mq算术编码器的ip软核设计

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1、华中科技大学硕士学位论文MQ算术编码器的IP软核设计姓名：杨海东申请学位级别：硕士专业：模式识别与智能系统指导教师：田金文;谭毅华20060428摘要随着互联网和多媒体技术的进步，信息技术得到了飞速的发展。随着人们追求更高质量的多媒体信息，信息的传递受限于信息传输线路的带宽，大容量的信息往往无法及时传递；信息的存储受限于存储设备的容量。在这种情况下，原有的JPEG标准已经不能满足越来越高的对静态图像压缩标准的要求。JPEG2000标准是由联合图像专家组在2001年1月推出的新一代数字图像压缩标准。JPE

2、G2000不仅比现有的JPEG标准有更好的压缩效果，并且提供很多新的特性。JPEG2000支持质量可伸缩性、分辨率可伸缩性、感兴趣区域编码，并且在同一框架中同时支持无损和有损压缩。在整个JPEG2000系统中，MQ算术编码器越来越成为整个系统的瓶颈所在，而由于MQ编码算法固有的串行性，使得硬件实现时不易采用流水线结构，数据吞吐量难于提高。为此，首先分析了JPEG2000标准中MQ编码算法的软件流程，在总结前人研究的基础上，对MQ编码算法进行了相应的修改以适应硬件实现，提出一种采用四级流水线的MQ编码器硬

3、件结构。该硬件结构能够每个时钟周期处理一对输入数据(CX,D)，真正实现完全流水，增加了编码器的数据吞吐量。该结构采用硬件描述语言实现，经过仿真验证功能正确。实验结果表明编码器在Altera的EP1S25B672上最高运行速度能够达到60MHz，共占用了1620个LE资源。本设计以较少的资源，实现了较大的数据吞吐量，具有一定的实用价值。论文最后，给出了全文研究工作的总结，并对未来的研究工作进行了展望。关键词：JPEG2000；图像压缩；二进制算术编码；流水线IAbstractWiththeadvance

4、mentofnetworkandmultimediatechnology,informationtechnologyhasgreatdevelopment.Peoplelookforwardtomorequalifiedmultimediainformation.Butthetransferofinformationislimitedbythebandwidthoftransferline.Andtherestoreofinformationislimitedbythecapacityofmemory.

5、SoJPEGstandardisnotabletoaffordtherequirementofstillimagecompressionanymore.JPEG2000isanewimagecompressionstandard,developedundertheauspicesofIOS/IECJTCI/SC29/WG1inJanuary,2001.ComparedwithJPEGstandard,theJPEG2000standardnotonlyhasbettercompressionperfor

6、mance,butalsohasmanyexcellentfeatures.JPEG2000providesqualityscalability,resolutionscalability,regionofinterest(ROI)coding,andsupportsbothlossandlosslesscodinginthesameframework.ThebottleneckoftheJPEG2000systemresultsfromthethroughputoftheMQarithmeticcod

7、er.Sincetheencodingproceduresareinherentlyserialprocesseswithhighdependency,arithmeticcodingisverydifficulttobepipeline,andthethroughputislow.WefirstanalyzethesoftwareflowofMQ-codingalgorithminJPEG2000standard,onthebasisofpredecessor’sresearch,andwemodif

8、iedsomeoperationstosuithardwareimplementation.Thenweproposedthefourstagespipelinearchitecture.Theproposedarchitectureisfullypipeline,andallalgorithmsofMQ-coderareexecutedinoneclockcycle,sothroughputwasincreased.Thisarchite