基于提升机构的二维离散小波的FPGA设计

论文题目: 基于提升机构的二维离散小波的FPGA设计

论文类型: 硕士论文

论文专业: 通信与信息系统

作者: 王纲毅

导师: 柳健

关键词: 二维小波变换,提升算法,整数小波,图像压缩

文献来源: 华中科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: q在卫星遥感设备中,随着遥感技术的发展和对传输式观测卫星遥感图像质量要求的不断提高,航天遥感图像的分辨率和采样率也越来越高,由此引起高分辨率遥感图像数据存储量和传输数据量的急剧增长,然而卫星信道带宽有限。为了尽量保持高分辨率遥感图像所具有的信息,必须解决输入数据码率和传输信道带宽之间的矛盾。所以星载高分辨率遥感图像数据的高保真、实时、大压缩比压缩技术就成了解决这一矛盾的关键技术。FPGA 器件为实现数据压缩提供了一种压缩算法的硬件实现的一个理想的平台。FPGA 器件集成度高,体积小,通过用户编程实现专门应用的功能。它允许电路设计者利用基于计算机的开发平台,经过设计输入,仿真,测试和校验,直到达到预期的结果,减少了开发周期。小波变换能够适应现代图像压缩所需要的如多分辨率、多层质量控制等要求,在较大压缩比下,小波图像压缩质量明显好于DCT 变换,因此小波变换成为新一代压缩标准JPEG2000 的核心算法。同时,小波变换的提升算法结构简单,能够实现快速算法,有利于硬件实现,因此提升小波变换对于采用FPGA 或ASIC 来实现图像变换来说是很好的选择。本文针对卫星遥感图像的数据流,主要研究可以对卫星图像进行实时二维小波变换的方案。针对提升小波变换的VLSI 结构和FPGA 设计中的关键技术,从边界延拓、滤波器结构、整数小波、定点运算、原位运算等方面进行了研究和讨论,并且完成了针对卫星遥感图像的分块二维9/7 提升小波变换的FPGA 实现。采用Verilog 语言对设计进行了仿真验证,并将仿真结果同matlab 仿真结果进行了比较,比较结果表明该方案能实现对卫星遥感图像数据流的二维提升小波变换的功能。同时Quartus II 综合结果也表明,系统时钟能够工作在很高的频率,可以满足高速实时对卫星图像的小波变换处理。

论文目录:

摘要

Abstract

1 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文主要研究内容

2 小波变换应用于图像压缩

2．1 图像压缩基础

2．2 基于小波变换的图像压缩编码

2．3 本章小结

3 小波变换的硬件平台和软件开发平台

3．1 硬件平台介绍

3．2 软件平台介绍

3．3 本章小结

4 二维小波变换的FPGA 设计

4．1 数据位宽的确定

4．2 二维小波变换结构

4．3 一维提升小波滤波器设计

4．4 分块二维提升小波设计

4．5 本章小结

5 本设计综合和仿真结果

5．1 ModleSim 仿真结果

5．2 Quartus II 综合结果

5．3 本章小结

6 全文总结

6．1 工作总结

6．2 进一步的工作

致谢

参考文献

附录作者在攻读硕士学位期间发表的论文

发布时间: 2006-04-05

参考文献

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基于提升机构的二维离散小波的FPGA设计

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