基于DSP的JPEG2000图像压缩编码的研究

论文摘要

随着多媒体技术和网络的发展,人们对数字图像在质量、大小和应用方面提出了更高的要求,希望能够用有限的空间和带宽资源存储与传递大幅图像,并且,根据实际需要,获得不同分辨率或质量的重构图像。JPEG2000一个最大改进是采用小波变换代替了余弦变换,这样不仅在图像编码过程中保证良好的图像质量,还具有现代图像压缩所要求的图像传输过程中的容错性、感兴趣区域编码等新性能。因此,对JPEG2000算法的研究是十分必要的。论文在研究JPEG2000标准的基础上,重点研究了基于DSP嵌入式硬件平台的JPEG2000的小波变换和算术熵编码器的实现,本文研究的主要内容有：1) JPEG2000标准的研究和算法验证。研究JPEG2000标准、协议的内容。详细地讨论了以小波变换和算术熵编码算法为核心的JPEG2000编解码系统及其工作流程,并以C++语言为主要描述语言,编写了核心算法代码,并在PC机上进行了程序的仿真,验证了所设计的图像压缩编码流程和算法的正确性。2) JPEG2000的小波变换和算术熵编码器在DSP上的实现。在研究DSP6000协议的基础上,以TI公司的TMS320DM642 DSK作为嵌入式平台,将算法代码移植到硬件平台上,充分利用片内存储空间,对代码进行了选择、调整和优化,从而使软件系统和硬件系统达到了一种融合。实验结果表明,在保证压缩率和图像质量的前提下,尽可能提高了编码速度,基本满足了系统的要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 论文选题的意义
• 1.2 国内外应用现状
• 1.3 论文的研究工作与章节安排
• 第二章 JPEG2000的理论基础
• 2.1 JPEG2000标准概述
• 2.2 标准方式所要求的特性
• 2.3 JPEG2000图像压缩的原理
• 2.3.1 预处理
• 2.3.2 小波变换
• 2.3.3 量化
• 2.3.4 熵编码
• 2.3.5 码率控制
• 2.4 本章小结
• 第三章 JPEG2000的核心编码算法的软件仿真
• 3.1 离散小波变换
• 3.1.1 离散小波变换的基本思想
• 3.1.2 倍频程小波分解（OCTAVE DECOMPOSITION）
• 3.1.3 小波变换的提升算法
• 3.1.4 小波变换的C语言仿真结果
• 3.2 算数熵编码
• 3.2.1 算术编码器的描述
• 3.2.2 算术编码器的实现
• 3.3 JPEG 2000码流语法和文件格式
• 3.3.1 码流语法
• 3.3.2 JPEG2000文件格式
• 3.4 本章小结
• 第四章 JPEG2000在DSP上的实现与优化
• 4.1 DM642的特点
• 4.1.1 DM642的CPU介绍
• 4.1.2 DM642存储结构
• 4.2 JPEG2000的DSP实现与优化
• 4.2.1 CACHE的优化
• 4.2.2 代码的优化过程
• 4.2.3 系统初始化设计
• 4.2.4 DSP/BIOS的设置
• 4.2.5 小波的实现
• 4.2.6 合理使用CCS的编译优化选项
• 4.2.7 优化C++语言
• 4.3 实验测试结果及分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献