实时图像压缩编码技术的硬件(FPGA)实现研究

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在当今的图像压缩和视频处理领域,小波技术、子带编码、矢量量化等逐渐成为新一代技术的主流。小波分析技术是国际上公认的最新时--频分析工具,它是继傅立叶分析之后又一突破性的发展。基于小波分析的图像压缩编码技术可以很好的解决目前图像存储量大、不便传输的问题。但是新的压缩方法也带来了复杂的计算问题,给图像处理的实时应用带来了困难。图像压缩算法的实时性研究和硬件实现已成为图像压缩的一个重要研究方向。  本文以工程应用为目的,以小波变换、子带编码的理论为基础,介绍了图像压缩及视频处理的理论并着重阐述了改进的硬件实现方案的设计。  改进的图像压缩编码方案采用模块化设计,主要设计了小波变换模块、EZW编码模块、运动估计模块,并运用硬件实现。根据Mallat算法小波变换模块实现了二维离散小波变换,设计出的小波变换模块结构规则易于级联,运算的精度和处理速度均达到实时图像处理要求。EZW编码模块实现改进的EZW算法,模块对低频图像数据进行单独处理以求提高压缩比。运动估计模块实现全搜索块匹配算法(FSBMA),对其硬件架构进行了改进,提高了处理速度。各个模块使用QuartusⅡ、Modelsim等仿真工具进行仿真验证。经调试,本方案实现了对图像信号的小波变换压缩编码,并扩展实现了视频信号压缩处理中的关键技术--运动估计算法。
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