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一种高速低功耗位平面编码器的研究与设计

齐向南  
【摘要】: 图像压缩编码技术对图像处理中大量数据的存储和传输至关重要,传统静态图像压缩技术,如著名的JPEG标准,在现代新的应用背景下已不能满足厂家以及用户的要求。最新静态图像压缩标准JPEG2000采用小波变换(DWT)和优化截断嵌入式块编码(EBCOT),在编码效率和压缩图像质量上均远优于JPEG等传统算法,并克服了“大图像方块效应”等一系列JPEG所难以攻破的图像压缩难题,今后必将在静态图像压缩领域占据主导地位。 在JPEG2000压缩系统中,位平面编码对于滤除帧间冗余信息发挥着巨大的作用,其运算量大概占到整个系统运算的70%以上,必须用专用的硬件实现,而面积和编码效率是位平面编码器ASIC实现方案中两个重要的指标,针对二者综合考虑,本文设计了一种基于“跳跃扫描机制”的通道串行位平面编码器,即在扫描通道之间仍采用显著性通道—幅度细化通道—清扫通道的扫描顺序,而在单个通道的扫描编码过程中,加入了跳跃扫描,即在编码之前进行编码预判,跳过那些不属于本通道的编码系数,从而大大的节省了编码时间。 设计验证是FPGA验证平台下进行的,与传统的串行扫描机制相比,本文所设计的编码器将总的编码时间缩减到原来的44%左右,而硬件开销仅仅增加了6.6%。即通过增加少量的硬件开销完成了编码效率的大量节俭。


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