DSP環(huán)境下JPEG2000中嵌入式塊編碼模塊的加固與優(yōu)化.pdf

1、在航天偵測(cè)領(lǐng)域，隨著圖像處理技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用需求的發(fā)展，海量的探測(cè)數(shù)據(jù)和有限的空地?cái)?shù)傳帶寬之間的矛盾亟待解決。高性能數(shù)字信號(hào)處理器(Digital Signal Processor,DSP)的出現(xiàn)使得高速在軌圖像壓縮成為可能，依靠多個(gè)功能部件并發(fā)執(zhí)行指令和軟件流水排布技術(shù)，高性能DSP顯著提升了程序代碼尤其是其中循環(huán)代碼的執(zhí)行效率。但是由于其編譯器在進(jìn)行軟件流水線排布時(shí)對(duì)程序結(jié)構(gòu)有著諸多嚴(yán)苛的限制，且在運(yùn)用于宇宙空間中時(shí)存在由高能粒子射

2、線引起的可靠性問題，高性能DSP在航天偵測(cè)領(lǐng)域中的應(yīng)用仍然受到制約。為促進(jìn)解決航天偵測(cè)領(lǐng)域的空地?cái)?shù)據(jù)傳輸瓶頸，本文基于高性能 DSP平臺(tái)，研究圖像壓縮算法JPEG2000的嵌入式塊編碼（Embeded Block Coding,EBC）模塊的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)方法，并研究有效的軟件容錯(cuò)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行加固以解決可靠性問題，具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　本文的主要工作歸納如下：
　　1.針對(duì)EBC模塊算法復(fù)雜，不利于在DSP上實(shí)現(xiàn)的問

3、題，本文提出了EBC模塊在DSP環(huán)境下的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)方案。分別針對(duì)EBC模塊的兩個(gè)主要過程——位平面掃描過程和MQ編碼器編碼過程在DSP環(huán)境下實(shí)現(xiàn)的難點(diǎn)提出了解決方法。通過使用循環(huán)合并、符號(hào)編碼和通道準(zhǔn)入?yún)?shù)提前計(jì)算、MQ編碼后移、消除上下文及通過兩級(jí)流水實(shí)現(xiàn)MQ編碼器等技術(shù)，使EBC模塊在DSP環(huán)境下的性能大幅提升。
　　2.提出了基于冪等性的循環(huán)軟加固技術(shù)（Idempotence Based Soft Reinforcement

4、for Cycling,IBSRC）。對(duì)程序中的循環(huán)進(jìn)行加固是基于DSP的軟件容錯(cuò)的難點(diǎn)問題，能否在保證軟件流水排布效果的情況下對(duì)循環(huán)進(jìn)行有效保護(hù)決定了DSP軟件容錯(cuò)的成敗。IBSRC基于循環(huán)的冪等性，對(duì)循環(huán)進(jìn)行分類，對(duì)不同類型的循環(huán)采用不同的檢測(cè)與恢復(fù)方法，并提出了軟件流水破壞指令順序影響加固效果問題的解決方法，在不影響軟件流水排布的情況下，達(dá)到對(duì)循環(huán)進(jìn)行保護(hù)的目的。
　　3.提出了EBC模塊的軟加固方案。該方案根據(jù)EBC模塊的