论文部分内容阅读
本文首先对最近几年来静态图像压缩领域的算法进行分析研究，重点分析了基于小波变换的一系列静态图像压缩算法。并在遗传树集合分裂算法的基础上，结合自适应子带分解算法和基于内容模型算术编码，提出了改进的图像编码算法，该算法进一步提高了图像编码效率。然后，重点研究了最新的静态图像压缩标准——JPEG2000。着重研究了标准的核心编码部分(Part-1)，提出了一个软硬件协同实现的处理系统；并对提出的系统进行硬件实现。本文提出的系统可以应用于JPEG2000的核心处理系统，以及基于小波变换或者基于位平面熵编码和算术编码的其它多媒体处理系统。 总体上概括起来，本文的主要研究工作和创新点体现在以下几个方面： 1．静态图像压缩算法研究： a) 分析了近几年来静态图像压缩的一系列算法，重点分析了基于小波变换的静态图像压缩算法。在遗传树集合分裂算法的基础上，结合自适应子带分解算法和基于内容模型算术编码，提出了改进的图像压缩算法，进一步改进了图像的压缩效率。 b) 分析了最新的静态图像压缩标准——JPEG2000(ISO 15444)。重点分析了标准的第一部分——核心编码系统。根据算法分析结果，用C语言建立了核心编解码部分的行为级模型，并采用标准测试软件对处理结果进行验证。 2．JPEG2000标准核心处理系统的VLSI实现结构研究： 在JPEG2000核心编码系统算法的分析基础上，对标准中算法的软件实现流程进行改进和优化，提出了适合于硬件实现的处理流程。并对小波变换，基于位平面的熵编码，算术编码等核心单元进行了VLSI实现结构研究。在这些结构中，本文提出了改进的减少规整化乘操作次数二维小波变换算法、基于流水线的一维 摘要小波变换结构、基于多码通全并行加速方法的位平面编码结构、基于流水线操作的算术编码结构等多种改进的VLSI实现结构。和相关结构相比较，本文结构在功耗，速度和规模方面都有明显的改进。3.JPEG20OO标准核心处理系统的验证: 根据JPEGZoOO核心编码系统的特点，本文采用软硬件协同实现的方式完成JPEG20OO核心编码系统的设计。在本文系统中，将标准算法的核心处理单元采用专用硬件电路进行加速处理;对于图像预处理单元和后处理单元则采用计算机端软件来实现;通过通用异步串行传输端口来传输数据。这样的实现方式具有灵活的数据组织方式和高效的处理能力。最后，整个系统在Xilinx公司的VirtexHFPGA开发系统上进行实现。 论文最后，给出了本文研究工作的总结，并对未来的研究工作进行了展望。