JPEG2000中T1编码和无损压缩码流组织的实现

论文摘要

技术的进步和人们需求的提高,要求有一种更高的性能和新的特征的图像压缩技术,JPEG2000标准应运而生,它的应用范围包括国际互联网、彩色传真、印刷、扫描、数字摄影、遥感、移动通讯应用、医用影像、数字图书库和电子商务等,T1编码和码流组织作为它的重要构成部分,贯穿前后,对它们的研究具有重要的意义。论文对JPEG2000标准的T1编码(包含系数位平面编码和基于上下文的算术编码)和无损压缩的码流组织进行了深入的研究,得到了如下的成果：第一,对T1编码和无损压缩的码流组织原理做了深入的研究,修改jasper源代码,增加了输出小波变换后的数据,在PC机上用C语言实现了对小波变换后的数据进行T1块编码和无损压缩的码流组织,得到了jpc格式的文件,并用第三方软件Force Vision进行了验证。第二,为了在Altera的NiosⅡ上实现码流组织,以NiosⅡ标准型CPU为核心,构建了SOPC系统,系统包含Avalon总线、时钟系统、片上片外存贮器及一些接口等,移植了裁剪后的uclinux操作系统内核和文件系统,成功的将PC机上的C程序移植到SOPC系统,得到了jpc格式的文件,并用第三方软件Force Vision验证。第三,编写了T1编码的verilog程序,其中系数位平面编码中采用三个状态机控制编码操作,并采用局部优化和模板数据缓冲技术,提出了一种简单、灵活的新结构,提高了编码效率,减小了硬件实现的资源消耗,在码块处理上具有很大灵活性,并对它们总体进行了仿真和逻辑综合,然后在FPGA进行了验证。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.2 论文研究内容和结构
• 2 JPEG 2000核心编码系统
• 2.1 核心编码流程
• 2.1.1 核心编码流程图
• 2.1.2 系统规划
• 2.2 系数位平面编码
• 2.3 算术编码
• 2.4 码流组织
• 2.4.1 码流结构
• 2.4.2 头、标记和标记段
• 2.4.3 数据包
• 2.4.4 渐进顺序
• 2.4.5 编码实例
• 2.5 小结
• 3 T1编码和无损压缩码流组织的实现
• 3.1 获取小波变换后的数据
• 3.2 基于pc机的c语言实现
• 3.3 基于NiosⅡ的c语言实现
• 3.3.1 NiosⅡ简介
• 3.3.2 硬件架构
• 3.3.3 裁剪后的uclinux内核和文件系统的移植
• 3.3.4 makefile和应用程序编译
• 3.3.5 FPGA运行结果
• 3.4 小结
• 4 T1编码的verilog实现
• 4.1 系数位平面编码的verilog实现
• 4.1.1 系数位平面编码硬件架构
• 4.1.2 系数位平面编码核心状态机的实现
• 4.1.3 局部优化设计
• 4.1.4 码块处理的灵活性
• 4.1.5 系数位平面编码实验结果
• 4.2 算术编码的verilog实现
• 4.2.1 算术编码的编码流程
• 4.2.2 MPS和LPS编码流程
• 4.2.3 算术编码核心状态机的实现
• 4.2.4 算术编码的实验结果
• 4.3 T1编码的仿真结果
• 4.3.1 T1编码的前仿结果
• 4.3.2 综合及后仿真
• 4.3.3 FPGA测试结果
• 4.4 小结
• 5 结论和展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 在校学习期间所发表的论文、专利、获奖及社会评价等