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JPEG2000编码器中EBCOT的VLSI设计

作　者: 徐伟哲
导　师: 王进祥
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 集成电路工程
关键词: JPEG2000 编码器 EBCOT VLSI设计
分类号: TN919.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 2次
引　用: 0次
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内容摘要

JPEG2000静止图像压缩标准在图像压缩领域已得到广泛关注，其引入了离散小波变换技术和EBCOT算法使其具有更高的图像压缩率和更灵活的码流组织方式。但由于算法复杂、计算耗时，对EBCOT进行算法优化并且采用集成电路进行实现能够有效提高JPEG2000编码器的编码效率。在深入研究EBCOT算法的基础上提出了对EBCOT模块进行VLSI设计的方案，将其划分为Tier-1编码器和Tier-2编码器，其中Tier-1编码器又包括位平面编码器和MQ编码器。在重点研究工作原理和优化算法后，对于EBCOT中的关键模块Tier-1编码器，提出了由通道并行的位平面编码器与5级动态流水的MQ编码器配合工作的结构，其中位平面编码器的三个通道内部采用基于列的点跳跃算法，进一步提高了编码速度。采用Verilog HDL语言对EBCOT的各个模块进行RTL描述，使用Modelsim仿真工具搭建仿真验证平台，以OPENJPEG参考软件作为输入向量的来源，同时作为“黄金模型”，将EBCOT中各模块的输出与OPENJPEG的输出进行对比进行功能验证。并且将EBCOT生成的码流输入解码器进行解码以验证码流是否满足JPEG2000的解码要求。最后使用ISE和DC工具对EBCOT的RTL代码进行综合，结果表明，在占用资源可接受的情况下，EBCOT的工作频率最大可达150MHz，完全满足图像编码的实时性要求。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-13
  1.1 课题背景及研究的目的和意义  8-10
  1.2 EBCOT 的研究现状  10-11
  1.3 课题主要研究内容及论文结构  11-13
第2章 EBCOT 的工作原理及结构设计  13-24
  2.1 Tier-1 编码器的工作原理  13-19
    2.1.1 位平面编码器  13-16
    2.1.2 MQ 编码器  16-19
  2.2 Tier-2 编码器的工作原理  19-22
  2.3 EBCOT 的硬件实现结构  22-23
  2.4 本章小结  23-24
第3章 Tier-1 编码器的硬件结构设计  24-39
  3.1 Tier-1 编码器的结构设计  24-25
  3.2 位平面编码器的结构设计  25-34
    3.2.1 位平面编码器的设计方案  25-26
    3.2.2 通道并行位平面编码器的顶层结构  26-28
    3.2.3 位平面编码器控制模块的设计  28-29
    3.2.4 三个扫描通道的设计  29-34
  3.3 MQ 编码器的结构设计  34-38
    3.3.1 MQ 编码器的设计方案  34-36
    3.3.2 MQ 编码器的结构设计  36-38
  3.4 本章小结  38-39
第4章 Tier-2 编码器的硬件结构设计  39-44
  4.1 Tier-2 编码器的顶层设计  39
  4.2 码头产生模块的设计  39-41
  4.3 包头产生模块的设计  41-43
  4.4 本章小结  43-44
第5章 EBCOT 的验证和性能分析  44-50
  5.1 EBCOT 的功能验证  44-48
    5.1.1 验证方案  44-45
    5.1.2 验证结果  45-48
  5.2 EBCOT 的性能分析  48-49
  5.3 本章小结  49-50
结论  50-51
参考文献  51-55
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果  55-57
致谢  57

JPEG2000编码器中EBCOT的VLSI设计

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