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基于Blackfin561的JPEG2000 压缩算法实现及优化

作者:时间:2009-12-11来源:网络收藏

O 引言
数字图像标准是国际标准组织(ISO)和国际电信联盟(ITU)联合制定的新一代静止图像标准。与以往的标准相比,标准具有很多优点。它不仅仅在图像编码过程中能保证良好的图像质量,而且还具有现代图像压缩所要求的新性能,如同时支持有损压缩和无损压缩两种模式、保证在图像传输过程中的容错性、支持感兴趣区域编码等。但是,由于新技术的引入,复杂度也相应提高,在实际应用中,JPEG2000并不如想象中的那么应用广泛。而DSP由于其丰富灵活的指令集、特殊的内部结构、超强的数据吞吐能力及运算速度,使得以DSP处理器为核心的方法成为JPEG2000的一种有效途径。

本文引用地址:http://www.amcfsurvey.com/article/152240.htm


1 JPEG2000系统的组成原理
JPEG2000相对于JPEG的最大改进就是以离散小波变换(DWT)代替了DCT编码。JPEG2000的编解码流程如图1所示。本系统首先对源图像数据进行离散小波变换,然后对变换后的小波系数进行量化,接着对量化后的数据熵编码,最后形成输出码流。解码器是编码器的逆过程,解码时,首先对码流进行熵解码,然后解量化和小波反变换,最后生成重建图像数据。

通过预处理可为不同类型的图像提供一个统一的接口,以便于后续使用同样的编码器进行处理,这一步骤是将多种类型的图像压缩加入到统一框架中的关键。它主要包括三个步骤:图像分片、直流平移和分量变换。
小波的多分辨率分析特性使之既可高效地描述图像的平坦区域,又可有效地表示图像信号的局部突变(即图像的边缘轮廓部分),它在空域和频域都有良好的局部性,因而能够聚焦到图像的任意细节。
截断嵌入块编码(The Embedded BlockCoding with Optimized Truncation,简称EBCOT)是JPEG2000标准的核心,它不仅能对图像进行有效压缩,同时,其产生的码流还具有分辨率可伸缩性、信噪比可伸缩性、随机访问和处理等非常好的特性。EBCOT分Tierl和Tier2两部分,EBCOT可将子带分成互不重叠的编码块,每个编码块的比特层编码称为Tierl;然后对所有编码块的编码流进行截断排序和打包等处理,以使其成为Tier2。


2 Blackfin56l处理器
Blackfin处理器是一类专为满足当今嵌入式音频、视频和通信应用的计算要求和功耗约束条件而设计的新型32位DSP。Blackfin处理器主要ADI和Intel公司联合开发的微信号架构(MSA),它将一个32位RISC型指令集和双16位乘法累加(MAC)信号处理功能与通用型微控制器所具有的易用性组合在了一起。是Blackfin处理器系列中的新型对称双核处理器成员,可在相同的频率条件下性能的翻番。该器件具有以下特点:
(1)高性能的处理器内核
Blackfin处理器架构一个10级RISCMCU/DSP流水线和一个专为最佳代码密度而设计的混合16/32位指令集架构。具有两个内核频率可达600MHz的处理器,可提供高效RISC MCU控制任务执行能力。
(2)高带宽DMA能力
具有多个独立的DMA控制器,这些控制器可支持自动数据传输,而且所需的处理器内核开销极少。DMA传输可出现于内部存储器和诸多具有DMA功能的外设之间。传输也有可能出现于外设和与外部存储器接口相连的外部器件之间,包括SDRAM控制器和异步存储器控制器。
(3)专用视频指令
除了具有对8位数据以及许多像素处理所常用的字长的固有支持之外,Blackfin处理器架构还包括专为增强视频处理应用而定义的指令。
(4)高效控制处理


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