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CCSDS图像无损压缩及FPGA实现技术研究

作　者: 刘思颖
导　师: 郭宝龙
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: CCSDS 图像无损压缩离散小波变换位平面编码 FPGA
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 127次
引　用: 1次
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内容摘要

本文以图像无损压缩的硬件实现为核心,在深入分析CCSDS空间图像压缩标准的基础上,研究了基于FPGA的图像无损压缩编码器结构设计中的关键问题。首先研究多级整数小波变换的高速硬件结构:为了提高模块数据吞吐速率,针对折叠结构的多级变换频繁访问外存以及级间串行操作消耗运算时间的问题,提出了一种基于级间流水的三级变换结构,利用二维变换基于行的输入特点,将前级变换的输出直接提供给后级变换作为输入,中间不需要任何缓存,达到三级变换的直接实现的目的,并针对直接型流水结构后级变换资源利用率不高的问题,改进了后级二维变换结构,在处理速率不变的情况下实现了模块复用。随后研究位平面编码硬件结构中的关键问题。重点设计了熵编码器结构,针对位平面扫描与熵编码顺序不匹配的矛盾,设计了扫描信息存储器结构,通过为各阶段分配独立的存储器,并优化存储字结构的方法,完成编码顺序的转换,同时提高了熵编码器工作效率,减少其数据访问量。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 引言  7-8
  1.2 图像无损压缩与CCSDS 标准  8-11
    1.2.1 图像无损压缩算法的发展  8-9
    1.2.2 CCSDS 标准简介  9-10
    1.2.3 基于FPGA 的图像压缩系统  10-11
  1.3 论文主要工作与结构安排  11-13
第二章 CCSDS 图像压缩标准及其无损压缩  13-31
  2.1 概述  13
  2.2 小波变换  13-18
    2.2.1 小波变换理论  13-16
    2.2.2 CCSDS 算法中的小波分解  16-18
  2.3 位平面编码  18-28
    2.3.1 概述  18-22
    2.3.2 DC 系数编码与AC 系数位深度编码  22-24
    2.3.3 AC 系数编码  24-28
  2.4 CCSDS 压缩算法实现无损压缩及性能  28-30
  2.5 本章小结  30-31
第三章离散整数小波变换硬件结构设计  31-43
  3.1 二维小波变换器设计  31-37
    3.1.1 基于提升结构的一维行小波变换  31-34
    3.1.2 二维小波变换器结构  34-37
  3.2 级间流水的三级变换结构设计  37-39
  3.3 整数小波变换模块性能分析  39-41
  3.4 本章小结  41-43
第四章位平面编码器硬件结构研究  43-53
  4.1 编码器总体结构  43-45
  4.2 DC 与AC 块深度编码模块设计  45-48
    4.2.1 DC 与AC 块深度编码模块总体结构  45-47
    4.2.2 DC 与AC 块深度编码模块性能  47-48
  4.3 AC 熵编码结构设计  48-52
    4.3.1 位平面扫描与扫描缓存  48-49
    4.3.2 编码信息存储结构与熵编码  49-51
    4.3.3 存储空间与编码速度分析  51-52
  4.4 本章小结  52-53
第五章验证系统设计  53-59
  5.1 软件仿真测试方案  53-54
  5.2 硬件系统测试  54-56
  5.3 验证结果  56-57
  5.4 本章小结  57-59
第六章总结与展望  59-61
  6.1 论文工作总结  59
  6.2 研究展望  59-61
致谢  61-63
参考文献  63-67

CCSDS图像无损压缩及FPGA实现技术研究

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