JPEG2000编码器中EBCOT的VLSI设计

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VerilogHDL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。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 EBCOT的研究现状

1.3 课题主要研究内容及论文结构

第2章 EBCOT的工作原理及结构设计

2.1 Tier-1编码器的工作原理

2.2 Tier-2编码器的工作原理

2.3 EBCOT的硬件实现结构

2.4 本章小结

第3章 Tier-1编码器的硬件结构设计

3.1 Tier-1编码器的结构设计

3.2 位平面编码器的结构设计

3.3 MQ编码器的结构设计

3.4 本章小结

第4章 Tier-2编码器的硬件结构设计

4.1 Tier-2编码器的顶层设计

4.2 码头产生模块的设计

4.3 包头产生模块的设计

4.4 本章小结

第5章 EBCOT的验证和性能分析

5.1 EBCOT的功能验证

5.2 EBCOT的性能分析

5.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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