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本论文围绕小波图像/视频压缩算法的VLSI实现体系问题,从三个方面开展了研究。 1) 在基于提升的小波变换和嵌入式小波编码的专用硬件加速体系方面 (1) 提出了采用比例因子移除结合量化补偿的方法对LS 9/7小波的提升系数进行整形化处理。此方法在图像质量、电路面积和延时等方面综合表现较优。提出了采用对角形的片上块存储器组织方式,并采用流水线技术设计了四路数据并行的一维小波变换数据通路结构,在此基础上提出采用行—列模式实现二维小波变换的体系。此体系可支持JPEG2000 5/3和9/7两种小波,获得了较高的数据吞吐能力,并且可以节省熵编码所需的码块存储器。提升系数的整形化方法和存储器组织方法对于其它小波变换的专用硬件加速实现具有参考价值。 (2) 分析了典型的嵌入式编码算法,如EZW、SPIHT和EBCOT,认为EBCOT相对易于实现硬件加速,且具有较好的压缩性能。提出了三码通和一列四个样本双并行的位平面编码加速体系。研究了不同的码通编码时算术编码并行的规律性,并利用这种并行规律与流水线技术设计了算术编码器加速体系。实现了算术编码模块与位平面加速模块计算均衡。所提出的EBCOT专用硬件加速体系与其它体系相比,降低了50%以上编码时间。 2) 在基于提升的小波变换和嵌入式小波编码的专用指令加速体系方面 (1) 利用基于提升算法的小波变换的规则性,从专用指令加速的角度研究基于提升算法的小波变换加速,并设计了满足4路并行的提升加法指令和体系。所设计的专用指令可以适用于多种小波变换。 (2) 提出了四条可变长解码专用加速指令和加速指令数据通路体系,总结了码字分组和可变长解码加速指令结合的编程方法。采用提出的专用指令和编程方法,能显著提升可变长解码的速度,而且编程灵活,满足诸如MPEG2、MPEG4和H.264等标准的可变长解码算法的应用。 3) 结合码率、失真度与计算复杂度关系的算法研究方面 (1) 提出了简化的失真估计方法,面向三码通并行的斜率调整方法