基于提升算法離散小波變換的靜止圖像編碼系統(tǒng)實現(xiàn).pdf

1、現(xiàn)代信息社會對通信、信號處理業(yè)務要求的不斷增長,特別是圖像和視頻信號壓縮技術(shù)的迅速發(fā)展,對提高圖像壓縮算法的效率、系統(tǒng)芯片集成和低功耗實現(xiàn)提出了更高的要求.JPEG2000圖像編碼標準的出臺,意味著以第二代小波變換——基于提升算法的小波變換用于圖像處理已經(jīng)成為國際標準算法.近年來,對小波變換用于圖像編碼的研究如火如荼.該文主要進行的工作包括(1)靜止圖像變換編碼方案的設計——提升算法的改進;(2)基于改進算法的二維離散小波變換的硬件結(jié)構(gòu)

2、設計;(3)通過FPGA實現(xiàn)二維離散小波變換的硬件結(jié)構(gòu);(4)對于應用系統(tǒng)的測試驗證.在闡述該課題實現(xiàn)方案的原理——提升算法(Lifting Scheme)原理的基礎(chǔ)上,對目前二維離散小波變換的硬件實現(xiàn)進行分析.結(jié)論是現(xiàn)今對于二維離散小波變換,基本上都采用行、列變換分離的方式進行變換,這種方式算法以及硬件實現(xiàn)都比較簡單,但其缺陷在于先行后列的處理導致變換時間過長.該文針對這一缺陷,提出了改進型的基于(5/3)提升小波的二維離散小波變換算

3、法,對行變換的次序加以調(diào)整,按照列方向進行行變換,這樣,行列變換就能結(jié)合起來,并行處理,變換時間壓縮為原先算法的75﹪左右,大大提高了效率.基于離散小波變換進行靜止圖像編碼系統(tǒng)硬件實現(xiàn)的討論,該文給出系統(tǒng)具體的FPGA電路級實現(xiàn)過程,詳細介紹各模塊和整個編碼系統(tǒng)的FPGA具體實現(xiàn).對行和列的變換器單獨進行設計,并對符合該算法的數(shù)據(jù)尋址模塊進行優(yōu)化設計,兼顧讀和寫RAM時的尋址.在時鐘信號的設計上,充分考慮了行列變換并行進行時的匹配問題,

4、同時避免RAM讀寫時序發(fā)生沖突.相比于目前流行的結(jié)構(gòu),在不大量增加硬件的基礎(chǔ)上,該文所列結(jié)構(gòu)能夠順利的完成基于(5/3)提升算法的二維離散小波變換功能.設計綜合之后,對各模塊以及整個系統(tǒng)進行了比較完備的時序仿真驗證.最后將變換后數(shù)據(jù)通過Matlab反變換,驗證復原效果,以此進行系統(tǒng)級驗證.通過對系統(tǒng)綜合以及仿真驗證,得到的結(jié)論是:該文設計的結(jié)構(gòu),對數(shù)據(jù)變換處理后,經(jīng)過軟件編程實現(xiàn)反變換,復原圖像數(shù)據(jù)滿足無失真要求.該文所設計和實現(xiàn)的二維