基于FPGA的多級小波逆變換實時系統(tǒng)設計

2．3 核心計算單元ILWC設計
由圖4所示，核心計算單元對高低頻系數(shù)的伸縮擴展共用一個乘法器，因此平均每個小波系數(shù)所需進行的乘法和加法次數(shù)分別為5次和8次，相對于卷積運算的9次和14次，計算復雜度顯然是降低了很多。

3 軟件及硬件資源的選用
3．1 工作環(huán)境
本設計基于Xilinx公司ISE 9．1開發(fā)平臺之上，使用VHDL語言(93版本)編程實現(xiàn)。系統(tǒng)采用Synplify8．1進行綜合，使用Modelsim SE 6．0d進行仿真驗證。在沒有添加任何約束的情況下，其性能參數(shù)如表1所示。

選用Virtex-Ⅱ系列的芯片原因在于：(1)軟件開發(fā)工具友好，開發(fā)容易，性價比高；(2)低功耗、低工作電壓，滿足實時設備的要求；(3)仿真可靠，幾乎完全接近實際情況；(4)可重復擦寫型FPGA，設計靈活，適用于方案改進。
3．2 實驗結果
本系統(tǒng)采用8位64×4 096的原始圖像經過3層定點化小波處理所得的14位小波系數(shù)為測試數(shù)據(jù)，實驗處理結果與VC軟件定點化逆小波處理結果一致，表明本系統(tǒng)能正確的滿足應用要求，圖5為本系統(tǒng)工作整體仿真圖。系統(tǒng)在同步信號Syn低電平有效期間，根據(jù)切換信號Exg的高、低電平選擇片外存儲器進行乒乓操作。首先數(shù)據(jù)由Data輸入到片外存儲器，作為逆變換的測試數(shù)據(jù)，處理完成之后由Result端輸出，并以一個高電平脈沖信號Endn標記處理完畢。

4 結束語
本文討論下JPEG2000解碼系統(tǒng)中的CDF9／7小波逆變換模塊的設計要求，借助提升算法原位操作的特點，所提出的雙路并行的實時處理方案無需任何內部存儲空間，而外部存儲空間的大小完全取決于處理圖像塊尺寸的大小。在視頻及衛(wèi)星遙感圖像這類實時性要求非常強的圖像處理中，本系統(tǒng)能很好地滿足應用需求。