousJointPhotographicExpertsGroup(JPEG)standard，thestillimagecodingstandardJPEG2000，incorporatingmanyadvancedimagecodingskills，suchastheDi

6、screteWaveletTransform(DWT)andtheEmbeddedBlockCodingwithOptimizedTruncation(EBCOT)，delivershighercodingefficiencyandbeRerreconstructionqualityThisalgorithmiscurrentlywidelyusedincommercialareas，suchastheJPEG2000imagecomp

7、ressionchipADV202Howeverthelowerprocessingspeed，lessresistancetoerrorandunreliabilityofADV202makeitinapplicableinthecriticalaerospaceandmilitaryfieldsAsaresult，thedesignofhighperformanceimagecompressionchipbasedonJPEG200

8、0Withhighspeed，improvedreliabilityandenhancederrorresiliencecapabilityisofgreatsignificanceforourcountry’SaerospacedevelopmentTagTreecodingisoneofthecoremodulesinJPEG2000，whoseencodingoutputwillbeusedintheheaderinformati

9、onofthepackagedatatherefore，itplaysakeyroleinreconstructingtheimageSohighreliableVLSIimplementationofTagTreealgorithmiscriticaltotheperformanceofJPEG2000imagecompressionchipTherehasnotbeendeepresearchintothehardwareimple

10、mentationofTagTreebothathomeandabroadExistingmethodshavetheproblemsoffixeddataformatlighresourceusageandlowcodingefficiencywhat’Smore，thespacereliabilitydesignisnotconsideredWeproposearesolution—adaptiveandhighreliableTa

11、gTreecodingstructureforJPEG2000inthispaperInthecodingstructure，eachsub—bandofDWTistreatedasabasicelementtoencode，anddifferentsubbandsofthewholeresolutionsharethesanleelementencodingstructure，whichhasledtoagreatreduceofre

12、sources；Astrategyofregisteringwhathasbeencalculatedforfutureusageiscarriedoutwhichsavedtheresourceandimprovedthespeedaswell；independencebetweencontinuousimagesisensuredthroughareliableresetstrategywhichstopstheerrorfroms

13、preading；theTripleModularRedundancy(TMR)strategyisappliedtesistthesingleparticleradiationinaerospaceFinallyweareabletodeveloparesolution—adaptiveTagTreecoderwhichiscapableofperformingreliablecodingforanynumberoftruncated