用C++实现 图像压缩编码 应该看哪些书
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发布时间：2022-04-26 20:07
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时间：2023-10-27 09:56
JPEG2000中的小波变换和算术编码的VLSI实现
http://tabobo.cn/soft/20/233/2008/344344614135.html
摘 要
最新静止图像压缩标准JPEG2000采用离散小波变换（DWT）和嵌入式位编码（EBCOT），在编码效率和复原图像质量上均远优于JPEG等传统算法，今后会在静止图像压缩领域占据主导地位。随着VLSI技术的飞跃发展，FPGA以其快速的并行处理能力和灵活的硬件可编程技术，在数字信号处理领域有着广泛的应用，因此JPEG2000的VLSI实现具有重要意义。
本文中重点研究了JPEG2000中的小波变换模块和算术编码模块。小波变换模块采用JPEG2000标准中的用于无损压缩的5/3提升算法。通过添加流水线，采用行列小波变换同时进行结构等算法改进，提高系统的运行速度和减少占用外部存储空间。算术编码模块中在概率编码判断条件和重归一化部分进行了改进，使结构更适合硬件实现，同时也提高了编码速度。这两个模块在完成了VerilogHDL编码后，进行了功能仿真和时序仿真，并在DE2评估板上进行硬件平台验证。同时，在MATLAB和VisualC++中编写了小波变换和算术编码函数，以验证本文中这两个模块VLSI实现的正确性。
本文在设计过程中，按照IP核开发流程，力图将小波变换模块和算术编码模块设计成IP核，以便在各应用中调用。
关键词：JPEG2000；小波变换；算术编码；VLSI；IP核
目 录
独创性声明 I
摘 要 II
ABSTRACT III
第一章 绪 论 1
1.1 图像压缩编码技术的发展概况 1
1.2 JPEG2000静态数据压缩标准的特点 2
1.3 JPEG2000标准的国内外研究现状 3
1.4 VLSI技术的发展和应用 4
1.5 本文的主要工作 5
第二章 JPEG2000编码中的核心理论 7
2.1 JPEG2000编码算法 7
2.1.1 预处理 7
2.1.2 小波变换 8
2.1.3 量化 8
2.1.4 熵编码 9
2.2 小波变换理论 9
2.2.1 小波函数和小波变换的定义 9
2.2.2 离散小波变换 10
2.2.3 多分辨率分析 11
2.2.4 小波变换的Mallat算法 12
2.2.5 提升小波变换 13
2.2.6 JPEG2000中的小波变换 14
2.3 算术编码基本原理 15
2.3.1 算术编码 15
2.3.2 二进制算术编码 16
2.3.3 自适应二进制算术编码 17
2.4 本章小结 18
第三章 小波变换的硬件结构设计 19
3.1 5/3小波变换的算法分析 19
3.1.1 边界延拓 19
3.1.2 流水线的设计 20
3.1.3 一维小波的提升方法 20
3.1.4 二维小波变换的实现方法 20
3.1.5 小波分解级数 21
3.1.6 有限精度 21
3.2 5/3小波变换的硬件结构与实现 22
3.2.1 二维小波变换的VLSI架构 22
3.2.2 水平扩展模块 22
3.2.3 行变换模块 24
3.2.4 列变换模块 25
3.2.5 行缓冲模块 27
3.2.6 小波系数存储控制模块 29
3.3 MATLAB下的小波变换仿真 31
3.4 本章小结 33
第四章 算术编码的硬件结构设计 34
4.1 算术编码器的算法流程分析 34
4.1.1 编码初始化 35
4.1.2 LPS编码和MPS编码 35
4.1.3 重归一化 37
4.1.4 数据字节输出 37
4.1.5 编码器的终结 38
4.2 算法的改进 39
4.3 算术编码器的硬件结构与实现 40
4.3.1 算术编码器的VLSI架构 40
4.3.2 概率索引和更新模块 41
4.3.3 编码模块 41
4.3.4 字节输出模块 42
4.3.5 输出缓冲模块 42
4.4 C语言下的算术编码验证 43
4.5 本章小结 46
第五章 基于FPGA平台的仿真 47
5.1 FPGA简介 47
5.2 IP核的开发 47
5.3 DE2开发平台简介 49
5.4 小波变换和算术编码基于DE2开发平台的仿真验证 50
5.5 本章小结 52
第六章 结 论 53
参考文献 54
致 谢 58
附 录 59
参考资料：http://tabobo.cn/soft/20/233/2008/344344614135.html
