FPGA优化提升小波+SPIHT编解码：高效图像压缩方案

本文档主要探讨了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的提升小波变换联合选择性部分保持编码(SPIHT)编解码方法的优化策略。当前，小波变换与传统的SPIHT算法在图像压缩应用中面临复杂度高和压缩效率不理想的问题。为了克服这些局限，研究者赵柏山、徐丽和张帆提出了创新性解决方案。 首先，他们选择了性能优越的9/7提升小波作为变换基础，将其应用到三级提升小波变换中。提升小波变换是一种改进的离散小波变换，它通过引入额外的系数来增强频率分辨率，从而提供更好的信号分解。通过这种方式，作者将原本的二维变换转化为一维操作，显著提高了硬件实现的并行度，减少了硬件资源的需求，进而降低了算法的复杂度，缩短了处理时间。 其次，针对SPIHT算法，作者们进行了进一步的优化。在编码过程中，他们对高频系数进行了截位处理，即通过对不重要的高频系数进行简化，去除了不必要的冗余信息。这种策略有助于提高编码效率，使得压缩后的数据量更加紧凑。这种做法在牺牲少量细节信息的同时，提升了整体编码的效率。 实验结果显示，相比于传统的SPIHT算法，基于FPGA的改进方法在保持或甚至提升图像压缩质量的同时，显著降低了硬件实现的复杂度和所需的资源。这使得该方法在实际应用中具有更高的实用性，尤其是在实时性和嵌入式系统中，对于图像压缩的实时处理能力有着明显的优势。 这篇论文提出了一种结合FPGA技术的小波变换与SPIHT编码解码的新策略，不仅提高了图像压缩的性能，还为硬件实现提供了更为高效的设计方案。该研究对于提升图像处理系统的效率和便携性具有重要的理论和实践意义。