基于SOPC的JPEG2000靜止圖像編碼器設(shè)計(jì).pdf

1、在數(shù)字圖像壓縮領(lǐng)域，JPEG是最普及的一種壓縮標(biāo)準(zhǔn)。但隨著高質(zhì)量數(shù)字圖像的應(yīng)用日趨廣泛，JPEG已無法滿足人們的需求。為此，聯(lián)合圖像專家組(JPEG)制定了新一代靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)——JPEG2000。相比JPEG標(biāo)準(zhǔn)，JPEG2000提供了更好的壓縮性能及更豐富的功能，必將成為今后的數(shù)字圖像壓縮領(lǐng)域的主流。然而，由于JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算量大，控制復(fù)雜，使其在嵌入式領(lǐng)域應(yīng)用較少，一定程度上限制了其商業(yè)應(yīng)用。
　　隨著FPGA器件

2、的高速發(fā)展，可編程片上系統(tǒng)(SOPC)的概念應(yīng)運(yùn)而生。SOPC將處理器、存儲(chǔ)器、I/O等系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要的功能模塊集成到一片F(xiàn)PGA上，設(shè)計(jì)者可根據(jù)需要用VLSI實(shí)現(xiàn)運(yùn)算量大的模塊，用軟件實(shí)現(xiàn)控制復(fù)雜的模塊，從而真正實(shí)現(xiàn)了軟硬件結(jié)合，大大提升了系統(tǒng)的靈活性，降低了開發(fā)難度。因此，SOPC技術(shù)成為了在嵌入式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)JPEG2000編碼器的上佳選擇。
　　本文首先研究了JPEG2000的工作原理及編碼流程，仔細(xì)分析了預(yù)處理、小波變換、熵

3、編碼及碼流組織等關(guān)鍵技術(shù)的特點(diǎn)。而后提出了一種二維離散小波變換器的VLSI結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)采用流水線技術(shù)及行式結(jié)構(gòu)，充分利用了FPGA的并行運(yùn)算能力，大大縮短了變換時(shí)間，減小了存儲(chǔ)器的需求。在20MHz的時(shí)鐘頻率下，該結(jié)構(gòu)對(duì)一幅512×512×8bit的灰度圖像進(jìn)行4層小波分解只需13.2ms，而內(nèi)存的需求量僅為20KB，中檔FPGA片內(nèi)存儲(chǔ)器即可滿足要求。接下來，本文提出了一種基于SOPC技術(shù)的JPEG2000編碼方案，利用軟硬件結(jié)合的方