JPEG2000中提升小波算法的FPGA實(shí)現(xiàn).pdf

1、JPEG2000是一種新的圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)。其出現(xiàn)的目的是為了逐步取代JPEG成為新一代的靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)。為了便于標(biāo)準(zhǔn)所定義工具的實(shí)施，JPEG2000壓縮的實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)就變得非常重要。本文在深入研究現(xiàn)有各種提升小波硬件實(shí)現(xiàn)算法的基礎(chǔ)上，對提升小波方案的FPGA實(shí)現(xiàn)方法做了一定的研究分析?；贏ltera公司Cyclone系列FPGA芯片自行設(shè)計(jì)了小波變換提升方案的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)。
　　首先，分析了離散小波變換原理，研究了對應(yīng)提升方案的實(shí)現(xiàn)算

2、法，并針對同一幅圖像進(jìn)行軟件仿真，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明提升方案和傳統(tǒng)卷積實(shí)現(xiàn)方案的處理效果相當(dāng)，然而運(yùn)算復(fù)雜度明顯降低。
　　其次，引入一組被稱為LS97的小波系數(shù)，并且設(shè)計(jì)一個(gè)采用LS97系數(shù)的提升小波方案的FPGA實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含了三個(gè)模塊：預(yù)處理模塊，小波變換模塊以及轉(zhuǎn)置存儲(chǔ)模塊。預(yù)處理模塊用于隔離內(nèi)外數(shù)據(jù)，使輸入數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)始終和系統(tǒng)內(nèi)部時(shí)鐘無關(guān)，同時(shí)也使得系統(tǒng)所能處理的圖像分辨率僅受FPGA芯片內(nèi)RAM大小的限制。小波變換模塊

3、采用流水線設(shè)計(jì)，即把提升小波的分解，預(yù)測，更新等計(jì)算過程分成各個(gè)模塊獨(dú)立實(shí)現(xiàn)以提高運(yùn)算效率。轉(zhuǎn)置存儲(chǔ)模塊的功能是使得輸入數(shù)據(jù)無需等到整幀圖像傳完便可以進(jìn)行小波變換計(jì)算，從而大大縮短數(shù)據(jù)從輸入到輸出所需要的延遲時(shí)間。
　　最后，分析了軟件仿真和QUARTUSII仿真的結(jié)果。在硬件算法方面分析誤差產(chǎn)生的主要原因，改進(jìn)的可行性，并且提出可行的解決方案。在系統(tǒng)性能上，分析系統(tǒng)的運(yùn)行速度，所占用邏輯單元和存儲(chǔ)空間等指標(biāo)，并且指出改進(jìn)系統(tǒng)性能