JPEG2000中嵌入式塊編碼的FPGA設(shè)計(jì)

隨著多媒體市場的迅猛發(fā)展，百萬像素的數(shù)碼相機(jī)、各種功能強(qiáng)大的彩屏手機(jī)等數(shù)字消費(fèi)產(chǎn)品逐漸普及。這些多媒體應(yīng)用均需要處理高質(zhì)量、高分辨率的大圖像，這對存儲(chǔ)介質(zhì)的容量和傳輸信道的帶寬都提出了新要求。圖像壓縮的國際標(biāo)準(zhǔn)jpeg已不能滿足這些新的要求，而且它在低碼率時(shí)還存在著方塊效率。因此，從1997年開始，jpeg委員會(huì)就致力于開發(fā)新的靜態(tài)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)jpeg2000,并在2000年8月形成了最終經(jīng)濟(jì)核草案，在2000年12月使其成為了國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。

jpeg2000相比jpeg有著更大的靈活性，不僅能對原始圖像高效地壓縮，而且可以對壓縮后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。這意味著可以從壓縮碼流中提取一部分?jǐn)?shù)據(jù)來重建低分辨率或低碼率的圖像，或者是撮圖像的感興趣區(qū)域。這樣就允許將原始圖像壓縮為單一的碼流以適應(yīng)不同的傳輸信道、存儲(chǔ)或顯示設(shè)備，而不必考慮圖像的大小、分量多少以及樣本的精度。

jpeg2000的一個(gè)主要特性就是基于圖像質(zhì)量和分辨率的累進(jìn)傳輸，為了支持這種可分級(jí)的壓縮編碼，jpeg2000采用了離散小波變換（dwt）替代jpeg中的離散余弦變換（dct），并采用了taubman提出的具有優(yōu)化截?cái)帱c(diǎn)的嵌入式塊編碼（ebcot）算法。

jpeg2000編碼器的框圖如圖1所示。

首先將原始圖像劃分為圖像片，通過dwt將圖像片分解為不同的分辨率級(jí)別，獲得多個(gè)子帶的頻域系數(shù)，將各個(gè)子帶劃分為碼塊（典型大小是32