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JPEG解码IP的研究与实现

何亚军  
【摘要】: JPEG(Joint Picture Expert Group)是压缩静态图像的国际标准。它的主要应用是以压缩的形式存储和传输静态图像,因此它在数字图像、数码相机、网页嵌入式图像和许多其它的领域中有着广泛的应用。随着移动终端、多媒体、Internet网络、通信以及图像扫描技术的发展,人们对图像数据处理的实时性要求越来越高,用软件压缩数据的方法已经难以达到实时性的要求。所以用硬件实现图像处理算法已经成为必然的趋势,也成为目前研究的热点问题。 本文首先对JPEG编解码的原理进行了阐述,它主要包括Huffman解码、反量化、逆向离散余弦变换(IDCT, Inverse Discrete Cosine Transform)和色彩空间转换几个过程。这为JPEG解码器的设计提供了一定的理论基础。 其次,用系统级设计语言SystemC对JPEG解码器进行系统建模,系统级建模在复杂系统芯片设计中具有越来越重要的作用,此系统模型有利于加速整个JPEG编解码系统芯片的集成验证和优化过程。 第三,用HDL对JPEG解码模块进行RTL(Register Transfer Level)级实现,并在EP2S180开发板上对设计进行FPGA(Field Programmable Gate Array)验证,然后基于SMIC0.35的工艺库对设计进行了逻辑综合。 第四,在RTL级的设计中,对电路中的关键部分Huffman解码模块进行了优化,这不仅使得Huffman解码速度得到提高,而且减少了存储器的消耗;此外还对后处理模块的处理速度做了进一步地改善。


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