基于FPGA的JPEG2000小波变换设计

相对于上一代图像压缩标准中的离散余弦变换而言(DCT)，新一代的图像压缩标准JPEG2000中的小波变换以其良好的空间-频率局部特性和与人眼视觉特性相符的变换机制，在图象处理上获得大家的一致认可。标准所采用的基于提升的离散小波变换，具有许多良好的特性：有效避免了传统的基于卷积算法中的冗余计算，降低了运算复杂度；可进行基于in-place存储的运算，减少了存储器开销；内在并行的处理结构，提高了运算速度等。 　　 本文在深入研究了小波变换算法理论的基础上，结合FPGA硬件，对小波提升算法进行了分析，最后采用FPGA设计中常用的流水线思想和乒乓操作，设计完成了一种基于提升格式的CDF(9，7)小波变换。基于VHDL描述语言的设计在Xilinx ISE7.0下综合通过，并在ModelSim6.0d上进行功能仿真。结果表明，该设计满足了FPGA结构的实时性要求。该设计采用了对称拓展的边界处理方式，使得图像平稳过渡，避免产生冲激现象。为了便于硬件实现，该设计使用了定点运算，对不同的参数截取精度也不同，这样做在硬件消耗和速度成本上得到一个权衡。由于本设计采用两个计算模块对两列或两行数据同时进行处理，所以为了便于在一个时钟周期内读出两行或者两列小波系数，在数据的存储方式上，我们对上一次变换完的小波系数进行组织处理，把不同行列的小波系数存放于同一个存储单元。这样做可提高数据的读取速度，使得整个系统实时性大幅度提高。

点击标签浏览更多相关技术资料资源：