JPEG2000中位平面編碼的研究與FPGA實現(xiàn)的開題報告

JPEG2000中位平面編碼的研究與FPGA實現(xiàn)的開題報告一、選題背景JPEG2000是當(dāng)前廣泛應(yīng)用的一種圖像壓縮標準，采用離散小波變換（DiscreteWaveletTransform，DWT）作為壓縮方法，具有較高的壓縮比和良好的視覺質(zhì)量。其中，位平面編碼（BitPlaneCoding，BPC）是JPEG2000的一種重要編碼方式。在處理和傳輸過程中，由于不同的位平面對應(yīng)不同的大小，因此可以根據(jù)數(shù)據(jù)的重要性對每個位平面進行不同的壓縮，以達到更好的效果。由于BPC編碼是基于互聯(lián)網(wǎng)快速，隨機存取的優(yōu)點，它可以在網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)快速的圖像傳輸和存儲。隨著FPGA技術(shù)的飛速發(fā)展，越來越多的研究者將JPEG2000圖像壓縮算法應(yīng)用于FPGA中，以滿足低功耗，高性能，可靠性等要求。因此將位平面編碼算法應(yīng)用于FPGA中是有必要的，并且可以提高位平面編碼的壓縮速度和減少系統(tǒng)多余的存儲資源。二、研究目標本課題主要研究BPC算法在FPGA中的設(shè)計與實現(xiàn)，具體研究包括：1.對BPC編碼算法進行深入研究，采用數(shù)據(jù)流架構(gòu)進行優(yōu)化。2.設(shè)計針對FPGA實現(xiàn)的BPC編碼的體系結(jié)構(gòu)并進行仿真驗證。3.實現(xiàn)未來高清圖像傳輸領(lǐng)域中的位平面編碼算法，滿足要求。三、研究內(nèi)容1.JPEG2000位平面編碼算法的原理與實現(xiàn)方法；2.數(shù)據(jù)流架構(gòu)的設(shè)計原則及在位平面編碼算法優(yōu)化中的應(yīng)用；3.基于FPGA的編碼器設(shè)計原理和實現(xiàn)方法；4.位平面編碼算法在FPGA中的設(shè)計與實現(xiàn)；5.仿真驗證和實驗結(jié)果分析。四、擬解決的關(guān)鍵問題1.如何把JPEG2000算法的BPC編碼應(yīng)用于FPGA中；2.如何確定設(shè)計指標和優(yōu)化目標，如吞吐量，時鐘頻率，功耗等；3.如何完成FPGA的BPC硬件設(shè)計和系統(tǒng)集成；4.如何進行仿真驗證并對實驗結(jié)果進行比較分析。五、預(yù)期效果1.設(shè)計一種高效的BPC編碼器，并實現(xiàn)基于FPGA的硬件設(shè)計；2.提高BPC編碼算法的壓縮速度和減少系統(tǒng)多余的存儲資源；3.實現(xiàn)未來高清圖像傳輸領(lǐng)域中的位平面編碼算法，滿足要求。六、研究方法1.全面了解JPEG2000的BPC編碼原理，掌握BPC編碼的優(yōu)化方法和數(shù)據(jù)流架構(gòu)的設(shè)計；2.學(xué)習(xí)FPGA的硬件設(shè)計和算法實現(xiàn)方法；3.采用VHDL和Verilog等硬件語言設(shè)計和模擬測試；4.使用Quartus和ModelSim等開發(fā)工具進行測試和驗證。七、進度安排第1-2周：研究JPEG2000的BPC編碼原理和相關(guān)優(yōu)化算法；第3-4周：確定設(shè)計目標和指標，制定硬件設(shè)計方案；第5-6周：實現(xiàn)FPGA的BPC編碼器硬件設(shè)計，并進行仿真驗證；第7-8周：對比實驗結(jié)果分析和優(yōu)化措施；第9-10周：完善論文撰寫，并準備答辯。八、參考文獻[1]TaubernatD;MianQ;HallM.Comparisonoflowpowermemoryarchitecturesformobilesystems,ElectronicsLetters,2005[2]González-Rodríguez,Joaquín;Pérez-González,Fernando.Astudyoftheeffectofarithmeticandgeometricmeansonbitplaneencoding.IEEETransactionsonImageProcessing,2004[3]ManishVishwakarma,AnilKumar,andAartiSingh.AnFPGAImplementationofMultiresolutionBit-PlaneCodingAlgorithmBasedonJPEG2000.IEEETENSYMP,2013.[4]TahaSiretou;JunZhang;WeiweiYue.FPGASampledWaveletTransformforImageCompressioninJPEG2000.IEEEISPACS,2007.[5]JinhuiMa,XuejunZhang,XiaofengWang.DesignandImplementationofaLosslessImageC