一种高效流水低存储的JPEG2000编码芯片设计

该文提出了一种高效流水低存储的JPEG2000编码芯片的设计方案。该方案通过采用双缓存的小波系数存储结构,预速率控制方法,Tier2中的RD斜率值的字节表示,以减少片上存储器;对离散小波变换,算术编码和位平面编码使用高度并行流水等设计结构以提高编码单元电路速度;字节地址空间的RD斜率值搜索提高了Tier2的打包速度;对系统实现中的时钟分配,色度转换,帧存储器控制进行了优化设计。基于该设计方案的整个编码芯片已通过FPGA验证,主要性能参数:小波类型为5／3,支持最大Tile为256×256,最大图像4096×4096,码块为32×32,系统采样率在Tier1工作时钟为100MHz时可达45Msamples／s,压缩图像与JASPER 在压缩20倍时相比均小于0．5dB,在SMIC．25库综合下,等效门为10．9万,片上RAM为862kb。

一种适用于JPEG2000的流水线MQ编码器设计

JPEG2000采用基于上下文的MQ算术编码来增强压缩效果,但其实现比较复杂,特别对编解码器具有高数据吞吐量要求的高分辨率图像处理难以达到实时实现,为此提出MQ算术编码的硬件快速算法。首先分析了JPEG2000标准中MQ编码算法流程,然后提出了一种四级流水线结构的硬件实现。实验结果表明,根据所提出的硬件结构,编码器在Altera的EP1S25B672上最高运行速度能够达到65MHz,共占用了1051个LE资源,以较少的资源取得了较高的数据吞吐量。

JPEG2000图像压缩编码系统及其关键技术

介绍了JPEG2000标准的特点及应用场合，阐述了JPEG2000图像编码系统的实现过程，对其中采用的基本算法和关键技术进行了描述。

JPEG2000算术编码器的算法优化和VLSI设计

研究了JPEG2000算术编码器的算法和电路实现.提出了重归一化规程的一种新的顺序结构,通过添加独立的总移位次数预测规程,使得编码算法可以一次性顺序完成当前上下文的处理.据此设计了具有从流水线的三级流水线电路结构,流水线用于处理无编码字节输出的常规情况,从流水线单独处理编码字节的输出,从而有效缩短了各级电路的关键路径延时.基于TSMC 0.18μm工艺的综合结果表明,系统时钟频率为578MHz,吞吐量约为520 Msym-bols/s.与采用相同工艺的国内外研究成果相比,分别提升了40%和26%以上.

JPEG2000全通道并行EBCOT-Tier1编码器结构设计

新一代静止图像压缩标准JPEG2000采用了EBCOT算法。该算法Tier1部分在上下文生成过程中需要对位平面进行多次通道扫描,效率很低,难以满足高质量图像实时压缩的要求。目前已有多种改进方案被相继提出,主要基于PS/GOCS和多窗口通道并行扫描。该文设计出一种适用于硬件实现的单窗口全通道并行编码结构,目前已通过FPGA验证。实验表明,该结构下Tier1编码速度明显优于现有几种优化方案。同时,本设计所采用的编码逻辑在解码过程中亦可使用,便于进行编解码复用设计。

一种适用于JPEG2000的高速MQ编码器的VLSI实现

MQ编码器对于无损的数据压缩是一种非常有效的方法 ,它已被 JPEG2 0 0 0标准所采用。但该编码算法复杂度高 ,执行速度慢。文中提出了一种基于动态流水的高性能 MQ编码器的 VLSI结构。为了获得高速处理能力 ,首先分析了 JPEG2 0 0 0标准中 MQ编码算法的软件流程 ,并对其进行了相应的修改以适应硬件实现 ,然后采用了“动态流水”技术 ,可以根据变化的运算量来实时地安排流水操作。本 MQ编码器结构经 Xilinx FPGA实现 ,处理速度可达约 0 .6 2 5bit/ cycle( 32 .83Mbit/ sec)

