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《国防科学技术大学》 2010年
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JPEG2000中DWT的VLSI结构设计

钟艳华  
【摘要】:JPEG2000作为新一代静止图像压缩标准,核心算法采用了离散小波变换(DWT),在编码效率和复原图像质量上均远优于传统算法,并在静止图像压缩领域占据着主导地位。因此,离散小波变换的VLSI实现具有重要意义。本文主要研究可以对大尺寸、高分辨率图像进行实时二维离散小波变换的方案。 论文研究的内容主要分为两部分,第一部分首先分析了小波变换的原理,重点研究了离散小波变换的快速算法,包括第一代小波变换所采用的卷积算法和第二代小波变换所采用的提升算法,然后具体分析了离散小波变换在JPEG2000中的实现问题。 论文第二部分针对提升小波变换的VLSI结构和FPGA设计中的关键技术,提出了算法改进,并从边界延拓、常系数乘法器设计、定点运算、原位计算、一维离散小波变换结构、二维离散小波变换结构等方面进行了研究和讨论。采用VHDL语言对整个设计进行描述,并在Quartus II 8.1和Modelsim 6.0中对其进行时序仿真、综合。并将仿真结果同Matlab仿真结果进行了比较,仿真结果和比较结果验证了本文中所设计的硬件结构的正确性和可行性,系统可以在较高时钟频率下实时地对图像进行小波变换。
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