jpeg2000中算术解码与位平面解码vlsi实现技术研究

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1、东南大学硕士学位论文JPEG2000中算术解码与位平面解码VLSI实现技术研究姓名：史顺达申请学位级别：硕士专业：电子科学与技术；电路与系统指导教师：朱恩20110308摘要随着多媒体技术的发展和移动通信的普及，无线信道中图像信息传输量日益增加。但是无线信道的传输带宽有限，为了满足传输需求，必须提高图像的压缩效率。JPEG2000是联合图像专家组于2000年12月制定的新一代静止图像压缩标准。通过引入多项创新技术，JPEG2000可以提供比JPEG更多的新功能。JPEG2000具有更高的压缩效率，支持包括图像分辨率、像素精度

2、等在内的多种渐进传输方式，并且允许码流的随机访问和处理，非常适合网络及无线信道传输。本文首先对静态图像压缩标准JPEG2000及其主要架构进行了简要介绍，然后详细介绍了JPEG2000中的EBCOT算法及其整体架构。在对算术解码流程详细分析的基础上，优化了解码流程，分析了进位翻转问题和动态概率估计实现的问题，采用Verilog语言设计了一个通过8状态转移来实现解码的算术解码器，并在ModelSim软件上进行了功能仿真。最后，选用Altera的DE2开发板作为FPGA验证平台对算术解码器进行验证，在AlteraCycloneI

3、I系列的EP2C35器件上，得到综合后所用的逻辑单元(LE)总数为393，最高时钟频率为93．24MHz。其次本文对位平面编解码原理进行了详细研究，在综合文献的基础上提出了一种基本的位平面解码结构。在此基础上，针对硬件高速实现，对其进行了优化。采用了基于选择性采样跳过策略的位平面解码结构，这样就可以大大减小关键路径的延迟。相对于现有方法的基本BPD结构，改进的算法可以将吞吐量提高60％．90％，同时只增JJn25％．35％的硬件消耗。关键词：JPEG2000自适应算术解码嵌入式优化截断块编码现场可编程门阵列ABSTRACTA

4、bstractWiththedevelopmentofmultimediatechnologyandthewidespreadofmobiletelecom—munication,theinformationofimagetransmittedinwirelesschannelincreasesdaybyday．Tomeetthedemandoftransmissionwithlimitedbandwidthinwirelesschannel，itisnecessarytoimprovetheimagecompression

5、efficency．JPEG2000isthenextgenerationstillimagec0一mpressionstandardintroducedbyJointPhotographicExpertsGroupinDecember,2000，’wh-ichhasmuchmorenewfunctionalitiesthanJPEGstandard．Itnotonlysupportsmanymeth-odsofprogressivetransmission,suchasimageresolution,pixelaccura

6、cyandSOon,butalsoallowstherandomaCCeSSandprocessofbitstream．Thenewstandardisverysuitableforthetransmissionofnetworkandwirelesschannel．Atfist,abriefintroductionofstillimagecompressionstandardJPEG2000anditsmainstructureWasmadeinthispaper．WedescribedtheEBCOTalgorithmi

7、ndetail，aswellastheoverallframework．Basedonadetailedanalysisofthearithmeticdecodingprocess，wemakedecodingprocessoptimization，analyzetheproblemofcarryflipandachievenon—staticpro-babilityestimation．Aarithmeticdecoder、析th8-statetransitionisdesignedinVeriloglangu—age，a

8、ndtheFunctionalsimulationisdoneinModelSim．Finally,theAlteraDE2developmentandeducationboardisusedtoverifythesystemfunction．Experimentalresultshows