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《复旦大学》 2005年
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JPEG2000算法的VLSI实现及系统集成

黄全平  
【摘要】:随着多媒体技术和互联网的快速发展,信息量越来越大,给有限的存储空间和传输带宽带来了困难,因而需要对数据进行有效的处理和压缩。JPEG2000是ISO最新提出的图像编码算法,具有较好的压缩效率,并且能实现质量和分辨率的累进传输,非常适合网络传输,因而具有广阔的应用前景。 论文在详细研究JPEG2000的核心编码部分(Part-1)的基础上,提出了一种低缓存、全集成的JPEG2000编解码器的VLSI架构。首先,采用MATLAB语言对JPEG2000的算法进行了软件实现,并对硬件设计进行了Verilog实现。在离散小波变换的VLSI实现中,采用了行-列基的二维离散小波变换VLSI架构,并提出了一种正反向小波变换均可复用的一维离散小波变换的VLSI架构;在位平面编码的硬件实现中,采用了一种特殊的中间缓存架构,数据和通道跳过的加速方法大大减少了缓存读取和处理时间;在算术编解码器的硬件实现中,提出了一种重整化和读写I、Q表并行操作的流水线架构:在打/解包模块的硬件实现中,采用了量化作为码率控制策略,实现了EBCOT Tier-2编码的硬件集成。最后,整个JPEG2000 Codec硬件系统在Xilinx公司的VirtexE 1000e FPGA上验证通过,并作为数码相机专用芯片的一部分分别在TSMC0.25um和SMIC 0.18um CMOS数字工艺进行流片,测试功能正确,能满足数码相机等消费类电子产品的要求。 论文另一个研究重点是数码相机系统架构的设计。论文分析了SoC设计的定义、架构和流程,讨论了其中三个核心部件:微处理器、IP核设计和片上总线。并提出了一种基于AMBA总线的数码相机系统的SoC架构。 论文最后给出了工作的总结和对未来工作的展望。
【学位授予单位】:复旦大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TP391.41

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 林柏林;骆婷;;JPEG2000 5/3小波硬件实现研究[J];湖北第二师范学院学报;2010年08期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 刘营;雷达图像编码器的并行处理研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 王仁龙;基于小波变换的雷达图像压缩技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 戴文伯;基于FPGA的JPEG2000 5/3提升小波研究与实现[D];武汉理工大学;2007年
2 陈智德;JPEG2000解码与播放系统的研究与设计[D];浙江大学;2008年
3 房琼;JPEG2000芯片设计及仿真方法研究[D];西安电子科技大学;2010年
4 姜博;基于FPGA的图像编码研究与实现[D];大连海事大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 黎宝峰,陈杰,颜永红;适于SoC的统一设计语言SystemVerilog[J];半导体技术;2003年12期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李祥阳;严洁;;往复机构混沌振动响应特征辩识[J];四川有色金属;2010年02期
2 延明;;基于FPGA的视频监控系统的防抖动研究[J];安防科技;2007年09期
3 何玉东;刘涛;;基于FPGA的离散傅立叶变换[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2006年02期
4 周鸣争,李华,汪军;基于软阈值小波痕迹图像去噪算法及应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2003年04期
5 王素华,张伟林;斜拉桥斜索损伤分析中的小波变换研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年03期
6 许芹;袁小平;许金林;;基于奇异值分解的指纹图像增强[J];安徽科技学院学报;2010年02期
7 刘冬梅;方立铭;程桂平;张晶;;基于邻域的小波系数阈值医学图像去噪研究[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2009年03期
8 董立文,贾朱植,谢元旦,王萍;一种基于小波变换的图像去噪方法[J];鞍山科技大学学报;2004年03期
9 贾朱植,董立文,董勃,谢元旦;Fourier变换和Gabor变换与小波变换的比较研究[J];鞍山科技大学学报;2005年01期
10 高国伟;谢元旦;王宇;;一种基于小波包变换和中值滤波的球团矿图像去噪方法[J];鞍山科技大学学报;2006年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 朱寅;吴敏;曹卫华;何勇;;基于小波分解与图像增强的高炉红外图像处理方法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 刘营;郝燕玲;王仁龙;;一种离散小波变换的优化并行硬件结构[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 郝仁剑;张婷;李佳洪;罗马思阳;;基于DM643自动追踪系统的设计及图像处理算法研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
