基于FPGA的EBCOT扫描设计与实现

随着多媒体和网络技术的发展应用，人们对数字图像在质量、大小和使用模式上都有了较高的要求，传统的数字图像压缩算法——JPEG已经不能满足当前市场和实际应用的需求。为了弥补JPEG的不足，适应人们对图像压缩传输的要求，JPEG工作组制定了一个新的静止图像压缩标准——JPEG2000，它不仅提供了较高的压缩效率，而且具有更多新的功能。JPEG2000的这些特征和新的功能是以提高计算复杂度为代价的，而在整个JPEG2000编码过程中花费在EBCOT编码上的时间在60％左右，因此EBCOT扫描一直是基于JPEG2000的实时图像压缩系统硬件实现的瓶颈之一。 　　 本文深入研究了自JPEG2000标准公布以来的主要EBCOT扫描提速算法，分析比较了各算法的优缺点。重点阐述了本文设计实现所基于的算法：基于组的点跳跃扫描算法，提出了EBCOT扫描的FPGA设计方案。首先，在DWT和EBCOT通信模块的设计实现中，根据EBCOT位平面扫描的特点，提出了一种小波系数存储方案——位平面存储，该方案极大的提高了EBCOT扫描频率，减少了内部存储器访问频率；其次，在EBCOT扫描模块的设计实现中，设计采用了模板方式进行扫描，有效提高了EBCOT扫描的数据吞吐能力；最后，采用VHDL硬件描述语言对整个设计进行寄存器传输级描述，经过Modelsim仿真调试验证，该设计满足JPEG2000压缩编码系统高速实时处理的要求。

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