基于FPGA的9/7小波在图像压缩中的研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 林守惠 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2008-06-07 |
| 授予单位 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 |
| 导师 | 汶德胜 |
| 关键词 | CCSDS 9/7整数小波变换 FPGA 硬件实现 |
| 学位专业 | 信号与信息处理 |
| 中文摘要 | 星载图像是深空探测和近地观测所得数据的重要载体，在航天和社会经济生活领域发挥着重要作用。由于星载图像的数据量巨大，而传输信道的带宽有限，它们之间的存在着矛盾并日渐突出。因此，有必要采用实时、高效的图像压缩算法来减少图像的存储容量和传输带宽。近年来，静止图像压缩技术突飞猛进，涌现出一大批诸如JPEG2000、SPIHT等优秀的图像压缩算法，但这些算法在空间探测领域都有自己的不足，限制了在该领域的应用。为此，空间数据系统咨询委员会（CCSDS）组织提出了针对星载图像的压缩算法。该算法复杂度低，并行性好，支持高速低功耗硬件实现，能实现对空间数据的实时处理，在空间探测领域具有良好的应用前景。针对星载图像的特点，本文研究了CCSDS图像压缩算法中应用于无损压缩的9/7整数小波变换，并在提升小波算法的基础上提出了基于CCSDS的二维提升小波变换核的FPGA设计。采用内部RAM循环覆盖方式和流水结构，充分利用FPGA存储资源，实现了行变换与列变换同时进行的系统设计。同时把常系数乘法优化为最少的移位加操作，加快了运算速度，减小了电路规模。整个系统采用VHDL语言进行硬件描述，在Quartus II环境下编译和仿真，并针对Altera公司的Cyclone II系列EP2C20Q240的FPGA芯片进行了适配，得到的结果与Matlab软件仿真的结果完全相同，验证了系统设计的可行性。搭建了9/7整数小波变换系统的硬件平台，通过Cypress公司的68013型USB接口实现了与PC机的高速数据传输，提高了系统验证的工作效率。实验证明，该系统工作稳定，使用Cyclone II FPGA EP2C20Q240对128×128×8bit的星图进行处理，系统时钟可以达到30M以上，具有实时处理的能力，基本满足了设计要求。 |
| 学科主题 | 信号与信息处理 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2011-10-09 |
| 页码 | 91 |
| 源URL | [http://ir.opt.ac.cn/handle/181661/12240]  |
| 专题 | 西安光学精密机械研究所_中国科学院西安光学精密机械研究所(2010年前) |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 林守惠. 基于FPGA的9/7小波在图像压缩中的研究[D]. 中国科学院西安光学精密机械研究所. 2008. |
入库方式： OAI收割
来源：西安光学精密机械研究所
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