纯二维5/3小波变换及其在CT图像无损压缩中的应用

小波变换在数字图像处理领域有着广泛的应用,其对图像的处理常采用行列分离处理方式,这种方式不能完全吻合人眼视觉特性。针对这一情况,构造了一种与人眼视觉特性更加吻合的纯二维小波变换处理方式。首先,由一维5/3小波滤波器组通过Mc Clellan变换构造纯二维5/3小波滤波器组,并用提升格式实现;然后,用该提升格式与纯二维Lazy小波滤波器组相嵌套的形式实现图像的纯二维5/3小波变换。为了便于工程应用,给出了其变换规程。将纯二维5/3小波变换用于CT图像的无损压缩,实验证明:对于512 dpi×512 dpi尺寸的CT图像,纯二维5/3小波变换无损压缩效果高于二维可分离5/3小波变换,每幅图像可平均节省1 989.9 byte。

5/3小波提升结构的深度流水线优化

为了满足基于小波变换的高速信号实时处理的需求,在FPGA上实现更高速的5/3小波变换。采用静态时序分析的方法分析了当前5/3小波变换结构中影响速度的主要因素,并采用深度流水线技术切断原结构中存在的较长组合逻辑路径,从而提高了最高工作频率。使设计中仅增加少量寄存器开销便可获得原结构250%的速度,最高可实现每秒300M样本的数据吞吐量,可用于设计基于小波变换和FPGA的高速信号处理系统。

二维离散5/3小波变换并行VLSI结构设计

提出了一种基于提升算法的二维离散5/3小波变换(DWT)高效并行VLSI结构设计方法。该方法使得行和列滤波器同时进行滤波,采用流水线设计方法处理,在保证同样的精度下,大大减少了运算量,提高了变换速度,节约了硬件资源。该方法已通过了VerilogHDL行为级仿真验证,可作为单独的IP核应用在JPEG2000图像编、解码芯片中。该结构可推广到9/7小波提升结构。

5/3小波提升方法的FPGA仿真

离散小波变换是当今许多图像处理和压缩技术的基础,并被最新的ISO/IEC静态图像压缩标准JPEG2000所采用。5/3小波提升方法在JPEG2000中主要用于无损图像压缩,该文为该算法提出一种硬件结构,并在FPGA上仿真实现。

5/3小波图像压缩及DSP实现

对于高分辨率相机所成图像来说,数据量是非常巨大的,光用软件来进行压缩远远不能满足实时性的要求。离散小波变换是当今许多图像处理和压缩技术的基础。JPEG2000是最新的静态图像压缩标准,其核心算法是小波变换,5/3小波提升方法在JPEG2000中主要用于无损图像压缩。提出对基于因式分解的提升格式(第二代小波的构造方法)的5/3小波的改进,并采用了TMS320C6416实现的了该算法。DSP实验结果证明该提升5/3小波变换具有处理速度快、实时性强、压缩比大、恢复效果好的特点。

纯二维5/3小波滤波器组的构造及其实现

如今比较通用的小波处理方式大都是一维的处理方式,二维小波的处理大部分也采用了行列分别处理,即转换成两个一维数据进行处理,这种对二维图像数据的处理方式不能完全符合人眼视觉特性的情况.因此,利用已有的5/3小波滤波器组,构造了基于5/3小波的纯二维5/3小波滤波器组.通过McClellan变换,从一维5/3小波滤波器演算出纯二维变换的滤波器系数,为使运算量降低,对其采取提升格式进行优化,最后给出其构造及实现过程和验证结果.

