[發(fā)明專利]一種并行提升9/7小波基的VLSI結(jié)構(gòu)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710052272.6
• 申請日: 2007-05-23
• 公開（公告）號: CN101059866A
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田昕;田金文;譚毅華
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: G06T1/20
• 分類號: G06T1/20;G06T9/00;H04N7/26
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心
• 代理人: 方放

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于圖像壓縮處理中的小波變換領(lǐng)域，具體涉及一種并行提升9/7小波基的VLSI結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

隨著衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展和對傳輸式觀測衛(wèi)星遙感圖像質(zhì)量要求的不斷提高，航天遙感圖像的分辨率和采樣率也越來越高，由此引起高分辨率遙感圖像數(shù)據(jù)存儲量和傳輸數(shù)據(jù)量的急劇增長。為了盡量保持高分辨率遙感圖像所具有的信息，必須解決輸入數(shù)據(jù)碼速率和傳輸信道帶寬之間的矛盾，因此星載環(huán)境高分辨率遙感圖像數(shù)據(jù)的高速、實(shí)時、大壓縮比壓縮編碼是解決數(shù)傳帶寬和信息保持之間矛盾的關(guān)鍵技術(shù)。作為最新的靜止圖像壓縮國際標(biāo)準(zhǔn)，JPEG2000在遙感圖像等海量數(shù)據(jù)壓縮方面提供了很好的技術(shù)支持和具有優(yōu)秀的壓縮性能。而在JPEG2000算法中，一個比較核心的關(guān)鍵技術(shù)就是小波變換技術(shù)。傳統(tǒng)雙正交97(CDF97)小波基具有線性相位，具有良好的壓縮性能，因此被JPEG2000圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)所采用，也被大多數(shù)基于小波的圖像壓縮算法所采用。提升型小波變換能夠有效減少算術(shù)運(yùn)算單元的數(shù)目和寄存器的數(shù)量，但是基于提升算法的小波變換比基于卷積運(yùn)算的小波變換結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵路徑較長。Chao-Tsung?HUANG的論文——Flipping?structure：an?efficient?VLSIarchitecture?for?lifting-based?discrete?wavelet?transform，IEEE?Trans.onSignal?Processing.2004，52(4)：1080-1089，和Cheng-Yi?Xiong的論文——ANote?on“Flipping?Structure：An?Efficient?VLSI?Architecture?forLifting-Based?Discrete?Wavelet?Transform，IEEE?Trans.on?SignalProcessing.2006，54(5)：1910-1916.提出了各種一維CDF97小波變換的超大規(guī)模集成電路(VLSI)結(jié)構(gòu)，從而減少了關(guān)鍵路徑延時。但是，這些變換結(jié)構(gòu)都是基于CDF97小波變換。由于其小波變換提升系數(shù)均是無理數(shù)，在計算過程中需要使用大量的浮點(diǎn)乘法運(yùn)算，因此，通過各種結(jié)構(gòu)變換之后，由于存在舍入誤差，其壓縮性能不一定最佳。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種并行提升9/7小波基的VLSI結(jié)構(gòu)，目的在于有效減少所需的硬件資源，提高最大工作頻率，以適于高速、硬件資源要求比較嚴(yán)格的應(yīng)用場合。

本發(fā)明的一種并行提升9/7小波基的VLSI結(jié)構(gòu)，包括四個實(shí)現(xiàn)不同提升步驟的處理單元，各處理單元由乘法器，加法器，反相器和延時寄存器組成，其特征在于：

(1)所述第一處理單元的輸入、輸出為：

H⁽⁰⁾(n)＝x(2n+1)，L⁽⁰⁾(n)＝x(2n)；

H⁽¹⁾(n)＝L⁽⁰⁾(n)+L⁽⁰⁾(n+1)-H⁽⁰⁾(n)，L⁽¹⁾(n)＝aL⁽⁰⁾(n)；

(2)所述第二處理單元的輸入、輸出為：

H⁽²⁾(n)＝bH⁽¹⁾(n)，L⁽²⁾(n)＝H⁽¹⁾(n)+H⁽¹⁾(n-1)-L⁽¹⁾(n)；

(3)所述第三處理單元的輸入、輸出為：

H⁽³⁾(n)＝L⁽²⁾(n)+L⁽²⁾(n+1)-H⁽²⁾(n)，L⁽³⁾(n)＝cL⁽²⁾(n)；

(4)所述第四處理單元的輸入、輸出為：

H⁽⁴⁾(n)＝H⁽³⁾(n)，L⁽⁴⁾(n)＝H⁽³⁾(n)+H⁽³⁾(n-1)-L⁽³⁾(n)；

(5)所述第四處理單元的兩個輸出值分別送到兩個輸出乘法器進(jìn)行縮放操作：

H(n)＝H⁽⁴⁾(n)K₁，L(n)＝L⁽⁴⁾(n)K₂；