JPEG2000中算術(shù)編碼的FPGA實現(xiàn).pdf

1、JPEG2000是聯(lián)合圖像專家組于2000年12月制定的新一代靜止圖像壓縮標準.相對于JPEG標準,熵編碼部分采用了基于上下文的自適應(yīng)二進制算術(shù)編碼,其壓縮性能要優(yōu)于JPEG.本文研究了算術(shù)編碼的原理,完成了JPEG2000中算術(shù)編碼的C語言實現(xiàn),以及電路設(shè)計并在FPGA上進行了驗證. 首先,本文研究了算術(shù)編碼的基本原理.分析了JPEG2000中的算術(shù)編碼算法的關(guān)鍵技術(shù),主要包括自適應(yīng)概率估計,有限精度的實現(xiàn)和去除乘法運算這幾個

2、方面.在以上分析的基礎(chǔ)上,為了發(fā)揮硬件并行計算的特性,對算法流程進行了改進. 接著,本文完成了JPEG2000中算術(shù)編碼的C語言實現(xiàn),用C語言完成編碼算法和解碼算法,驗證了算術(shù)編碼功能的正確性. 然后,本文完成了JPEG2000中算術(shù)編碼的電路設(shè)計,編寫了算術(shù)編碼器的Verilog代碼,用Modelsim軟件對代碼進行了仿真,并在Quartus5.0軟件中對其進行了綜合和時序仿真,在Altera Cyclone2系列的E

3、P2C35F672C8器件上,得到綜合后所用的邏輯單元(LE)總數(shù)為672,最高時鐘頻率為63.37MHz,并且時序仿真的結(jié)果與功能仿真結(jié)果一致. 最后,為了對算術(shù)編碼進行FPGA驗證,本文在FPGA上實現(xiàn)了并口攝像頭的連續(xù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),通過該系統(tǒng)可以正確的采集到實時圖像.使用該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)把算術(shù)編碼得到的壓縮碼流發(fā)送到電腦上,用軟件對壓縮碼流進行解碼,恢復出了壓縮前的數(shù)據(jù).結(jié)果顯示,算術(shù)編碼器功能正確可靠,并可以作為單獨的IP