整数5/3小波变换的VLSI结构设计

在JPEG 2000中,无损图像压缩是采用整数5/3小波变换实现的。JPEG 2000也给出了5/3小波基于提升方法的算法。对提升方法的整数5/3小波变换算法进行了研究,针对二维的变换提出一种VLS I结构。该结构由4个模块构成,模块之间并行运行,模块内部采用流水线技术。对多级变换,级间的运算还可交叉,体现了提升方法的优势,较大地提高了硬件效率。其主要优点是消耗资源少且运算速度高,同时也适用于其他整数小波变换。

基于DM6446的5/3小波变换优化方法

JPEG2000技术中对图像块进行的无损压缩采用5/3小波滤波作为变换方式,本文讨论嵌入式平台上针对5/3小波滤波器的优化技术。文章基于TI公司开发的DM6446(达芬奇)DSP平台,从理论上详细地阐述了几种典型的DSP程序优化方法,其中包括添加优化选项、循环分解、SPLOOP技术以及编排软件流水等。实验表明,通过将这些方法综合应用到整数滤波算法的优化过程中去,能够明显提升算法的执行效率,优化效果达到10倍左右。

基于FPGA的5/3提升小波优化算法

为了实现线阵CCD空间相机图像的实时压缩处理,在提升算法的基础上,提出了一种适用于FPGA的二维提升小波变换结构与实现方案。该系统利用FPGA片内的存储资源,采用乒乓操作实现了行列变换之间的数据缓存传输,降低了功耗,提高了硬件利用率和运算速度。并且为了适应硬件实现速度,在进行小波边界处理时不需要额外的边界延拓过程,很大程度上降低了算法的复杂度;整个模块采用verilog HDL语言进行设计,并在Questa Sim下进行了仿真试验。实验结果表明,该系统工作稳定可靠,完全满足实时处理的要求,并适用于JPEG2000的多级二维5/3小波变换。

应用于JPEG2000的5/3提升小波的VLSI结构设计

提出一种基于提升算法(lifting scheme)实现JPEG2000编码系统中的二维离散小波变换(Discrete WaveletTransform)的并行阵列式的VLSI结构设计方法.该结构由一个行处理器和一个列处理器组成,行、列处理器通过时分复用同时进行滤波,用优化的移位加操作替代乘法操作,采用嵌入式数据延拓算法处理边界延拓.整个结构采用流水线设计方法,减少了运算量,提高了硬件资源利用率,该结构可应用于JPEG2000图像编码芯片中.

基于5/3提升小波的图像压缩算法及其FPGA仿真实现

传统小波变换具有很好的时间和频率特性,适合于突变信号分析,被广泛的应用于解决边缘提取和图像压缩问题.但传统小波变换依赖于傅立叶变换、计算量大,不适用于高速实时信号处理领域.相比传统小波变换,提升小波变换则不依赖于傅立叶变换,有效的降低了计算复杂度、适合硬件实现、且可以节省存储空间.因此,设计了一种基于5/3提升小波的图像压缩算法,并对其FPGA仿真实现进行了研究.实验结果表明,该方法对数字图像压缩是有效的.

微型无人机5/3提升小波改进算法FPGA设计

数字图像无线传输是微型无人机完成特殊侦察任务的重要组成部分。针对微型无人机的特点及其对数字图像压缩的实时性要求,重点提出了一种提取图像重要信息的内嵌延拓5/3提升小波改进算法,且基于该改进算法设计了一种二维数字图像小波变换的硬件结构并进行仿真实验分析。结果表明,该结构算法简单、占硬件资源少、硬件利用率高;与传统小波变换相比有效地缩短了运算时间、提高了变换速度,基本满足微型无人机对数字图像传输的实时性要求。

基于提升小波的毫米波信号实时去噪

针对3mm波段毫米波探测器回波信号去噪处理的实时性要求,比较了几种提升格式下基于整数的小波变换的去噪效果和算法复杂度,具体分析了实现5/3小波实时去噪时算法对硬件系统运算速度的要求,构建了基于DSP的信号处理硬件平台,实现了信号实时去噪。

实时图像小波无损压缩系统的FPGA实现

将Altera公司的DE2多媒体开发平台与Terasic公司的D5M数码相机开发套件相结合,设计了一套基于小波无损压缩的实时图像处理系统。系统采用便于可编程逻辑器件灵活实现的二维整数5/3提升小波变换实现压缩。为保证图像的无损压缩,对边界数据进行对称周期延拓处理。并针对实时处理过程中的大容量数据流的存储问题,应用片外存储资源保存采集和处理过程中的图像数据,有效地降低了片上存储资源的消耗。测试结果表明:系统满足实时图像采集、预处理及无损压缩的要求。

