DSP環(huán)境下JPEG2000中嵌入式塊編碼模塊的加固與優(yōu)化.pdf

1、在航天偵測領(lǐng)域，隨著圖像處理技術(shù)的進步和應(yīng)用需求的發(fā)展，海量的探測數(shù)據(jù)和有限的空地數(shù)傳帶寬之間的矛盾亟待解決。高性能數(shù)字信號處理器(Digital Signal Processor,DSP)的出現(xiàn)使得高速在軌圖像壓縮成為可能，依靠多個功能部件并發(fā)執(zhí)行指令和軟件流水排布技術(shù)，高性能DSP顯著提升了程序代碼尤其是其中循環(huán)代碼的執(zhí)行效率。但是由于其編譯器在進行軟件流水線排布時對程序結(jié)構(gòu)有著諸多嚴苛的限制，且在運用于宇宙空間中時存在由高能粒子射

2、線引起的可靠性問題，高性能DSP在航天偵測領(lǐng)域中的應(yīng)用仍然受到制約。為促進解決航天偵測領(lǐng)域的空地數(shù)據(jù)傳輸瓶頸，本文基于高性能 DSP平臺，研究圖像壓縮算法JPEG2000的嵌入式塊編碼（Embeded Block Coding,EBC）模塊的優(yōu)化實現(xiàn)方法，并研究有效的軟件容錯技術(shù)對其進行加固以解決可靠性問題，具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。
　　本文的主要工作歸納如下：
　　1.針對EBC模塊算法復(fù)雜，不利于在DSP上實現(xiàn)的問

3、題，本文提出了EBC模塊在DSP環(huán)境下的優(yōu)化實現(xiàn)方案。分別針對EBC模塊的兩個主要過程——位平面掃描過程和MQ編碼器編碼過程在DSP環(huán)境下實現(xiàn)的難點提出了解決方法。通過使用循環(huán)合并、符號編碼和通道準入?yún)?shù)提前計算、MQ編碼后移、消除上下文及通過兩級流水實現(xiàn)MQ編碼器等技術(shù)，使EBC模塊在DSP環(huán)境下的性能大幅提升。
　　2.提出了基于冪等性的循環(huán)軟加固技術(shù)（Idempotence Based Soft Reinforcement

4、for Cycling,IBSRC）。對程序中的循環(huán)進行加固是基于DSP的軟件容錯的難點問題，能否在保證軟件流水排布效果的情況下對循環(huán)進行有效保護決定了DSP軟件容錯的成敗。IBSRC基于循環(huán)的冪等性，對循環(huán)進行分類，對不同類型的循環(huán)采用不同的檢測與恢復(fù)方法，并提出了軟件流水破壞指令順序影響加固效果問題的解決方法，在不影響軟件流水排布的情況下，達到對循環(huán)進行保護的目的。
　　3.提出了EBC模塊的軟加固方案。該方案根據(jù)EBC模塊的