基于FPA的图像压缩与解码.doc

基于FPGA的图像压缩传输与解码 硬件设计部分 一、硬件完成的功能定义 1.使用FPGA普通端口作为GPIO使用。 2.使用FPGA开发板的50MHZ时钟分频后25MHZ作为VGA输出时钟。 3.时钟频率25MHZ完成行扫描信号计数。 4.时钟频率25MHZ完成祯扫描信号计数，并完成祯计数。 5.在行,场信号有效范围内进行VGA数据输出。 二、顶层模块划分 顶层的输入输出定义 信号名 输入/输出/Inout 说明 iCLK_50 输入 FPGA系统时钟50MHZ iCLRN 输入 保证整个系统复位 oVGA_R 输出 vga数据输出R通道 10bit oVGA_G 输出 vga数据输出G通道 10bit oVGA_B 输出 vga数据输出B通道 10bit oVGA_SYNC_N 输出 低电频控制信号 oVGA_BLANK_N 输出 控制ADV7123模拟信号 oVGA_CLOCK 输出 vga输出时钟25MHZ oVGA_HS 输出 行同步信号 oVGA_VS 输出 场同步信号 顶层模块输入、输出之间的时序关系: vag输入时钟50mhz，分频产生25mhz,作为vga输出时钟，PLL倍频，200mhz作为cpu时钟，UART接收来自串口数据。软件读取数据，处理后，输出数据。 软件设计部分 一、软件功能定义1 获取发送数据， 二：软件设计的总体设计及结构图 三：软件详细设计 1:用matlab取图像的reb值，将取出的rgb值写入文件。 2：读取rbg值，将十六进制数表示的rgb值转化为以该asc||值对应的字符(减少信息传输量)，将转化后的的字符写入文件中。 3:对转化后的文件数据进行压缩，发送目标文件格式为， 文件头信息，发送文件的起始信息，用来判定开始发送数据，用三个字节，信息数据为GCL,一个字节表示最后一个字节的有效位，最后一个字节有效位为0bit- 8bit之间，一个字节表示文件中rgb的种类，0-255， 四字节，表示整个压缩文件的大小，其后数据格式为，字符及字符对应的出现次数，即字符频度信息，字符频度之后对应的是压缩信息。 4：具体软件的实现： Matlab取图片rgb值，写入rgb.txt文件中，处理得到对应字符文件，读取文件统计rgb值得种类及每种rgb值出现的次数。 根据统计rgb值得种类及次数，生成huffman树。 由生成的huffman树，递归生成huffmancode。 根据reb.txt文件内容和huffmancode生成压缩信。 四、软件功能测试 1:手工构造最简单的huffman树，huffmancode,compress code。 2：显示软件统计字符及频度与最小模型是否一样。 3:显示软件生成的huffmantab与最小模型huffmantab是否一样。 4：显示软件递归生成的huffmantab code与最小模型huffmantab code是否一样。 5显示软件递归生成compresse code与最小模型compress code是否一样。 一:软件功能定义2 UART串口发射接收。该模块主要用于数据发送与接收,UART_RXD作为接收端，UART_TXD作为发射端， 二：软件设计的总体设计及结构图 三：软件详细设计 1：初始化UART，将UART设置为单字节触发模, UART-STATUS.BITS.RRDY = 0; UART-SIATUS.BITS.TRDY =0 ; UART-DIVISOR.WORD=(unsigned int)(ALT_CPU_FREQ/baudrate+0.5); 将接收寄存器和发射中断状态寄存器清零，避免初始值得影响。同时设置发送速率，即波特率。 2：UART接收模块，当接到数据时，中断寄存器置位，进入中断服务程序，读取接收bufer中的数据，并将UART-STATUS.BITS.RRDY清零， 3：UART发射模块，将发送数据写入发送bufer中，当数据被发送成功之后，发送数据的状态寄存器位UART-SIATUS.BITS.TRDY自动置1，发送下一个数据前，需