JPEG2000核心編碼算法的FPGA設計與實現(xiàn).pdf

1、壓縮編碼技術對圖像處理中大量數(shù)據(jù)的存儲和傳輸至關重要。傳統(tǒng)靜止圖像壓縮技術，如著名的JPEG標準，在眾多新型應用背景下已不能滿足對壓縮圖像質量進一步提高的要求。最新靜止圖像壓縮標準JPEG2000采用基于提升算法的離散小波變換作為其核心變換算法，采用基于位平面的算術編碼作為核心編碼算法，在編碼效率和復原圖像質量上均遠優(yōu)于JPEG等傳統(tǒng)算法，今后必將在靜止圖像壓縮領域占據(jù)主導地位。JPEG2000的專用芯片已經成功開發(fā)并獲得應用，但是應用

2、起來還是有一定的限制。本文正是在這個背景下，深入研究了JPEG2000標準中小波變換和基于位平面的算術編碼的硬件實現(xiàn)技術。
　　本文在深入理解JPEG2000編碼算法的基礎上，著重研究了基于提升格式的小波變換和基于位平面的算術編碼等核心單元的算法原理，并對算法的軟件實現(xiàn)流程進行改進和優(yōu)化，提出VLSI設計方案。接著按照自頂向下的設計方法，分別對提升格式的二維小波變換，基于位平面的算術編碼等核心單元進行邏輯功能分割及模塊劃分，然后分

3、別實現(xiàn)各子模塊設計，最終完成整個系統(tǒng)設計。
　　在對二維小波變換結構研究中，針對小波算法傳統(tǒng)的行變換結束后才能進行列變換的串行結構的不足，提出了一種基于行的二維離散小波變換并行結構。在該結構中，只需完成兩行的行變換即可開始進行列變換，即行變換和列變換是并行進行的，這使得小波變換的計算效率得到明顯提高。本文利用高級硬件描述語言VHDL對設計的各子模塊進行了功能仿真和邏輯綜合，驗證了用FPGA實現(xiàn)的小波變換設計結構的可行性和有效性。<