基于SOPC技術(shù)的JPEG2000圖像編碼算法的研究.pdf

1、JPEG2000是下一代靜態(tài)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)，相比JPEG具有靈活的編碼方法和豐富的新特性如漸進(jìn)傳輸和感興趣區(qū)域編碼等，在未來的網(wǎng)絡(luò)圖像瀏覽，數(shù)碼相機(jī)等領(lǐng)域具有廣闊的市場(chǎng)。 本文充分分析了JPEG2000編碼算法中的不同模塊在計(jì)算和存儲(chǔ)上的特點(diǎn)，提出了軟硬協(xié)同設(shè)計(jì)方案來實(shí)現(xiàn)JPEG2000編碼器的芯片化。基于該方案和AlteraSOPC技術(shù)設(shè)計(jì)了一種高效易擴(kuò)展易升級(jí)的JPEG2000編碼器系統(tǒng)架構(gòu)，并提出了一些提升該架構(gòu)性能的策略。

2、 在設(shè)計(jì)的系統(tǒng)架構(gòu)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了DWT的軟硬協(xié)同實(shí)現(xiàn)方案以及碼率控制和碼流組織軟件。DWT硬件模塊采取行緩存和提升算法執(zhí)行5/3小波變換的原位計(jì)算，計(jì)算單元采取四級(jí)流水線結(jié)構(gòu)。NIOSⅡCPU控制DWT硬件模塊，并完成小波系數(shù)的交織處理。采用VHDL對(duì)設(shè)計(jì)的DWT硬件電路建模，綜合后的最大時(shí)鐘頻率為81.43MHz。通過ESDK開發(fā)板上的驗(yàn)證，該方案能在62.9ms內(nèi)完成一幅512*512灰度圖像的DWT操作，比Jasper軟件

3、方案性能提高了55.2％。設(shè)計(jì)的碼率控制和碼流組織軟件實(shí)現(xiàn)了正確的功能。 本文最后研究了JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)中的后壓縮率失真優(yōu)化類碼率控制算法，提出了斐波那契區(qū)間分割搜索算法，加快了最佳率失真斜率閾值的搜索，同時(shí)提高了最佳閾值的計(jì)算精度，有效地改進(jìn)了該類碼率控制算法。為了評(píng)價(jià)改進(jìn)效果，定義了與圖像質(zhì)量相關(guān)的算法精度評(píng)價(jià)函數(shù)。仿真結(jié)果表明在相同的控制條件下改進(jìn)的后壓縮率失真優(yōu)化算法在精度和速度上均優(yōu)于采取二分法或黃金分割法搜索的后