论文部分内容阅读
JPEG2000是一种新的图像压缩标准。其出现的目的是为了逐步取代JPEG成为新一代的静止图像压缩标准。为了便于标准所定义工具的实施,JPEG2000压缩的实时实现就变得非常重要。本文在深入研究现有各种提升小波硬件实现算法的基础上,对提升小波方案的FPGA实现方法做了一定的研究分析。基于Altera公司Cyclone系列FPGA芯片自行设计了小波变换提升方案的实现系统。首先,分析了离散小波变换原理,研究了对应提升方案的实现算法,并针对同一幅图像进行软件仿真,实验结果表明提升方案和传统卷积实现方案的处理效果相当,然而运算复杂度明显降低。其次,引入一组被称为LS97的小波系数,并且设计一个采用LS97系数的提升小波方案的FPGA实现系统。该系统包含了三个模块:预处理模块,小波变换模块以及转置存储模块。预处理模块用于隔离内外数据,使输入数据的数据始终和系统内部时钟无关,同时也使得系统所能处理的图像分辨率仅受FPGA芯片内RAM大小的限制。小波变换模块采用流水线设计,即把提升小波的分解,预测,更新等计算过程分成各个模块独立实现以提高运算效率。转置存储模块的功能是使得输入数据无需等到整帧图像传完便可以进行小波变换计算,从而大大缩短数据从输入到输出所需要的延迟时间。最后,分析了软件仿真和QUARTUS II仿真的结果。在硬件算法方面分析误差产生的主要原因,改进的可行性,并且提出可行的解决方案。在系统性能上,分析系统的运行速度,所占用逻辑单元和存储空间等指标,并且指出改进系统性能的方法。