H.264帧内编码和JPEG2000对静止图像进行编码的性能比较

国际最新静止图像压缩标准———JPEG2000代表了离散小波变换(DWT)编码的最高水平,最新的视频压缩编码标准———H.264代表了离散余弦变换(DCT)编码的最高水平。由于H.264的帧内编码采用了一些新方法,如帧内空间预测、不同大小块的DCT变换等,使得H.264帧内编码效率高于其他的DCT变换编码方法,因此可以认为,H.264的帧内编码代表了DCT变换的最高静止图像编码水平。大量的仿真实验比较发现,H.264的帧内编码方法比JPEG2000的编码效率高。据此可以预测,基于帧内空间预测和不同大小块DCT变换的H.264帧内编码方法具有成为下一代静止图像压缩标准的潜能。

JPEG2000中算术编码器的FPGA实现

研究了 JPEG2 0 0 0标准中算术编码器的硬件实现问题 ,提出了一种适合 VLSI实现的结构 ,并在 FPGA上对其进行了仿真验证。该设计使用 Verilog语言在 RTL级描述 ;并以 AlteraFLEX1 0 K1 0 0 - 3为基础 ,在 Maxplus II下完成综合及后仿真。综合得到的器件面积利用率 1 6 % ,最高工作时钟 3 1 .4MHz。分析表明 ,这种结构能够满足 JPEG2 0 0 0系统对 5 1 2× 5 1

基于JPEG2000渐进过程数截断编码算法

对JPEG2000的率失真优化截取的嵌入式码块编码算法的各编码块截断过程数进行了分析,对大量的图像进行实验后发现,图像的每个编码块是在相近的过程数截断,于是提出了一种同一过程截断算法。在此基础上又提出了渐进过程数截断编码算法,最终这个算法舍去了复杂的率失真计算,降低了T2编码器设计难度,提高了JPEG2000系统的处理速度,减少了存储量,对硬件实现是很好的新方法,处理512×512的8bits位深的图像16倍压缩为250fps。

JPEG2000全并行位平面编码器的VLSI设计验证

研究了JPEG2000位平面编码器的算法和全并行电路结构.以单列样本点作为数据单元,分析了通道编码过程中数据的关联性.只需缓存前一列样本点的显著性状态信息,并读取当前列和后续2列的原始数据,便可在一个编码窗口内完成当前列的通道和位平面并行编码;每次仅需读入一列新的数据,即可实现编码循环.据此设计了三级流水线的全并行电路结构,仅需259个周期就可处理完32×32的小波子带,同时保持了较低的硬件开销.FPGA综合结果表明,系统时钟可以综合到76.355 MHz,达到301.9Mcoefficient/sec的处理能力,可满足现有图像实时处理要求.

JPEG2000的编码技术

随着多媒体技术应用的不断增加,人们对图像压缩技术也提出了更高的要求。为此,国际标准化组织(ISO)指定了新一代静止图像压缩标准:JPEG2000。该文首先阐述了JPEG2000图像编码系统的实现过程,对其中的关键技术做了详细描述。最后,在与JPEG标准比较的基础上,分析了JPEG2000算法的特点,并给出了详细的试验结果。

面向无线多媒体传感器网络的JPEG 2000图像编码算法

在资源受限的无线多媒体传感器网络(WMSNs)中进行图像编码和传输需要综合考虑能量消耗、压缩率和图像质量三者之间平衡的图像编码方案。对基于离散小波变换的图像编码算法的能耗进行建模分析,提出了一种适用于WMSNs的能量有效的JPEG 2000图像编码算法,根据网络条件和图像质量的限制,使用查找表来选择适当的量子化层级和小波变换层级以减少能量消耗。并采用半可靠的方案进行图像传输,节点根据剩余能量和数据优先级来决定转发或丢弃。仿真实验结果表明:所提出的方法能够在保证所要求图像质量的情况下,有效地降低无线传感器节点的计算和通信能耗。

用RS编码实现JPEG2000图像的稳健传输

针对在较高误码率条件下JPEG2000图像传输质量急剧下降的缺陷,引入RS编码进行差错控制.提出一种不等级别差错控制(UEC)方案,以实现对JPEG2000图像编码码流中不同质量层的不等级别差错保护.分析了某特定无线移动环境的统计特性,建立了衰落信道模型,仿真了UEC方案在此衰落信道下的性能.仿真结果表明,在迭加10-3误码率高斯白噪声的衰落信道中,可以重构出清晰图像.给出了不等级别差错控制的无线图像传输系统基带数字信号处理模块的硬件设计.

