JPEG2000核心編碼算法的FPGA設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、壓縮編碼技術(shù)對(duì)圖像處理中大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和傳輸至關(guān)重要。傳統(tǒng)靜止圖像壓縮技術(shù)，如著名的JPEG標(biāo)準(zhǔn)，在眾多新型應(yīng)用背景下已不能滿足對(duì)壓縮圖像質(zhì)量進(jìn)一步提高的要求。最新靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)JPEG2000采用基于提升算法的離散小波變換作為其核心變換算法，采用基于位平面的算術(shù)編碼作為核心編碼算法，在編碼效率和復(fù)原圖像質(zhì)量上均遠(yuǎn)優(yōu)于JPEG等傳統(tǒng)算法，今后必將在靜止圖像壓縮領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。JPEG2000的專(zhuān)用芯片已經(jīng)成功開(kāi)發(fā)并獲得應(yīng)用，但是應(yīng)用

2、起來(lái)還是有一定的限制。本文正是在這個(gè)背景下，深入研究了JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)中小波變換和基于位平面的算術(shù)編碼的硬件實(shí)現(xiàn)技術(shù)。
　　本文在深入理解JPEG2000編碼算法的基礎(chǔ)上，著重研究了基于提升格式的小波變換和基于位平面的算術(shù)編碼等核心單元的算法原理，并對(duì)算法的軟件實(shí)現(xiàn)流程進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，提出VLSI設(shè)計(jì)方案。接著按照自頂向下的設(shè)計(jì)方法，分別對(duì)提升格式的二維小波變換，基于位平面的算術(shù)編碼等核心單元進(jìn)行邏輯功能分割及模塊劃分，然后分

3、別實(shí)現(xiàn)各子模塊設(shè)計(jì)，最終完成整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
　　在對(duì)二維小波變換結(jié)構(gòu)研究中，針對(duì)小波算法傳統(tǒng)的行變換結(jié)束后才能進(jìn)行列變換的串行結(jié)構(gòu)的不足，提出了一種基于行的二維離散小波變換并行結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中，只需完成兩行的行變換即可開(kāi)始進(jìn)行列變換，即行變換和列變換是并行進(jìn)行的，這使得小波變換的計(jì)算效率得到明顯提高。本文利用高級(jí)硬件描述語(yǔ)言VHDL對(duì)設(shè)計(jì)的各子模塊進(jìn)行了功能仿真和邏輯綜合，驗(yàn)證了用FPGA實(shí)現(xiàn)的小波變換設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的可行性和有效性。<