JPEG XR編碼器研究及其FPGA實(shí)現(xiàn).pdf

1、JPEG XR標(biāo)準(zhǔn)是新一代靜態(tài)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)，其原型來(lái)自于微軟公司發(fā)布的HD Photo標(biāo)準(zhǔn)，采用先進(jìn)的圖像壓縮技術(shù)，以簡(jiǎn)單的算法提供了較高的壓縮性能。與JPEG標(biāo)準(zhǔn)相比，JPEG XR標(biāo)準(zhǔn)克服了在低碼率下方塊效應(yīng)問(wèn)題，能提供更好的圖像質(zhì)量，并且 JPEG XR標(biāo)準(zhǔn)采用了優(yōu)化算法，計(jì)算復(fù)雜度較于JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)明顯減小，易于硬件實(shí)現(xiàn)。因此，對(duì)JPEG XR標(biāo)準(zhǔn)算法研究及FPGA實(shí)現(xiàn)具有重要意義。
　　本文首先對(duì)JPEG XR標(biāo)準(zhǔn)

2、算法進(jìn)行研究，主要研究其編碼過(guò)程，可分為色彩變換、重疊雙正交變換、量化、預(yù)測(cè)編碼和自適應(yīng)熵編碼5個(gè)模塊。分別分析了JPEG XR編碼過(guò)程中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和編碼過(guò)程中各模塊算法，包括其算法原理和算法流程。
　　隨后分別對(duì)各模塊進(jìn)行FPGA(Field Programmable Gate Array，現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)實(shí)現(xiàn)，編寫(xiě)各模塊的VHDL代碼，并且仿真驗(yàn)證其功能，其中色彩變換模塊、重疊雙正交模塊和量化模塊均采用流水線(xiàn)實(shí)現(xiàn)。
　　

3、最后，規(guī)劃了整個(gè)JPEG XR編碼器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)頂層可分為四級(jí)流水線(xiàn)，其中第一級(jí)流水線(xiàn)包含色彩變換模塊和前置濾波模塊，第二級(jí)流水線(xiàn)包含前向核心變換模塊和量化模塊，第三級(jí)流水線(xiàn)包含預(yù)測(cè)編碼模塊，第四級(jí)流水線(xiàn)包含自適應(yīng)熵編碼模塊，經(jīng)過(guò)仿真驗(yàn)證，在流水線(xiàn)控制下，JPEG XR編碼器的編碼速度能達(dá)到0.397像素/時(shí)鐘，超過(guò)了現(xiàn)有編碼器的編碼速度，在50MHz時(shí)鐘頻率下能實(shí)現(xiàn)對(duì)大小為512×512圖像75.8幀/秒的高速壓縮，并且壓縮得到的圖