高性能JPEG2000圖像編碼器的VLSI設計.pdf

1、JPEG2000作為最新的國際圖像壓縮標準,提供了獨特的新型算法來處理各種類型的靜態(tài)圖像。該標準具有許多技術優(yōu)勢,例如可以進行超低碼率壓縮,同時支持有損和無損壓縮,支持漸進傳輸等。JPEG2000用到的核心技術為離散小波變換(DWT)和帶優(yōu)化截斷的嵌入式塊編碼(EBCOT)。其中 EBCOT主要包括位平面編碼,自適應二進制算術編碼和優(yōu)化截斷算法。通過以上新技術的采用,JPEG2000的編碼表現(xiàn)相較JPEG標準平均具有2dB PSNR的提

2、升,壓縮效果較好。同時,高吞吐量的JPEG2000編碼器在數字圖像或視頻照相機及其他多媒體移動設備中均具有廣泛的應用。然而諸多技術上的難題和瓶頸限制著高速JPEG2000硬件實現(xiàn)的發(fā)展。因此,有必要對JPEG2000展開進一步的研究,尤其對硬件實現(xiàn)進行優(yōu)化,使其獲得更佳的吞吐率。
　　本文首先詳細介紹了JPEG2000標準及相應的理論,主要包括離散小波變換,嵌入式塊編碼,二進制算術編碼等。在此基礎上,通過對各主要功能模塊分別進行優(yōu)

3、化,本文提出了一種具有復數優(yōu)化措施的JPEG2000編碼器,優(yōu)化不僅存在于算法優(yōu)化層面還涉及大量的架構優(yōu)化。例如:離散小波變換模塊的設計主要基于優(yōu)化的提升編碼算法,提出了一種高速低面積的二維小波變換架構。EBCOT Tier1模塊,采用了并行化的架構優(yōu)化,使硬件電路處理速度得到極大提升。這些優(yōu)化方法,使最終的JPEG2000編碼芯片獲得了較高的吞吐率,具備標清及高清圖像處理能力。
　　本設計的功能仿真與jasper運行結果一致,且