用于应急三维GIS的DEM数据压缩方案

近年来,公共安全事件不断发生,如何科学地应对和及时妥善地处理突发事件是我国乃至全球必须面对的一个课题。而应急三维DEM可视化平台为这一课题提供了有效的解决途径。DEM数据作为空间数据中基础数据之一,但最新Lidar获取的局部数据,其数据量之大,无法快速地浏览与显示。针对于此,本文设计出DEM数据压缩方案,利用SevenZip结合Int5/3小波+SPHIT编码对其进行压缩,利用C#语言编程实现了该方案,并验证了该压缩方案的可行性及良好性。

微型无人机图像无线传输系统方案与关键技术

针对微型无人机(MUAV)图像模拟传输的不足及图像实时、可靠的传输要求,提出了一套采用基于5/3提升小波的改进集合分裂嵌入块(SPECK)图像压缩算法、基于Turbo码的信道纠错编码及扩频技术的数字图像无线传输系统方案.在阐述本方案结构原理的基础上,着重讨论了它所涉及的关键技术及对策.实验结果表明,本方案具有图像压缩率高、运算速度快、实时性好、抗差错能力强及传输可靠等特点,适用于MUAV的特殊工作需求.

一种新的微型无人机数字图像无线传输系统

数字图像无线传输是微型无人机执行侦察、监视任务的重要组成部分。针对微型无人机的特点及其对图像传输的实时性要求,采用基于内嵌延拓5/3提升小波的改进SPECK图像压缩算法、基于Turbo码的信道纠错编码及扩频发射技术,提出一种新型数字图像无线传输系统。通过分析该系统的结构和原理,讨论了所涉及的关键技术及解决方案,就内嵌延拓5/3提升小波算法进行了硬件设计与仿真。结果表明,该结构算法简单、占硬件资源少、运算速度快、功耗低;所设计的系统压缩性能高、抗差错能力强及传输可靠,能满足微型无人机的特殊任务需求。

基于FPGA的数字水印提取系统设计研究

针对信息安全问题的日益突出,提出了基于5/3整数小波的数字水印算法,给出了两种5/3小波的硬件架构:一种是基于RAM的流水线架构;另一种是基于行分组的行列并行架构。进而设计了基于FPGA的数字水印提取硬件系统,结果证明该算法具有很好的不可见性及鲁棒性,且复杂度低,硬件较容易实现,并将水印提取代码下载到FPGA硬件进行验证,结果证明该算法可以很好地实现水印的提取工作。

基于FPGA的掘进截割断面无线视频传输系统

为了提高掘进工作面的工作效率与安全水平,研究了掘进截割断面无线视频传输系统的实现方式。该系统利用FPGA(现场可编程门阵列)实现截割断面图像的5/3提升小波内嵌延拓实时压缩算法,针对煤矿井下工作环境,提出了基于FPGA的OFDM调制解调方案,通过使用卷积码提高了系统传输信道的抗干扰能力和可靠性。该系统具有硬件结构体积小、占用硬件资源少、运算速度快等优点,能够满足截割断面无线视频传输的要求。

基于SPIHT的医学图像压缩算法研究与改进

医学数字成像具有分辨率高、数据量大等特点,对医学图像的压缩处理是解决医院图像存储和传输系统的有效方案。SPIHT压缩算法作为一种高效的图像压缩方式,但其零树结构的多层编码使信号的压缩比有所局限。因此论文首先对图像数据用5/3整数提升小波进行三层变换,利用现场可编程门阵列(FPGA)技术对算法进行并行设计,提高了处理速度;然后通过研究SPIHT压缩算法并提出优化与改进,对小波分解后的高频子带进行阈值优化,对低频和高频子带进行不同深度的精炼次数,在保证医学图像质量的同时去除图像的冗余信息,从而达到提高压缩效率的目的。实验表明通过提升小波变换的设计以及改进的编码压缩算法,可在确保图像质量的条件下实现医学图像高效压缩,相比JPEG2000中的编码方法,此系统方案更易于硬件实现。