基于SoPC-Linux平臺的圖像壓縮及傳輸?shù)难芯颗c設計.pdf

1、隨著多媒體和網(wǎng)絡技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對圖像在質(zhì)量、大小和應用方面提出了更高的要求。在圖像處理中，用最少的時間和最小的空間開銷處理、傳輸圖像是一個難題，也是圖像處理的關(guān)鍵所在。另外便攜式多媒體設備的快速發(fā)展對芯片的集成度要求越來越高，希望能將圖像處理在系統(tǒng)芯片中實現(xiàn)。本文即在此背景下，利用JPEG2000圖像編碼壓縮標準在圖像質(zhì)量和壓縮效率等方面的優(yōu)異特性，對JPEG2000編碼器在系統(tǒng)芯片中的設計和實現(xiàn)進行研究。 本文采用軟硬件

2、協(xié)同設計的方法進行多媒體系統(tǒng)芯片的設計，即對JPEG2000編碼器中離散小波變換模塊采用電路模塊方式來實現(xiàn)，而其余部分則采用軟件實現(xiàn)。在進行離散小波變換電路模塊設計時，本文先從基于提升的一維9/7離散小波變換入手，提出了一種高效的一維架構(gòu)，該架構(gòu)與現(xiàn)有的一些架構(gòu)相比，將關(guān)鍵路徑縮短為Tm(一個乘法器時間)，同時將乘法器數(shù)目減少為2個，加法器減少為4個，寄存器減少為8個。在此基礎上，本文構(gòu)建了基于提升的二維9/7離散小波變換的架構(gòu)，并對其

3、所用的存儲器進行優(yōu)化，將存儲器的大小減少到5.5N (N為圖像寬度)，乘法器為6個，加法器為8個，關(guān)鍵路徑為Tm。利用5/3濾波器與9/7濾波器提升架構(gòu)的相似性，在基于提升的一維和二維9/7離散小波變換的架構(gòu)上添加適當?shù)目刂坪瓦x擇電路，從而將5/3濾波器和9/7濾波器在同一個硬件電路上進行實現(xiàn)，進一步節(jié)約了電路面積。接著用硬件描述語言實現(xiàn)該架構(gòu)，并進行驗證，驗證結(jié)果表明該架構(gòu)是正確的，然后用Ouartus Ⅱ軟件進行綜合，得到的時鐘頻率

4、為77.01MHz，使用的ALUT單元和存儲器資源分別為909個和 13312 bits。JPEG2000編碼器中其余模塊則利用軟件實現(xiàn)，與硬件電路的小波變換處理模塊協(xié)同實現(xiàn)圖像的編碼壓縮，軟件實現(xiàn)部分主要在參考JPEG2000標準組織推薦的 JasPer 軟件基礎上進行改進和設計。 本文基于SoPC和Linux平臺對所設計的JPEG2000編碼器進行實現(xiàn)與驗證，首先，利用SoPCBuilder工具搭建NIOS Ⅱ片上系統(tǒng)，并將