JPEG2000中位平面编码的研究与FPGA实现的开题报告 .pdfVIP

JPEG2000中位平面编码的研究与FPGA实现的开

题报告

一、选题背景

JPEG2000是当前广泛应用的一种图像压缩标准，采用离散小波变换

（DiscreteWaveletTransform，DWT）作为压缩方法，具有较高的压缩

比和良好的视觉质量。其中，位平面编码（BitPlaneCoding，BPC）是

JPEG2000的一种重要编码方式。在处理和传输过程中，由于不同的位平

面对应不同的大小，因此可以根据数据的重要性对每个位平面进行不同

的压缩，以达到更好的效果。由于BPC编码是基于互联网快速，随机存

取的优点，它可以在网络上实现快速的图像传输和存储。

随着FPGA技术的飞速发展，越来越多的研究者将JPEG2000图像压

缩算法应用于FPGA中，以满足低功耗，高性能，可靠性等要求。因此将

位平面编码算法应用于FPGA中是有必要的，并且可以提高位平面编码的

压缩速度和减少系统多余的存储资源。

二、研究目标

本课题主要研究BPC算法在FPGA中的设计与实现，具体研究包括：

1.对BPC编码算法进行深入研究，采用数据流架构进行优化。

2.设计针对FPGA实现的BPC编码的体系结构并进行仿真验证。

3.实现未来高清图像传输领域中的位平面编码算法，满足要求。

三、研究内容

1.JPEG2000位平面编码算法的原理与实现方法；

2.数据流架构的设计原则及在位平面编码算法优化中的应用；

3.基于FPGA的编码器设计原理和实现方法；

4.位平面编码算法在FPGA中的设计与实现；

5.仿真验证和实验结果分析。

四、拟解决的关键问题

1.如何把JPEG2000算法的BPC编码应用于FPGA中；

2.如何确定设计指标和优化目标，如吞吐量，时钟频率，功耗等；

3.如何完成FPGA的BPC硬件设计和系统集成；

4.如何进行仿真验证并对实验结果进行比较分析。

五、预期效果

1.设计一种高效的BPC编码器，并实现基于FPGA的硬件设计；

2.提高BPC编码算法的压缩速度和减少系统多余的存储资源；

3.实现未来高清图像传输领域中的位平面编码算法，满足要求。

六、研究方法

1.全面了解JPEG2000的BPC编码原理，掌握BPC编码的优化方法

和数据流架构的设计；

2.学习FPGA的硬件设计和算法实现方法；

3.采用VHDL和Verilog等硬件语言设计和模拟测试；

4.使用Quartus和ModelSim等开发工具进行测试和验证。

七、进度安排

第1-2周：研究JPEG2000的BPC编码原理和相关优化算法；

第3-4周：确定设计目标和指标，制定硬件设计方案；

第5-6周：实现FPGA的BPC编码器硬件设计，并进行仿真验证；

第7-8周：对比实验结果分析和优化措施；

第9-10周：完善论文撰写，并准备答辩。

八、参考文献

[1]TaubernatD;MianQ;HallM.Comparisonoflowpower

memoryarchitecturesformobilesystems,ElectronicsLetters,2005

[2]González-Rodríguez,Joaquín;Pérez-González,Fernando.A

studyoftheeffectofarithmeticandgeometricmeansonbitplane

encoding.IEEETransactionsonImageProcessing,2004

[3]ManishVishwakarma,AnilKumar,andAartiSingh.AnFPGA

ImplementationofMultiresolutionBit-PlaneCodingAlg