無分裂結(jié)構(gòu)的二維小波變換圖片處理芯片設(shè)計與驗證

1．2．2 列變化數(shù)據(jù)存取結(jié)構(gòu)
在進行列變換時，需要讀取變換數(shù)據(jù)點臨近行的同列數(shù)據(jù)。而完成該數(shù)據(jù)點變換后，進行的是同一行下一列的數(shù)據(jù)點的列變換。因此需要依次讀出相鄰4行的同列數(shù)據(jù)，行數(shù)不變，列數(shù)依次遞增。
為了簡單的實現(xiàn)該數(shù)據(jù)讀取的順序，本文使用3個FIFO來保存連續(xù)3行的數(shù)據(jù)：當(dāng)輸入新一行的第1個數(shù)據(jù)時，3個FIFO釋放出第1個數(shù)據(jù)(即之前3行每1行的第1個數(shù)據(jù))，剛好組成完成列變換的相鄰4行的同列數(shù)據(jù)。同時，數(shù)據(jù)的新1行的數(shù)據(jù)進入FIFO-A，F(xiàn)IFO-A釋放出的數(shù)據(jù)進入FIFO-B，F(xiàn)IFO-B釋放出的數(shù)據(jù)進入FIFO-C。之后，釋放出第2列的數(shù)據(jù)，并重復(fù)上述步驟。
因此在完成數(shù)據(jù)變換的同時，數(shù)據(jù)在FIFO-A，F(xiàn)IFO-B，F(xiàn)IFO-C中依次流動。完成該行的所有列數(shù)據(jù)的變換后，F(xiàn)IFO-A中的數(shù)據(jù)依次寄存在FIFO-B中，F(xiàn)IFO-B的數(shù)據(jù)寄存在FIFO-C中，而FIFO-A則寄存了新1行的數(shù)據(jù)。當(dāng)下1行的數(shù)據(jù)輸入時，又依照上述順序，開始下1行的列變換。
1．3 變換模塊結(jié)構(gòu)
常見的小波變換結(jié)構(gòu)是當(dāng)輸入奇數(shù)地址數(shù)據(jù)時完成預(yù)測步驟，當(dāng)輸入偶數(shù)地址數(shù)據(jù)時完成更新步驟。而本文提出的結(jié)構(gòu)不進行數(shù)據(jù)分裂，直接對數(shù)據(jù)進行預(yù)測和更新，并同時輸出到數(shù)據(jù)選擇器。數(shù)據(jù)選擇器對地址奇偶進行判斷，選擇輸出數(shù)據(jù)，可以得到和常用結(jié)構(gòu)相同的結(jié)果。列變換模塊結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

1．3．1 行變換結(jié)構(gòu)
本文提出了無分裂步驟的結(jié)構(gòu)中，行變換時數(shù)據(jù)流輸入后依次寄存在寄存器D1，D2，D3，D4中。如圖4(a)，寄存器D1，D2，D3，D4中已分別寄存了輸入數(shù)據(jù)X4，X3，X2，X1，而寄存器D5，D6，D7則分別寄存了數(shù)據(jù)Y2，Y1，Y0。此時利用寄存器D1，D2，D3中的數(shù)據(jù)X4，X3，X2經(jīng)過預(yù)測步驟，得到預(yù)測結(jié)果y3=x3-(x2+x4)／2；此前已在寄存器D5，D6，D7中分別寄存了前3個時鐘分別完成計算的結(jié)果Y2，Y1，Y0，則經(jīng)過更新步驟可得y1=x1+(y0+y2+2)／4。此時通過數(shù)據(jù)選擇器輸出的值Y1是奇數(shù)地址，因此僅需要完成預(yù)測步驟運算的結(jié)果(即寄存器D6中的數(shù)據(jù))，也就是說輸出寄存器D6中的Y1值，放棄更新步驟產(chǎn)生的Y1值。

在下一個時鐘沿來臨時，X4，X3，X2依次取代X3，X2，X1的位置，輸入的X5則寄存在X4的位置，同理Y2，Y1依次取代Y1，Y0的位置，預(yù)測產(chǎn)生的Y3值則寄存在Y2，則下一次計算時，寄存器中的值如圖4b，預(yù)測步驟產(chǎn)生Y4，更新步驟產(chǎn)生Y2，由于是偶數(shù)地址，所以通過數(shù)據(jù)選擇器輸出經(jīng)過更新步驟的Y2值。