JPEG2000中EBCOT算法的研究以及VLSI設(shè)計.pdf

1、隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展和移動通信的普及，無線信道中圖像信息傳輸量日益增加。但是無線信道的傳輸帶寬有限，因此為了滿足傳輸需求，必須提高圖像的壓縮效率。現(xiàn)有的JPEG靜態(tài)圖像壓縮標準已漸漸無法適應(yīng)高質(zhì)量、高壓縮的應(yīng)用要求，為此ISO提出了新的靜態(tài)圖像壓縮標準JPEG2000。該標準具有更高的壓縮效率，支持包括圖像分辨率、像素精度等在內(nèi)的多種漸進傳輸方式，并且允許碼流的隨機訪問和處理，非常適合網(wǎng)絡(luò)及無線信道傳輸。
　　 本文在詳細研究J

2、PEG2000標準核心編碼部分(Part-1)的基礎(chǔ)上，著重分析了標準中編碼耗時最多的優(yōu)化嵌入式可截斷塊編碼算法EBCOT。為了實現(xiàn)EBCOT算法的VLSI設(shè)計，充分發(fā)揮硬件并行執(zhí)行的優(yōu)勢，對其中的位平面編碼器和MQ算術(shù)編碼器算法進行了優(yōu)化。在此基礎(chǔ)上設(shè)計了硬件加速方案，采用Verilog HDL實現(xiàn)兩個編碼器的RTL級電路描述，通過Modelsim軟件完成代碼功能仿真，最終在Xilinx開發(fā)平臺上實現(xiàn)了基于FPGA的半定制超大規(guī)模集成

3、電路設(shè)計。
　　 位平面編碼器作為EBCOT算法的重要組成部分，具有復(fù)雜的判斷邏輯和大量的比特級邏輯運算操作。本文對原算法進行了優(yōu)化，提出了基于叉形編碼路徑的兩窗口流水線算法，有效提高了編碼速度，同時降低了編碼器對數(shù)據(jù)存儲器的訪問率。在MQ算術(shù)編碼器的硬件實現(xiàn)中，本文對重歸一化流程進行優(yōu)化，去除了算法中循環(huán)操作對流水線硬件加速的干擾，提出了一種基于四級流水線的加速方案，有效縮短了關(guān)鍵路徑，提高了MQ編碼器的吞吐率。