png+decoder硬件加速器的设计

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1、西安电子科技大学硕士学位论文PNGDecoder硬件加速器的设计姓名：王明光申请学位级别：硕士专业：软件工程指导教师：马佩军；温金桃201201摘要捅要PNG(PortableNetworkGraphics)是一种算法公开的无损压缩图片格式。它具有高压缩率，能把图像文件压缩到极限以利于网络传输，但又能保留所有与图像品质有关的信息，同时支持透明图像，色彩丰富。由于它的众多优点，特别适合在网页和OSD方面，并且已经得到了广泛的应用。本文对PNG图像解码过程进行了深入的研究。首先，对PNG图像中的数据要素和数据的组织形

2、式进行说明，同时对PNG编码器的工作过程中涉及的几个主要步骤作了简要的阐述，形成了完善的关于PNG的基础知识；其次对PNG图像解码过程中使用的两种无损压缩算法的原理以及两种压缩算法协同使用时PNG技术文档所做的修改进行了详细的分析和说明，并针对两种算法提出了几种适合硬件设计结构；然后根据对解码过程的研究，制定了PNG解码器的硬件设计方案和验证方案。对PNG解码器进行模块划分并描述主要模块的端口及状态跳转图，使用VerilogHDL语言实现PNG解码器的硬件结构。验证中使用PNG官方提供的测试图片库PngSuite

3、中的图片作为测试用例，结果显示本设计能够正确无误地解码出来该库中的图片的原始像素阵列；最后根据研究中遇到的问题，提出了下一步的改进措施和研究方向。关键字：PNGDecoder霍夫曼编码无损压缩算法LZ77无损压缩算法AbstractPNG(PortableNetworkGraphics)isalosslesspictureformatwithpublicalgorithm．ItencodesdatawithmgIlcompressionratio，whichmakesthecompresseddataeasyto

4、betransferredandkeepsthequalityoftheoriginalimage．Itsupportsthetransparentcolor．BecauseithasSOmanyadvantages，PNGhasbeenwidelyusedonthewebpageandOSD．ThispapermakesanelaboratestudyofPNGimage，andintroducestheASICdesignofthePNGdecoder．Firstly,weexplainthedataelem

5、entandthedataformat，illustratethemainstepsofPNGEncoder．Throughthesestudies，weformedaquitecompletebasicknowledgeofPNGimageandlayatheoreticalfoundationforthefurtherstudyforthePNGDecoder．Secondly,wedidaresearchontheprincipleofthetwocompressedalgorithmsusedinPNGD

6、ecoderandanexplainationonthemodificationinthePNGspecwhenthetwocompressedalgorithmsareusedatthesametime．Iproposedseveralfeasiblehardwarestructuresforeachalgorithm．Then，accordingtothestudyofthedecodingprocess，weintroducedthehardwaredesignandverificationofthePNG

7、Decoder．Wedividedthewholedecoderintoseveralmodulesandgavethedetailsofthemainmodules．Finally,accordingtotheproblemsintheresearch，Iproposetheimprovementmeasuresandfutureresearch．Onlysoftwareverificationisfinishedtothisdesign．TestcasesaretheimagesinthePngSuimthe

8、PNGofficialwebsiteprovideswhichincudesseveralimagesspecialfortesting0111"design．Resultshowsthatthedesigncandecodetheimagescorrectly．Keywords：PNGDecoderHuffmancodingLZ77第一章绪论弟一早珀。比1．1PNG的历