学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于小波变换的高速星载图像解码系统的核心模块设计

作　者: 钟云德
导　师: 朱红
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 图像压缩 JPEG2000 FPGA 小波逆变换
分类号: TP751
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 16次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


随着航天遥感技术的发展,空间遥感数据量日益庞大,图像数据量的巨增给存储和传输带来了新的问题。一方面,星上存储器有限的存储空间难以满足巨大的图像数据量的存储需求,另一方面,卫星有限的信道容量造成了传输的瓶颈。因此,遥感图像的实时高倍率压缩成为解决以上问题的关键。同时,卫星遥感图像自身具有显著的特点—细节非常丰富。众所周知,卫星飞行高度通常约在几百千米高度以上,地面覆盖范围广,地面上的小目标在卫星成像后,通常只有几个像素大小。由此,针对卫星遥感图像的压缩算法、实现方式、传输协议等均要根据其自身的特点进行选择和重新设计。为此,本文主要基于FPGA硬件实现方案对JPEG2000标准中的关键技术进行研究。离散小波变换是JPEG2000的核心之一,它和EBCOT一起造就了JPEG2000标准的优越性能。然而,由传统卷积方式实现的小波变换运算量大,难以在硬件上实现。尤其在图像压缩应用中,经常需要多级小波变换来实现能量的集中性及消除部分冗余信息,成为了JPEG2000实时处理的一个瓶颈。JPEG2000作为一个完整的系统,任何一部分模块的性能都将影响整体性能的发挥,因此在FPGA等硬件实现中,离散小波变换的结构设计及算法改进成为关键。本论文对JPEG2000标准中的小波变换进行了深入的研究,结合目前工程实现中常用的提升算法,从保障系统实时性的需求出发,以一种双路并行的设计结构实现了小波逆变换的硬件实现。该方案力求资源的消耗量最小化,使系统能够更加广泛的嵌入到各种应用场合。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章 绪论  7-11
  摘要  7
  1.1 引言  7-8
  1.2 图像压缩技术的发展现状  8-10
  1.3 论文的结构和内容安排  10-11
    1.3.1 主要工作  10
    1.3.2 论文章节安排  10-11
第二章 JPEG2000标准概述  11-19
  2.1 JPEG2000概述  11
  2.2 JPEG2000标准的组成和特性  11-13
  2.3 JPEG2000基本系统的组成及工作原理  13-14
  2.4 预处理  14-16
    2.4.1 图像分片  14-15
    2.4.2 直流平移  15
    2.4.3 分量变换  15-16
  2.5 JPEG2000压缩过程  16-18
    2.5.1 离散小波变换  16
    2.5.2 标量量化  16
    2.5.3 EBCOT编码  16-18
  2.6 本章小结  18-19
第三章 小波分析基础  19-29
  3.1 小波理论的发展背景  19-22
    3.1.1 傅里叶变换与短时傅里叶变换  19-22
  3.2 小波变换  22-25
    3.2.1 连续小波变换的定义  22
    3.2.2 离散小波变换  22-23
    3.2.3 二维小波变换及其在图像处理中的应用  23-24
    3.2.4 小波变换层数的选择  24-25
  3.3 提升小波  25-28
    3.3.1 提升方案的实现步骤  26-27
    3.3.2 CDF9/7小波提升算法  27-28
    3.3.3 边界延拓  28
  3.4 本章小结  28-29
第四章 JPEG2000中的小波变换的FPGA实现  29-43
  4.1 小波逆变换的硬件实现结构  29-34
    4.1.1 整体方案分析  29-30
    4.1.2 整体方案设计  30-34
  4.2 小波逆变换的功能模块设计  34-40
    4.2.1 核心计算模块ILWC设计  34-36
    4.2.2 控制&地址产生模块  36-39
    4.2.3 SBSRAM读写控制模块ISIC  39-40
  4.3 核心计算单元ILWC中的定点运算  40-42
  4.4 本章小结  42-43
第五章 系统验证及工作展望  43-49
  5.1 系统验证方法  43-46
    5.1.1 整体功能验证  43-44
    5.1.2 过程一致性验证  44-46
    5.1.3 系统性能说明  46
  5.2 工作展望  46-47
  5.3 本章小结  47-49
结束语  49-51
致谢  51-53
参考文献  53-55
研究成果  55-56

相似论文

  1. 基于FPGA的电磁超声检测系统的研究,TH878.2
  2. 基于FPGA的五相PMSM驱动控制系统的研究,TM341
  3. LXI任意波形发生器研制,TM935
  4. 基于FPGA的射频功放数字预失真器设计,TN722.75
  5. 基于重叠变换与矢量量化的图像压缩算法及应用研究,TN919.81
  6. 突发OFDM系统同步与信道估计算法及FPGA实现,TN919.3
  7. 直扩系统抗多径性能分析及补偿方法研究,TN914.42
  8. 电视制导系统中视频图像压缩优化设计及实现研究,TN919.81
  9. 基于FPGA的多用户扩频码捕获研究及硬件仿真,TN914.42
  10. 基于FPGA的数字图像处理基本算法研究与实现,TP391.41
  11. 基于FPGA的高速图像预处理技术的研究,TP391.41
  12. 基于TMS320C6713的SPIHT图像压缩算法研究及实现,TP391.41
  13. 图像的稀疏表示及编码模型研究,TP391.41
  14. 基于FPGA的高速数字图像采集与接口设计,TP274.2
  15. 基于FPGA的电感传感器数据采集系统的研制,TP274.2
  16. 基于Nios的串行总线分析仪研制,TP274
  17. 基于FPGA-RocketIO_X的PMC高速数据传输板开发,TP274.2
  18. PXI高性能数字I/O模块研制,TP274
  19. 高保真遥感图象压缩与分辨率增强联合处理研究,TP751
  20. LXI计数器研制,TP274
  21. 基于FPGA的高速实时数据采集系统,TP274.2

中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 遥感技术 > 遥感图像的解译、识别与处理 > 图像处理方法
© 2012 www.xueweilunwen.com