4 尚丽娜;高广春;赵胜颖;;三级提升小波变换的硬件实现[A];2011下一代自动测试系统学术研讨会论文集[C];2011年
5 张肃;于远航;张宇;王文生;;小波变换在微光目标探测与识别中的应用[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
6 张龙;何晶;许信玉;;H.264解码器中反变换的硬件实现[A];图像图形技术研究与应用2009——第四届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2009年
7 孟鸿鹰;王志华;;基于推举体制的小波构造方法[A];第九届全国信号处理学术年会(CCSP-99)论文集[C];1999年
8 韩建涛;王书宏;陈曾平;;基于灰度形态学的可见光弱小目标检测[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
9 陈杰;刘松林;宇超群;;一种改进的基本矩阵鲁棒估计算法[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
10 陈大科;韩九强;;5/3提升小波变换及逆变换的FPGA设计方法[A];2005年全国自动化新技术学术交流会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘营;雷达图像编码器的并行处理研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 王咏胜;复数轮廓波变换的构造、扩展及其图像处理应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 宋国明;基于提升小波及SVM优化的模拟电路智能故障诊断方法研究[D];电子科技大学;2010年
4 鲁志波;医学图像增强与插值的算法研究[D];解放军信息工程大学;2007年
5 赖军臣;基于病症图像的玉米病害智能诊断研究[D];石河子大学;2010年
6 杨族桥;DEM多尺度表达研究[D];武汉大学;2009年
7 何涛;基于几何特征的机械产品图像测度研究[D];华中科技大学;2011年
8 张志勇;存储式活塞稳态温度测量装置的研究[D];华中科技大学;2011年
9 魏伟一;非均匀光照图像的灰度校正与分割技术研究[D];兰州理工大学;2011年
10 冯铁男;基于小波的蛋白质相互作用网络的研究[D];上海大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吕琛;基于FPGA的数字音频编解码系统的研究[D];安徽工程大学;2010年
2 饶吉来;基于图像处理的型面联接件检测技术研究[D];河南理工大学;2010年
3 张博;高动态卫星定位接收机扩频信号同步技术研究[D];中国工程物理研究院;2009年
4 田键;磁粉检测系统中图像增强的方法研究[D];长春理工大学;2010年
5 韦建威;基于OMAP5912的准在线故障诊断系统软件平台关键技术研究[D];郑州大学;2010年
6 吴国曾;实时信号小波分析中边界处理方法及应用[D];郑州大学;2010年
7 陈欣欣;基于CT图像的血管分割[D];郑州大学;2010年
8 刘振飞;图像预处理算法的硬件实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 林华云;蒸汽发生器检修机械臂的视觉测量研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 舒宇;GPS软件接收机基带处理算法研究与FPGA实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
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1 肖创柏;付博;欧阳可里;邬鹏;;Feig DCT算法的矩阵分析与改进[J];北京工业大学学报;2007年09期
2 杨珂,刘明业;JPEG 2000标准下二维离散小波变换高速VLSI结构设计[J];北京理工大学学报;2005年05期
3 赵楠楠;孙红星;徐心和;;改进的基于提升格式的DWT硬件实施方案[J];东北大学学报;2006年06期
4 康志伟;李珊珊;何怡刚;刘劲;;基于遗传算法的EBFB小波滤波器优化设计[J];电工技术学报;2006年11期
5 马立新;孙文强;;高速船碰撞危险模型[J];大连海事大学学报;2006年03期
6 孟军,魏同立;一种新型基于提升算法的二维离散小波变换结构的实现[J];电路与系统学报;2003年06期
7 祝宁,叶念渝;JPEG图象文件格式的分析及应用[J];电脑与信息技术;1999年03期
8 张晓娣,刘贵忠,曾召华,张旭;JPEG2000图像压缩编码系统及其关键技术[J];电视技术;2001年08期
9 王立;JPEG2000标准的核心算法及最新进展[J];信息技术与标准化;2005年10期
