JPEG2000中算術(shù)編碼的VLSI設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、JPEG2000是聯(lián)合圖像專家組于2000年12月制定的新一代靜止圖像壓縮標準。通過引入多項創(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，但同時其固有的高復(fù)雜度也成為JPEG2000編碼系統(tǒng)實現(xiàn)的速度瓶頸。因此研究JPEG2000自適應(yīng)算術(shù)編碼算法的高速硬件實現(xiàn)具有重要的應(yīng)用價值。
　　 首先，本文研究了算術(shù)編碼

2、的基本原理。分析了JPEG2000中的算術(shù)編碼算法的關(guān)鍵技術(shù)，主要包括自適應(yīng)概率估計，有限精度的實現(xiàn)和去除乘法運算這幾個方面。基于JPEG2000算術(shù)編碼的基本流程，本文用C語言對其進行軟件仿真，驗證了算術(shù)編碼功能的正確性。
　　 接著，在此基礎(chǔ)上，立足于硬件高速實現(xiàn)，充分考慮硬件并行執(zhí)行的優(yōu)勢，對算法流程進行改進，主要包括概率估計過程的優(yōu)化、編解碼區(qū)間更新過程的化簡、重歸一化的加速、字節(jié)輸出的優(yōu)化。根據(jù)改進后的算法，本文實現(xiàn)了

3、算術(shù)編碼器的電路設(shè)計，編寫了Verilog HDL代碼，并用ModelSim軟件對代碼進行功能仿真。
　　 最后，選用Altera的DE2開發(fā)板作為FPGA驗證平臺對算術(shù)編碼器進行驗證，在Altera Cyclone II系列的EP2C35器件上，得到綜合后所用的邏輯單元(LE)總數(shù)為473(核心編碼模塊)，最高時鐘頻率為106.26MHz（核心編碼模塊），并且仿真的結(jié)果與C語言結(jié)果一致；同時，基于SMIC 0.18μm CMO