【硕士论文】基于SOC设计方法的静止图像压缩处理算法研究与实现.pdf

《【硕士论文】基于SOC设计方法的静止图像压缩处理算法研究与实现.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、复旦大学硕士学位论文基于SOC设计方法的静止图像压缩处理算法研究与实现姓名：刘峰申请学位级别：硕士专业：微电子学与固体电子学指导教师：洪志良20030515摘要数字信号抗噪声性能良好等优点和数字通信技术的不断发展，使数字图像占据越来越重要的地位。但图像经离散化的数字处理后品质会受到影响：同时信息量剧增给有限的存储空间和传输带宽带来困难。要使数字图像真证得到广泛的应用，必须进行有效的处理和压缩。JPEG标准是由联合图像专家组于1991年提出的静态图像压缩的标准算法，目醣得到了广泛应用。本文采用基于离散余弦变换(DCT)的JPEG基本算法。从图像处理的基本原理出发，一种包含白平衡、伽玛校『F、

2、色彩内插、色彩校币、色空间变换和边界增强等功能的静止图像处理器结构被提出，能够有效改善数字图像质量。本论文从SOC设计的角度出发，设计实现了JPEGCODEC和静止图像处理器，并且成功集成在140万像素的数码相机芯片中。JPEGCODEC的系统集成设计实现了一个压缩和解压缩流程硬件共享的流水线结构，建立了良好的数据传输和反馈机制．并且合理规划了数据缓冲区，同时在设计中部分采用容错设计，提高了系统可靠性。本论文同时提出了一种新颖的二维DCT／IDCT的硬件实现。设计在正向和逆向变换过程中对主要的算术运算单元采用硬件复用的方法，达到了面积优化的目的；并对输入数据进行系数预判，在特定输入情况下有

3、效提高了处理速度和降低功耗；还根掘JPEG体系结构，在DCT变换和量化器之间建立动态的精度匹配，保证了不同压缩比下的图像质量和功耗效率。在整个设计过程中，本论文对SOC设计中的关键技术进行了研究和实践。主要包括硬件复用和多种低功耗设计技术，同时对流水线结构数据处理的内在冲突进行了分析并且提出了一些优化算法的思想。关键字：数字图像处理，图像压缩，JPEG标准，离散余弦变换，静止闰像处理，片上系统，专用集成电路，自动综合，硬件复用技术，流水线结构，低功耗设计AbstractDigitalImageisplayingamoreimportantrolenowadayswiththeadvanta

4、gessuchasgoodanti-noiseperformanceandtherapiddevelopmentofdigitalcommunication．Efficientprocessingandcompressionisneededtodealwiththelimitedtransferbandwidthandstorage．ThusJPEGstandardwasraisedbyIEEE1991andisnowwidelyused．AJPEGcodecASICchipbasedOnDCTisdesignedinthisthesis．AStillImageProcessorisals

5、odesignedtoimprovetheimagequality．Theimageprocessoroffersfunctionsincludingwhitebalance．Gammacorrection，colorinterpolationandedgeenhancement．TheJPEGcodecandimageprocessordesignedissuccessfullyembeddedintotheASICchipof140-pixelsdigitalcamera．JPEGcodecisbuiltinpipelinearchitecturewithhardwarere—useb

6、etweencompressionandde—compressionflow．EfficientdatatransferandfeedbackmechanismiSachievedbythereasonablearrangementofdatabuffers．Error-freetechniqueiSalsousedtoimprovetherobustofsystem．Thethesisdescribesafast2一DDCT／IDCTcorebasedonthemodifiedLoe们eralgorithm．Hardwarere-usehelpstorealizebothDCT／IDCT

7、withthesamearithmeticcircuittosavearea，Processingspeedandpowerdissipationiswelloptimizedforspecialinputswithpre-judgmentforinputdata．Dynamicprecisionmatchingwithquantizationensurestheimagequalityandpowerefficienc