JPEG2000中關(guān)鍵模塊的VLSI設(shè)計(jì).pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)的迅猛發(fā)展，圖像應(yīng)用快速增加，形式日益多樣。而目前廣泛采用的JPEG編碼標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不適合在愈來(lái)愈多的要求高圖像質(zhì)量、低傳輸速率、低存儲(chǔ)容量等特點(diǎn)的領(lǐng)域中應(yīng)用。為此，新的JPEG2000編碼標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)運(yùn)而出，該標(biāo)準(zhǔn)采用了離散小波變換(DWT)和嵌入式截?cái)?EBCOT)等算法，從而在獲得相同圖像質(zhì)量的前提下，該標(biāo)準(zhǔn)的碼流僅為JPEG標(biāo)準(zhǔn)的一半，同時(shí)該標(biāo)準(zhǔn)支持漸進(jìn)式傳輸、感興趣區(qū)域編碼、碼流隨機(jī)訪問(wèn)等特性。這引起了國(guó)內(nèi)外高校及企

2、業(yè)的關(guān)注，并陸續(xù)推出了若干基于該標(biāo)準(zhǔn)的編碼芯片，但其速度、功耗和占用資源等指標(biāo)依然無(wú)法令人滿意。因此，繼續(xù)對(duì)基于JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)的編碼芯片，尤其是對(duì)DWT和BPC這兩個(gè)核心模塊進(jìn)行深入研究具有十分重要的意義，本文也即以此為重點(diǎn)。
　　 本文從系統(tǒng)架構(gòu)、算法優(yōu)化和硬件實(shí)現(xiàn)三個(gè)方面分別對(duì)DWT和BPC模塊進(jìn)行重構(gòu)，并基于SMIC 0.18um工藝完成ASIC設(shè)計(jì)。DWT模塊采用9/7離散小波變換算法，其一維離散小波變換采用全流水

3、線結(jié)構(gòu)，二維離散小波變換則在復(fù)用一維小波變換結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上結(jié)合乒乓計(jì)算實(shí)現(xiàn)。采用該種結(jié)構(gòu)減小了系統(tǒng)面積，運(yùn)行頻率提高至125MHz，處理CIF格式圖像用時(shí)1.3ms/幅；對(duì)于BPC模塊，針對(duì)其判斷邏輯復(fù)雜和數(shù)據(jù)訪問(wèn)量大而繁的特點(diǎn)，提出一種基于流水線結(jié)構(gòu)的樣本條帶并行的結(jié)構(gòu)，在提高編碼速度的同時(shí)降低了存儲(chǔ)器訪問(wèn)量，降低了系統(tǒng)功耗，提高運(yùn)行頻率至160MHz。
　　 仿真與驗(yàn)證結(jié)果表明，這兩個(gè)模塊均達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求，優(yōu)化了關(guān)鍵指標(biāo)