基于FPGA的JPEG编码算法优化及实现

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:s83436776
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着多媒体技术的发展,图像应用越来越多,图像处理技术对图像信息的存储和传输至关重要。在图像压缩技术中,静态图像压缩标准JPEG,具有良好的压缩特性,因此应用范围很广。随着FPGA技术的进步,功能越来越强、成本不断降低,在FPGA平台上实现复杂系统成为可能。研究图像压缩系统的实现,具有很大的应用前景,专用图像处理芯片的设计是近年来世界范围内研究的热点。因此在FPGA平台上实现JPEG编码器具有现实意义。在本文中JPEG编码器使用Verilog硬件描述语言设计和实现,在设计中充分利用FPGA的丰富资源和灵活性。根据JPEG编码流程对JPEG编码器进行了模块划分。其中二维离散余弦变换使用了行列分解的方法,转换为2次一维离散余弦变换。并采用改进算法结构的Loeffler快速算法实现一维离散余弦变换,减少了硬件实现的复杂度,提高了二维离散余弦变换的处理速度。量化的实现采用乘法代替除法,减少除法对运算速度的影响。哈夫曼编码的实现采用并行查表的方式,提高编码的速度。系统设计中广泛使用流水线技术,通过优化提高系统处理速度。整个设计和每个模块都在Quartus Ⅱ7.2平台上进行了综合实现、功能与时序仿真。综合与仿真结果说明,设计的JPEG编码器使用了较少的FPGA逻辑资源,实现了较高的系统时钟频率,在硬件消耗量和工作速度两个方面都得到了一定的改进。并且在MTALAB7.0平台也进行了仿真,将Quartus Ⅱ与MATLAB中的仿真结果进行对比,发现二者的误差较小。最后利用实际图片作为测试输入,经过压缩后的JPEG图片能够正确显示,而且图像压缩效果较好。说明本设计正确实现了JPEG编码器的功能,可满足实际JPEG图像压缩编码的要求。本设计不仅可以作为独立的JPEG编码器,也可以作为IP核应用于其它系统中,还可以进一步实现为可编程片上系统(SOPC)。本文设计的JPEG编码器,对其它图像编解码系统的设计和FPGA平台的实现有积极的借鉴意义,对图像压缩芯片的研究也有一定的参考价值。
其他文献
从汉字编码和构造过程两个方面对双数组Trie树算法进行改进和实现。在编码过程中,按照汉字的深度由浅入深依次编码;构造字典时,按照首字节点词条数目由大到小顺序构造。改进
以氨基酸的531个物理化学性质参数直接表征肽的结构,基于支持向量回归发展了一种新的高维特征非线性快速筛选方法,将其应用于苦味二肽和血管紧张素转化酶抑制剂2个肽体系的定
针对某仓储公司的要求,设计了1台4自由度并联机构码垛机器人,运用实体造型软件UG构建其三维模型,将简化后的模型导入有限元分析软件ABAQUS,进行整体机构的模态分析。通过对其
改革开放以来,特别是进入21世纪之后,我国的教育事业取得了巨大成就,职业教育为社会主义现代化建设培养了大量高素质劳动者和实用人才。职业教育本身的发展,特别是规模的迅速
“2016年脱贫1430户4221人,2017年实现全县贫困人口全部脱贫。”这是潼关县委、县政府2015年下半年向全县人民立下的“军令状”。$$对于潼关这个山连着峰、沟挨着壑的小县来说
报纸
本文探讨了德国工匠精神的新教伦理起源和日本工匠精神与"职人"文化的关联。在分析借鉴两国经验的基础上,本文提出要形塑我国的工匠精神,首先要凝聚社会价值共识,重塑职业价
目的 :探讨同型半胱氨酸 (Hcy)对冠状动脉粥样硬化患者血管内皮分泌功能的影响及可能机制。方法 :采用高效液相色谱法测定 5 7例冠状动脉粥样硬化患者和 40例健康体检者空腹
<正>小儿反复呼吸道感染常因免疫功能低下导致反复发热、咳嗽、打呼噜、盗汗等症状。笔者自拟中药方治疗本病,取得满意疗效,现介绍如下。药物组成:太子参、焦白术、白茯苓、
本文就临床上常见失血性休克的类型、失血性休克的抢救步骤、失血性休克病人的护理及注意事项等问题作了探讨。特别是在失血性休克患者抢救过程中的护理、心理护理、休克纠正
网络环境下的教与学是大家共同面对的一个课题,具有鲜明的时代特征,是现代教育所需,教师要面对现实,迎接挑战,转变观念,投身于网络教学中。在教学过程中,教师要渗透网络思想,注意传统