JPEG2000中提升小波算法的FPGA實現(xiàn).pdf

1、JPEG2000是一種新的圖像壓縮標準。其出現(xiàn)的目的是為了逐步取代JPEG成為新一代的靜止圖像壓縮標準。為了便于標準所定義工具的實施，JPEG2000壓縮的實時實現(xiàn)就變得非常重要。本文在深入研究現(xiàn)有各種提升小波硬件實現(xiàn)算法的基礎(chǔ)上，對提升小波方案的FPGA實現(xiàn)方法做了一定的研究分析?；贏ltera公司Cyclone系列FPGA芯片自行設(shè)計了小波變換提升方案的實現(xiàn)系統(tǒng)。
　　首先，分析了離散小波變換原理，研究了對應提升方案的實現(xiàn)算

2、法，并針對同一幅圖像進行軟件仿真，實驗結(jié)果表明提升方案和傳統(tǒng)卷積實現(xiàn)方案的處理效果相當，然而運算復雜度明顯降低。
　　其次，引入一組被稱為LS97的小波系數(shù)，并且設(shè)計一個采用LS97系數(shù)的提升小波方案的FPGA實現(xiàn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含了三個模塊：預處理模塊，小波變換模塊以及轉(zhuǎn)置存儲模塊。預處理模塊用于隔離內(nèi)外數(shù)據(jù)，使輸入數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)始終和系統(tǒng)內(nèi)部時鐘無關(guān)，同時也使得系統(tǒng)所能處理的圖像分辨率僅受FPGA芯片內(nèi)RAM大小的限制。小波變換模塊

3、采用流水線設(shè)計，即把提升小波的分解，預測，更新等計算過程分成各個模塊獨立實現(xiàn)以提高運算效率。轉(zhuǎn)置存儲模塊的功能是使得輸入數(shù)據(jù)無需等到整幀圖像傳完便可以進行小波變換計算，從而大大縮短數(shù)據(jù)從輸入到輸出所需要的延遲時間。
　　最后，分析了軟件仿真和QUARTUSII仿真的結(jié)果。在硬件算法方面分析誤差產(chǎn)生的主要原因，改進的可行性，并且提出可行的解決方案。在系統(tǒng)性能上，分析系統(tǒng)的運行速度，所占用邏輯單元和存儲空間等指標，并且指出改進系統(tǒng)性能