JPEG-LS圖像無損壓縮IP核的FPGA設(shè)計(jì).pdf

1、JPEG-LS是針對(duì)連續(xù)色調(diào)靜止圖像無損壓縮的ISO/ITU-T標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)主要應(yīng)用于衛(wèi)星、醫(yī)學(xué)、生物等領(lǐng)域，如無線膠囊內(nèi)窺鏡對(duì)胃腸道疾病的診斷等。JPEG-LS作為主流的圖像無損壓縮算法，不僅在壓縮效果上有一定的優(yōu)越性，而且還具有運(yùn)算復(fù)雜度低的特點(diǎn)，適合FPGA的實(shí)現(xiàn)。目前，采用FPGA實(shí)現(xiàn)JPEG-LS圖像無損壓縮這一技術(shù)，國內(nèi)外的相關(guān)研究課題還比較少，而將該壓縮算法作為可復(fù)用(Reuse)的IP核，也只有Xilinx(賽靈思)公司

2、推出的商用核，但是價(jià)格高昂，且完全封裝化，在科研以及產(chǎn)品開發(fā)中，可擴(kuò)展性較差。
　　 基于以上所述，本文深入研究了JPEG-LS圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)的基本編碼原理及其具體的實(shí)現(xiàn)流程；并針對(duì)該算法的技術(shù)特點(diǎn)，在PC機(jī)上進(jìn)行了高效的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)建模，可在大約1秒內(nèi)完成對(duì)一幅分辨率為512*512的8比特灰度圖像壓縮編碼和無損解碼，在對(duì)選定的12幅標(biāo)準(zhǔn)圖像的測試中，平均壓縮比達(dá)到2.04：1以上；以此為參考模型，又進(jìn)行了基于FPGA的JPEG

3、-LS 圖像無損壓縮IP核的設(shè)計(jì)，該IP核運(yùn)行于100MHz的工作時(shí)鐘下，可在520us內(nèi)完成對(duì)一幅分辨率為60*60的8比特灰度圖像的無損壓縮編碼,而相同的圖像在上述PC機(jī)上設(shè)計(jì)的應(yīng)用程序中實(shí)現(xiàn)無損壓縮編碼需要500ms以上。
　　 在上述工作中，PC機(jī)上的圖像編碼器和解碼器應(yīng)用程序均使用C語言編寫；圖像無損壓縮IP核采用VHDL硬件語言描述，并在Xilinx公司Spartan3E系列FPGA XC3S500E上進(jìn)行了設(shè)計(jì)和驗(yàn)