10 兰旭光,郑南宁,梅魁志,刘跃虎;JPEG2000并行阵列式小波滤波器的VLSI结构设计[J];电子学报;2004年11期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 蔡灿辉;多描述编码与互联网视频传输技术的研究[D];天津大学;2003年
2 孙文军;基于整数小波变换的全色遥感图像压缩技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2003年
3 马大玮;小波图像压缩编码算法及应用研究[D];重庆大学;2002年
4 蒋鹏;小波理论在信号去噪和数据压缩中的应用研究[D];浙江大学;2004年
5 毛玉星;小波域图像与视频压缩算法及应用研究[D];重庆大学;2003年
6 朱珂;基于JPEG2000的静态图像压缩算法及VLSI实现的结构研究[D];复旦大学;2004年
7 周荣政;数码相机处理器设计及系统集成研究[D];复旦大学;2004年
8 丁绪星;基于整数小波变换的图像编码研究与实现[D];南京理工大学;2004年
9 刘雷波;JPEG2000静止图像压缩关键技术研究及VLSI实现[D];清华大学;2004年
10 邓家先;遥感图像编码技术研究[D];西安电子科技大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 庄怀宇;JPEG2000中小波变换与T_2编码器研究与实现[D];西安电子科技大学;2004年
2 曹斌;图像编码中基于行的小波变换的VLSI实现[D];西安电子科技大学;2005年
3 杜生海;二维离散小波变换的FPGA实现[D];湖南大学;2005年
4 王纲毅;基于提升机构的二维离散小波的FPGA设计[D];华中科技大学;2005年
5 杨明;基于提升算法离散小波变换的硬件设计与实现[D];合肥工业大学;2006年
6 丁媛媛;基于小波变换的图像压缩编码算法的研究与VLSI设计[D];吉林大学;2006年
7 马涛;JPEG2000的并行结构EBCOT编码研究及FPGA实现[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2007年
8 姜淼;离散余弦变换IP核的设计与研究[D];华东师范大学;2008年
9 马剑钊;基于FPGA的JPEG编码算法的优化设计与硬件实现[D];中南大学;2008年
10 徐龙;基于DE2平台的JPEG编码器设计[D];天津大学;2008年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 肖军;肖本贤;陶运超;赵梅玲;;基于FPGA和CIS的纸币图像采集及5/3提升小波图像处理方法[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2011年08期
2 胡建;王黎;;基于FPGA的小波提升变换实现[J];微计算机信息;2010年23期
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 彭娅利;基于FPGA的图像数字水印算法研究与设计[D];西南交通大学;2011年
2 王威;数字图像篡改盲取证技术研究[D];宁波大学;2011年
3 文化;图像检索的算法的研究[D];江南大学;2008年
4 冯彬;基于小波理论的图像非线性处理研究[D];中南大学;2010年
5 杨俊;JPEG2000编码算法优化及硬件实现技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
6 张娜;JPEG2000并行编码算法及压缩感知图像编码算法的实现[D];海南大学;2012年
7 王海荣;JPEG-LS多路并行译码算法的硬件实现[D];海南大学;2010年
8 李金佳;JPEG2000中的MQ编码器及其自适应调度系统的VLSI实现[D];西安电子科技大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 金湘亮,陈杰,郭晓旭,仇玉林;基于IP核复用技术的SoC设计[J];半导体技术;2002年04期
2 刘珂,郑学仁,李斌;软硬件协同设计语言System C在SoC设计中的应用[J];半导体技术;2002年04期
【相似文献】
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1 黄志立;庞博;;基于JPEG2000的雷达卡技术研究[J];工业控制计算机;2010年03期
2 黄思齐,杨鲁平,刘桥;JPEG2000的5/3离散小波变换FPGA硬件实现[J];贵州大学学报(自然科学版);2004年04期
3 宋涛,郭树旭,李伟;JPEG2000及其编码系统的实现[J];现代电子技术;2005年09期
4 王芳;汪伟;;JPEG2000图像压缩标准及其应用[J];光盘技术;2006年01期
5 刘方敏 ,吴永辉 ,俞建新;JPEG2000图像压缩过程及原理概述[J];计算机辅助设计与图形学学报;2002年10期
6 杨燕翔,吴全玉;谈目前最新静止图像压缩编码技术—JPEG2000[J];信息技术;2004年10期
7 刘文怡;鲁林;;JPEG2000核心算法的改进及实现[J];机械工程与自动化;2010年02期
8 王超;;二维离散小波变换高效低存储VLSI架构设计[J];计算机应用研究;2010年09期
9 马天;施建平;;适合于JPEG2000压缩标准的数字水印算法研究[J];科学技术与工程;2006年14期
10 潘志红;邵明刚;;一种基于JPEG2000的数字水印方案[J];北京联合大学学报(自然科学版);2009年03期
