9-7和5-3離散小波變換的可重構(gòu)硬件實(shí)現(xiàn).pdf

1、本文首先介紹了研究背景,鎖定研究?jī)?nèi)容為JPEG2000靜態(tài)圖像處理的核心算法,重點(diǎn)研究了離散小波變換的算法過(guò)程,提出將這一部分用可重構(gòu)硬件實(shí)現(xiàn)的方法,并將這一硬件結(jié)構(gòu)用于一維和二維的信號(hào)處理,以標(biāo)準(zhǔn)圖像為例實(shí)現(xiàn)了這個(gè)過(guò)程。我們將原始圖像經(jīng)Jasper軟件預(yù)處理的數(shù)據(jù)截取出來(lái),經(jīng)過(guò)離散小波變換的硬件運(yùn)算后將數(shù)據(jù)再送入Jasper做后續(xù)處理,即將離散小波變換的軟件計(jì)算替換為硬件計(jì)算以提高處理速度。最后,用復(fù)旦大學(xué)自主研發(fā)的FPGA軟硬件系統(tǒng)

2、進(jìn)行驗(yàn)證。
　　總的說(shuō)來(lái),本文的研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下所述:
　　(1)給出離散小波變換數(shù)據(jù)位寬的一種有效方法。
　　第四章里,在離散小波變換運(yùn)算過(guò)程中,牽涉到提升系數(shù)的浮點(diǎn)數(shù)表示。一方面不能使運(yùn)算的最終結(jié)果和中間數(shù)據(jù)溢出(整數(shù)位)同時(shí)還要保證運(yùn)算的精度(小數(shù)位),這樣我們需要盡量大的位寬,另一方面我們希望減小位寬來(lái)減少計(jì)算量,這樣可以減少運(yùn)算單元和縮小電路面積。在這里就有一個(gè)折中的問(wèn)題,即在保證數(shù)據(jù)不溢出的前提下,選擇

3、合適的小數(shù)位數(shù)以使還原后的圖像效果較好。我們使用峰值信噪比(PSNR)作為客觀標(biāo)準(zhǔn),以多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)源,分析了位寬和峰值信噪比的關(guān)系,選擇了合適的位寬,這是本文的一個(gè)創(chuàng)新。
　　(2)設(shè)計(jì)樹型乘法器
　　第四章里,在折疊結(jié)構(gòu)中采用流水線設(shè)計(jì)的思想來(lái)提高頻率。其中一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是乘法器的設(shè)計(jì),采用CSD表示方法來(lái)減少運(yùn)算次數(shù),利用Horner法則提高運(yùn)算精度,最后設(shè)計(jì)成樹型乘法器。這也是本文的一個(gè)創(chuàng)新。
　　(3)設(shè)計(jì)了

4、一個(gè)包括可重構(gòu)電路的二維離散小波變換結(jié)構(gòu)。
　　在第五章中,提出基于行(Line-Based)掃描方式的二維離散小波變換硬件結(jié)構(gòu),其中行變換和列變換都采用了折疊結(jié)構(gòu)以減小電路面積,這是本文的一個(gè)創(chuàng)新。
　　(4)采用復(fù)旦大學(xué)自主研發(fā)的FPGA軟硬件系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證。
　　第五章中,我們使用復(fù)旦大學(xué)自行開發(fā)的FDP250K硬件平臺(tái)和配套軟件FDE2007進(jìn)行功能驗(yàn)證,并給出了在FDP250K中布線的版圖和GDSII文件。