JPEG2000感兴趣区域编码技术浅析

该文介绍了一种感兴趣区域(ROI)编码技术-最大位移法(Maxshiftmethod),它已经被JPEG2000第一部分所采纳。与一般位移法(Generalscalingbasedmethod)相比,最大位移法无需在码流中传递ROI形状的信息,也不必在解码端计算感兴趣区域模板(ROImask)。随后,该文由浅入深地阐述了任意形状ROI模板的计算方法,并且推导出了当ROI为矩形时计算其模板的快速算法。

一种适合JPEG2000编码的动态感兴趣区域提取算法

在分析了JPEG2000感兴趣区域(ROI)编码标准的基础上,提出了一种基于形态学的动态JPEG2000的ROI提取方法.利用形态滤波器组与分水岭分割算法将LLn小波子带图像划分为若干闭合区域,再利用区域纹理特征来判定LLn小波子带图像的ROI以及生成LLn子带的二值模板,最后依据离散小波变换结构以及坐标映射原理,动态生成全部子带的二进制ROI模板.在JPEG2000压缩软件中的应用结果证明,所提方法克服了目前ROI编码必须人工参与的缺陷,利用它可根据图像内容自动生成ROI编码图像,大大提高了批量ROI编码的效率.该方法同时还支持任意形状的图像,并与国际JPEG2000标准兼容.

JPEG2000中的二进制算术编码及其DSP实现

算术编码作为一种高效的数据编码方法在图像压缩中有广泛的应用。介绍了国际静态图像压缩新标准JPEG2 0 0 0中的自适应二进制算术编码技术。算术编码的工程实现需要高性能信号处理器的支持 ,研究了在TMS32 0VC5 40 2上实现二进制算术编码的快速算法及优化汇编程序设计 ,证明了其硬件算法的实用性和高效率。该技术可实现对图像压缩编码 。

一种基于JPEG2000的医学图像感兴趣区域编码技术

感兴趣区域编码是静态图像压缩标准JPEG2000支持的一种非常重要的功能,该标准提供了两种感兴趣区域编码的方法,这两种方法用于医学图像的处理却存在不同的不足之处。该文结合这两种编码方法各自的优点,提出了一种分步位移的处理方法,该方法不仅支持多个感兴趣区域的编码,而且还能自由调整感兴趣区与背景区图像的压缩质量。实验结果表明,医学图像的压缩性能得到了明显的改善。

一种JPEG2000算术编码器的优化算法与实现

通过对索引表和概率间隔区间更新条件的分析,提出了一种JPEG2000算术编码器的部分并行优化算法.在连续编码两个数据对时,通过预测间隔区间的变化,可以一次完成索引表和间隔区间的更新,从而减小了编码数据的关联性,实现了算术编码器的部分并行编码.设计了基于3级流水线的JPEG2000算术编码器,并通过了FPGA验证.试验结果表明,该算法平均每个时钟编码1.58对数据,比每个时钟编码1对数据的普通算法,编码效率提高了58%.

JPEG2000位平面编码器的硬件实现

采用三个状态机控制编码操作,并采用局部优化和模板数据缓冲技术,提出了一种简单、灵活的新结构,提高了编码效率,减小了硬件实现的资源消耗,在码块处理上也具有很大灵活性。设计了硬件结构的VerilogHDL模型,进行了仿真和逻辑综合,并用FPGA进行了验证。仿真和综合结果表明,设计的硬件结构是正确的,最高频率可达82MHz,满足设计要求。

新一代静止图像编码系统-JPEG2000

JPEG2000是最新制定的静止图像编码国际标准,JPEG2000不仅提供的率失真性能和主观图像质量优于原JPEG标准,而且在支持渐进图像传输、感兴趣区图像编码和抗误码性能上也优于传统的JPEG标准和其它编码方法。本文对JPEG2000系统的结构、特性以及其编码算法进行了分析,并给出JPEG2000与原JPEG标准的性能比较。