imsa121型图像信息压缩专用ic

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1、IMSA121型图像信息压缩专用IC

2、第1摘要：图像压缩技术是现代图像数据通讯系统中的一个非常重要的图像数据传输方式。文中介绍了采用二维离散余弦变换处理技术来实现图像数据压缩的原理和方法。同时介绍了IMSA121型图像信息压缩专用集成电路的内部结构和工作方法。关键词：图像传输；压缩；离散余弦变换；IMSA121　　随着高分辨电视HDTV电视会议、第二代电视传真和数字图像存储技术的发展，图像数据通讯已成为当今的一个热门课题。而有线通讯系统最为昂贵的不是终端设备，也不是主控设备，而是长距离的传输线。那么，图像数据通讯

3、系统可不可以利用当前已经十分发达的有线传输线路来进行传输呢？答案当然是肯定的。但是，线带宽很窄，难以传送高速率的图像数据信号。这样就需将高速率的图像数据信号压缩成低速率信号，然而，完成这项工作需要一种称为离散余弦变换DCT图像处理器的硬件。文中介绍的IMSA121型图像信息压缩专用IC正是这种图像处理器。1图像信息压缩原理IMSA121型二维离散余弦变换处理器是一种新型图像处理器件，可应用在需要采用先进的图像压缩处理技术的系统中。该器件功能强大，性能可靠，使用灵活，可用于几乎所有的电视系统中，并且可广泛地应用于电

4、传系统。众所周知，一幅电子图像是由一系列亮度不同、色度不同的光点组成，这些光点叫做像素。而一幅图像又可以分成许多个小区域，在这些小区域里，像素点的亮度和色度是基本相同的，称之为像素点的相关性。图像压缩技术正是利用图像中存在的区域像素的相关特性，来将相关的一个小区域的图像信息用一个点的信息来传送。这样，要求的传输带宽便可以大大降低。因此，去掉相关性便去掉了冗余的图像信息。但稍有不慎，图像上便会出现明显的失真。采用kahrannem－Loeve变换是去掉相关性的最佳方法，但是它的计算太复杂，几乎不可能实时实现。真正行

5、之有效的图像压缩方案是DCT离散余弦变换法。这种方案不需要很复杂的计算，也不需要太多的硬件，因此可以用较低的费用来实现。这种方法是将图像变成了一系列的频率分量，而不像亚带编码法那样需要一大堆并行滤波器。　　DCT离散余弦变换法图像压缩法是CCITT（国际电报咨询委员会）为电视会议所选用的方法，另外，选用DCT图像压缩法还可以使电视会议用于新型的ISDN网络。在DCT压缩过程中，图像信息被分成许多频率分量，而且为了方便传输，每一种频率分量均分别编码。这样一来，由于压缩而引起的失真便成为窄带性失真，而这种失真比外界干

6、扰所引起的失真要小得多，因此，完全可以在几乎不使图像质量退化的情况下使图像还原。这种图像压缩法实现时，首先使一幅完整的图像分割成许多个小区，通常一个小区包含8×8个像素，然后利用二维DCT变换将各个小区变换成频率分量。图1为采用DCT变换法压缩信息的过程示意图。　500)this.style.ouseg(this)">首先取出原始图像的一个小区加以讨论。这个小区共有8×8个像素，利用DCT变换将实际图像区的能量压缩到左上方，见图1中的大值箭头所指处。由于能量主要在低频分量上，故大值表示低频分量的值，而小值和极小值

7、则表示高频分量的值，这样一来只要低频分量的能量不丢失，信息便丢失得不多。对于图像小区的扫描可以从左上角开始，且只有那些低频分量才得到传送。而那些幅值很小的高频分量，因其很接近于零而不被传送。那么，图像小区中的高频分量的幅值究竟小到什么程度才被当成无用的成分而不被传送呢？解决这个问题的根本办法是根据某种规则建立一个阈值，若高频分量的幅值大于该阈值，则判定其为应当传送的有用成分；反之则判为无用成分。一般来说，阈值是根据比照人们对于图像细节的敏感程度而确定的。接收机将传送来的成分当成零对待，因此产生了图像信息量的压缩。

8、阈值的选择本质上是一种选择量化电算方法的问题，这种电算方法主要的任务是折衷地处理压缩信息量和牺牲图像细节这一对矛盾。之所以要以一个个的图像小区作为信息量压缩的对象，而不对整幅图像进行压缩，其主要原因有两条：首先是以图像小区为单位压缩信息量，其电算复杂度远比直接对整幅图像压缩要低得多，其次是从平均意义上来说，相距较远的像素之间的相关性远远低于相邻像素之间的相关性，采用小区法可以更为方便地利用相关性特性来压缩信息量。在接收机一方，可以利用DCT逆变换法来恢复图像。对于静止图像，利用DCT法可将信息量压缩到20：1，对

9、于运动图像则可达40：1，采用这种图像压缩方法，虽然信息量压缩很大，但图像失真却很小。图2所示为运动图像信息压缩系统方框图，该系统可用于数字式电视系统，其主要部件是电视摄像机和模／数转换器，DCT变换环路表明了在返回路径中存在有一帧延迟的回馈。返回路径是一个解压模型，它使得前一帧图像的像素值与存储在接收机里的像素值相同。在DCT函数运算之前应减去这帧像素的值，以使所发送的