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1 孙飞;郑松峰;孙亚楠;郑南宁;;一种高效的面向JPEG2000的二维DWT的VLSI设计[A];信号与信息处理技术——第一届信号与信息处理联合学术会议论文集[C];2002年
2 刘茂英;;数字电影JPEG2000解码器算法及其优化研究——JPEG2000编解码技术及其在数字电影中的应用及实现研究之三[A];2011中国电影电视技术学会影视技术文集[C];2011年
3 刘畅;钟光明;石小田;胡杰威;刘健华;;解剖标本数码摄影技巧[A];全国解剖学技术学术会议论文集[C];2007年
4 黄思齐;杨鲁平;刘桥;;一种适合JPEG2000的5/3离散小波变换硬件系统结构[A];中国自动化学会、中国仪器仪表学会2004年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2004年
5 刘文静;黄耀熊;陈兴尧;高宗波;袁志坚;周平;;借助移相法采用多部CCD数码相机提高帧率的技术[A];第十次中国生物物理学术大会论文摘要集[C];2006年
6 王书晓;;基于数码相机的图像亮度测量技术误差分析[A];中国照明论坛——城市照明节能规划、设计与和谐发展科技研讨会专题报告文集[C];2009年
7 顾冰;袁壮兵;张昕;詹庆旋;;用数码相机测量场景亮度分布的实验研究[A];’2002城市夜景照明及体育运动场馆照明技术研讨会专题报告文集[C];2002年
8 韩成春;肖理庆;邵晓根;石松隆和;;基于数码相机和PC的三维图像测量技术在测量足关节位置感觉中的应用[A];2009中国控制与决策会议论文集(3)[C];2009年
9 杨玉柱;;浅淡灰尘足迹化学染色照相提取法研究[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集(下册)[C];2006年
10 熊琰;龚华军;沈晔青;;一种基于直角三点的数码相机外参数标定方法[A];第十一届全国自动化应用技术学术交流会论文集[C];2006年
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1 四川 刘焱彬;数码相机的图像处理[N];电子报;2001年
2 本报记者 贾鹏雷;数码相机内地角色迷失[N];计算机世界;2003年
3 见习记者 冯蓉蓉 ;奥林巴斯“全球亏损”风波[N];21世纪经济报道;2005年
4 周彧;做数码相机的主人:专家的11条建议[N];中国摄影报;2005年
5 韩静;全球数码相机市场年增长将达15%至20%[N];中国贸易报;2007年
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7 四川 李其;价廉而性能优良的佳能A620数码相机[N];电子报;2006年
8 ;尼康打造数码相机顶级品牌[N];计算机世界;2006年
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10 李东宏;照相手机促进数码相机市场正向发展[N];中国消费者报;2006年
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1 黄全平;JPEG2000算法的VLSI实现及系统集成[D];复旦大学;2005年
2 朱珂;基于JPEG2000的静态图像压缩算法及VLSI实现的结构研究[D];复旦大学;2004年
3 熊承义;高速图像压缩编码器的VLSI结构设计研究[D];华中科技大学;2006年
4 王青海;基于视觉特性的小波变换编码及图象质量评价方法的研究[D];上海大学;2004年
5 周荣政;数码相机处理器设计及系统集成研究[D];复旦大学;2004年
6 刘雷波;JPEG2000静止图像压缩关键技术研究及VLSI实现[D];清华大学;2004年
7 王继东;星载遥感图像实时压缩中的关键技术研究[D];国防科学技术大学;2007年
8 杜列波;JPEG2000星载图像压缩设备中的关键技术研究[D];国防科学技术大学;2008年
9 易学锋;单反数码相机精密位移测量研究[D];武汉大学;2009年
10 张磊;显微镜用数码相机硬件结构及其视频流算法实现与应用[D];浙江大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张国彬;数码相机图像压缩技术研究[D];重庆大学;2003年
2 刘桂红;基于JPEG2000图像压缩技术的研究[D];辽宁工程技术大学;2005年
3 杜生海;二维离散小波变换的FPGA实现[D];湖南大学;2005年
4 樊炜;JPEG2000中算术编码的FPGA实现[D];西安理工大学;2007年
5 陈玮;基于JPEG2000标准的静态图像压缩编码算法的研究及实现[D];西南交通大学;2006年
6 刘彬;JPEG2000中MQ编码模块的研究与FPGA实现[D];中南大学;2009年
7 房琼;JPEG2000芯片设计及仿真方法研究[D];西安电子科技大学;2010年
8 邱海明;基于小波变换的静止图像压缩编码算法研究[D];天津大学;2004年
9 吴涛;JPEG2000中EBCOT解码器的VLSI实现[D];浙江大学;2005年
10 洪英杰;新一代静止图像压缩算法JPEG2000的研究与实现[D];南京理工大学;2004年
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