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1、JPEG2000是聯(lián)合圖像專家組提出的新一代靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn),通過(guò)引入多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù),JPEG2000可以提供比JPEG更高的編碼效率和更多的新功能。自適應(yīng)算法編碼作為JPEG2000的重要算法模塊之一,具有比傳統(tǒng)Huffman編碼更高的性能,但同時(shí)其固有的高復(fù)雜度也成為JPEG2000編解碼系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的速度瓶頸。因此研究JPEG2000自適應(yīng)算術(shù)編解碼算法的高速硬件實(shí)現(xiàn)具有重要的應(yīng)用價(jià)值。 首先,本文對(duì)JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)中的自適
2、應(yīng)算術(shù)編解碼算法進(jìn)行了深入分析,在此基礎(chǔ)上,立足于硬件高速實(shí)現(xiàn),充分考慮硬件并行執(zhí)行的優(yōu)勢(shì),對(duì)編解碼算法進(jìn)行了優(yōu)化,主要包括: 1.概率估計(jì)過(guò)程的優(yōu)化。本文對(duì)標(biāo)準(zhǔn)中的索引表和概率估計(jì)表進(jìn)行了整合及擴(kuò)展,將標(biāo)準(zhǔn)中概率估計(jì)的兩級(jí)查表過(guò)程合并為一級(jí),加快了概率估計(jì)的處理速度。 2.編解碼區(qū)間更新過(guò)程的化簡(jiǎn)。本文對(duì)標(biāo)準(zhǔn)中編解碼的條件判斷進(jìn)行了歸納化簡(jiǎn)及并行化處理,使得不同的編解碼方式可以同步執(zhí)行,充分利用了硬件實(shí)現(xiàn)的并行性以
3、加快編解碼速度。 3.重歸一化的加速。針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)中重歸一化過(guò)程效率低下的循環(huán)執(zhí)行方式,通過(guò)對(duì)區(qū)間更新方式的預(yù)檢測(cè)及對(duì)概率估計(jì)表進(jìn)行擴(kuò)展,并采用整體移位的策略,提高了重歸一化的執(zhí)行效率。 4.字節(jié)輸出及字節(jié)輸入的優(yōu)化。分別對(duì)編碼中字節(jié)輸出過(guò)程及解碼中字節(jié)輸入過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)中的判斷條件進(jìn)行歸納化簡(jiǎn),將串行的處理流程轉(zhuǎn)化為并行執(zhí)行。 在此基礎(chǔ)上,本文提出了基于流水線的自適應(yīng)算術(shù)編解碼器的VLSI架構(gòu)?;趦?yōu)化的
4、編解碼流程,同時(shí)考慮到流水線各級(jí)的平衡,本文將編碼器架構(gòu)分為概率估計(jì)、編碼區(qū)間更新、字節(jié)輸出三個(gè)流水級(jí)模塊,解碼器架構(gòu)分為概率估計(jì)、解碼區(qū)間更新、字節(jié)緩存三個(gè)流水級(jí)模塊??紤]到運(yùn)算時(shí)鐘頻率的提高,每個(gè)流水級(jí)分為兩個(gè)時(shí)鐘周期執(zhí)行。本論文同時(shí)設(shè)計(jì)了統(tǒng)一的可配置算術(shù)編解碼器的VLSI架構(gòu),通過(guò)三級(jí)流水線的動(dòng)態(tài)配置,在編解碼速度及資源消耗方面取得了較好的平衡。 本論文實(shí)現(xiàn)了所設(shè)計(jì)的算術(shù)編解碼器的VLSI架構(gòu),并在Xilinx ISE中進(jìn)
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