基于JPEG2000的小波變換和EBCOT的研究與硬件設(shè)計(jì).pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)和多媒體技術(shù)的快速發(fā)展，信息量越來(lái)越大，給存儲(chǔ)空間和傳輸帶寬帶來(lái)了困難，因而需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的處理和壓縮。最新靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)JPEG2000由于采用離散小波變換和優(yōu)化截?cái)嗲度胧綁K編碼(EBCOT)等技術(shù)，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，必將在靜止圖像壓縮領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。與此同時(shí)，兩種算法具有比較高的復(fù)雜度，使JPEG2000實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較困難。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)時(shí)性好、面積小和功耗低的離散小波變換和EBCO

2、T的硬件實(shí)現(xiàn)方案已成為研究的熱點(diǎn)。 文章首先分析了JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)編碼的基本框架，然后針對(duì)JPEG2000編碼系統(tǒng)中的最復(fù)雜的小波變換、位平面編碼和算術(shù)編碼三個(gè)部分分別進(jìn)行了硬件實(shí)現(xiàn)方法的研究。在離散小波變換的硬件實(shí)現(xiàn)中，采用基于行的實(shí)現(xiàn)方式，以分時(shí)輸入兩行數(shù)據(jù)的輸入方式實(shí)現(xiàn)行列并行處理，加快了小波變換的速度，提高小波變換的效率；采用內(nèi)嵌邊界延拓處理法，有效減少片內(nèi)存儲(chǔ)器資源需要，實(shí)現(xiàn)多級(jí)二維9/7小波變換只需要6行單口RA

3、M容量大小的內(nèi)部緩沖器。在位平面編碼硬件實(shí)現(xiàn)中，將位平面編碼算法中的三個(gè)掃描過(guò)程合并為一個(gè)掃描過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了一種執(zhí)行速度快、面積小的基于過(guò)程并行處理的位平面編碼器。在算術(shù)編碼器的硬件實(shí)現(xiàn)中，設(shè)計(jì)了基于三級(jí)流水線的JPEG2000算術(shù)編碼器，從而實(shí)現(xiàn)了一個(gè)時(shí)鐘可以編碼一個(gè)輸入數(shù)據(jù)的功能，改進(jìn)了編碼的效率。最后使用Verilog硬件描述語(yǔ)言分別對(duì)三個(gè)部分的硬件實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行RTL級(jí)描述，并對(duì)其進(jìn)行仿真和基于FPGA的綜合，仿真和綜合結(jié)果驗(yàn)證了硬