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1、基于独立符号编码的JPEG2000位平面扫描方案杜列波罗武胜张进亮（国防科技大学机电工程与自动化学院，长沙，410073，liebod@163.com）摘要:JPEG2000压缩算法复杂度高、编码速度慢，极大地阻碍了其在以遥感图像压缩为代表的实时领域中的应用。为了解决这一难题，结合DSP的软件流水机制，本文提出了一种基于独立符号编码的位平面扫描方案。该方案将位平面扫描中的符号编码分离出来，在重要性编码通道和清除编码通道之外用一次扫描完成编码块中所有样本的符号编码。该方案的优点是可以减轻重要性编码通道
2、和清除编码通道的任务量，保证软件流水正常建立，进而缩短位平面扫描的时间。实验结果表明，扫描方案改进后，位平面扫描速度提高为原来的8倍以上。关键词:JPEG2000，DSP，符号编码，EBC，软件流水AJPEG2000Bit-PlaneScanningMethodBasedonSeparateSignCodingDULie-bo,LUOWu-sheng,ZHANGJin-liang(TheCollegeofInformationScience&EngineeringofLanzhouUniversit
3、y,Lanzhou730000)Abstract:JPEG2000providesexcellentcompressionperformancebutatthecostofhighcomputationalcomplexity.InordertoacceleratetheembeddedblockcodingalgorithminJPEG2000whichisimplementedbyTIDSP,Weproposeanimprovedbit-planescanningarchitecture,inw
4、hichthesigncodingisseparatedfromthesignificantpropagationpassandclean-uppass.Withthenewarchitecture,DSPcanbuildsoftwarepipelineandthenthebit-planescanningcanbespeededupgreatly.Experimentalresultsshowthatthetimeforbit-planescanningisreducedby87.5%..Keyw
5、ords:JPEG2000,DSP,Signcoding,EBC,Softwarepipeline2 第十四届全国图象图形学学术会议1引言JPEG2000作为新一代静止图像压缩标准，具有众多JPEG无法比拟的卓越品质，如同时支持有损和无损压缩、支持渐进传输、支持对感兴趣区域编码等等[1]，应用前景非常广阔。然而，JPEG2000压缩算法复杂度高、编码速度慢，极大地阻碍了其在以遥感图像压缩为代表的实时领域中的应用。为了解决这一难题，必须对JPEG2000压缩算法进
6、行优化改进。众所周知，JPEG2000压缩算法实现的最大瓶颈在于EBCOT算法部分，根据文献[2]的分析，EBCOT算法运算量占JPEG2000算法运算总量的52.85％。而EBC又是EBCOT算法中最为复杂的部分，因此，国内外对JPEG2000算法的优化改进研究主要集中于对EBC算法的改进。这些改进方案主要有两类，一类是以并行扫描为目的的改进方案[3,4,5]，另一类是以减少冗余扫描为目的改进扫描方案[6,7,8]。其中，第一类主要适用于以FPGA为代表的可并行运行的硬件，第二类是对算法本身的改进
7、，对不同的硬件具有通用性。本文针对这一问题，结合DSP的软件流水机制，提出了一种基于独立符号编码的位平面扫描方案，大大缩短了JPEG2000压缩算法中位平面扫描的时间。2EBC基本算法2 第十四届全国图象图形学学术会议EBC算法的基本思想是把经过离散小波变换而得到的小波系数分成互不重叠的编码块，然后分别对每个编码块进行编码。编码时，首先将编码块按比特位分成多个位平面，然后从最高的有效位平面开始，依次对每个位平面进行编码，直至最低有效位平面编码完成。位平面编码的原
8、理如图1所示，位平面依次进入1、2、3三个编码通道，进行通道编码，这三个通道分别是：重要性传播通道(SignificancePropagationPass,SPP)、幅度细化通道(MagnitudeRefinementPass,MRP)和清除通道(CleanupPass,CP)。通道编码实际上是一个对位平面所有样本点遍历扫描并编码的过程。图1位平面编码基本原理如图2所示，位平面列方向上每4个相邻的点称为一个编码列，处在同一水平方向上的编码列构成一个带，位平面扫描时，列
