JPEG2000中DWT编码和Tier1编码的VLSI设计与实现.pdf

中南大学
硕士学位论文
JPEG2000中DWT编码和Tier1编码的VLSI设计与实现
姓名:尚中祥
申请学位级别:硕士
专业:电路与系统
指导教师:宋学瑞
20090501
摘要如今,数字图像在人们生活中的应用越来越广泛,由于原始图像数据量比较大,因此技术越来越被人们所重视。在数字图像压缩领域,虽然早在年底就得到确定,但在计算机网络、无线通信等实际应用中,其技术还不能完全得到承认,其功能也有待进一步加强。而且由于标准中采用了离散小波变换和优化截断嵌入式块编码却罅亢氖倍腋丛拥乃惴ǎ此对如何提高编码的速度、满足实时性的应用也提出了新的要求。本文首先研究了标准的第一部分,详细分析了编码系统中的各个编码模块,重点对核心算法离散小波变换、位平面编码和算术编码进行了研究和优化。在实时图像编码系统中,小波变换需要较大的计算量,并需要大量的存储空间,不利于高速和低功耗要求的硬件实现。本文设计了一种基于流水线处理的二维小波变换的硬件处理结构,该结构采用周期性对称扩展处理方法,抑制了信号边缘出现的不连续性,通过在列变换和行变换之间加入缓存器模块,保证了流水线的正常工作,采用多个数据并行输入的调度方式,极大地提高了模块的处理速度。在整个系统中,惴ㄗ钗8丛樱浯硎奔渫常占到整个核心算法的%以上。因此,惴ǔ为压缩系统设计的瓶颈。本文针对位平面编码设计了一种基于三个编码过程并行处理的位平面编码器的结构,提出了在一个时钟周期内对一个位平面全部数据进行编码的方式,大大提升了编码速度;针对算术编码,提出了一种基于三级流水线的算术编码器结构,降低了编码复杂度,合理地分配了每个模块的工作进程,提高了编码速度。最后使用布枋鲇镅苑直鸲匀霾糠值挠布迪址桨进行睹枋觯⒍云浣蟹抡婧妥酆希峁砻髁擞布杓频关键词,离散小波变换,嗦耄闶醣嗦耄琕正确性。
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期:翟挛廊日期:血辍辉挛廊学位论文版权使用授权书原创性声明本人声明,所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了论文中特,以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名:本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。
第一章绪论弟一早殖比引言课题国内外研究现状与水平核心处理器,,再加上必要的数据输入和输出接缏罚眉扑慊魑周期短,随着应用和研究的深入,发现其运算速度慢且耗费较多资源,在设计实现成为了一种必然的趋势。随着因特网在全球范围的日益普及,移动通信技术的迅猛发展,网络传输以及各种新兴多媒体业务的出现,如数字电视、网络多媒体通信、会议电视、可视电话、遥感图像传程、图像数据库、自动指纹识别系统、远程医疗以及视频监控等,都使得图像压缩编码技术的应用范围日益增加,人们对图像通信的质量和功能也提出了更高的要求。图像压缩编码的研究己从面向存储转为面向传输,除了传统的良好压缩性能与重建质量外,人们希望能够用有限的空间和带宽来存储、传输更大尺寸的图像,还要求编码算法能提供关于质量、分辨率、信噪比等多种可扩展编码结构,实现多分辨率编码、嵌入式编码及抗误码传输,从而能在多种环境向用户提供个性化的服务。这使得近十余年来,图像压缩编码技术得到了迅速地发展,并且日臻成熟,其标志就是几个关于图像编码的国际标准的制定:关于静止图像的编码标准、、等,关于电视电话/会议电视的视频编码标准、、,以及关于活动图像的编码标准—和一取标准是为了解决原有标准的不足而提出的,如方块效应其在低比特率下⒚挥凶愎坏目衫┱构δ如支持质量渐近和分辨率渐进不具有容错性能、有误码扩散特性以及有许多不适合的图像蠖嗍扑慊合成图像、二值图像和复合文档图像龋盝曜蓟咕哂懈哐顾率、嗦胍约奥肓鞯乃婊嫒『痛淼戎诙嗵匦裕沟闷湓诰蔡枷竦难缩传输中有良好的应用前景,其解决方案也成为业界研究的热点。早期标准主要是以通用计算机系统为主的图像压缩系统,这种可以在短时期内开发出图像压缩平台,其特点是实现简单、开发成本低、开发一些实时性要求高、资源有限的系统时,就无法满足系统要求,所以采用硬件中南大学硕士学位论文
哪开发的,并适用于整个公司的目前硬件实现方式主要的有三种:实