JPEG2000系统架构与EBCOT算术编码器硬件实现

"JPEG2000系统架构研究及EBCOT中算术编码器的硬件实现" JPEG2000是一种先进的静态图像压缩标准，以其出色的压缩性能和高度灵活性而备受推崇，被广泛认为在各个领域具有巨大的应用潜力。该标准的核心算法包括嵌入式优化截断块编码（EBCOT）和算术编码，特别是MQ编码器，这是EBCOT的重要组成部分。 MQ编码器是一种高效的熵编码器，它在JPEG2000中用于编码经过变换和量化后的图像数据。然而，MQ编码器的算法复杂度较高，导致软件实现时效率较低。因此，为了提升编码速度和效率，通常需要采用硬件加速的方法。 本文主要探讨了JPEG2000系统架构，并针对EBCOT中的MQ编码器进行了硬件实现。作者李萱在导师郭炜和赵峰的指导下，设计并实现了两种MQ编码器的硬件结构。一种是基于四级流水线的架构，另一种则是每周期编码两位的设计。这两种硬件实现都经过了软硬件协同验证，证实它们能够正确执行MQ编码功能，并且在编码速度上显著优于软件实现，适应了EBCOT中的并行通道位平面编码需求。 四级流水线的硬件结构优点在于占用的硬件资源少，功耗低，但编码速度相对较慢。而每周期编码两位的结构则实现了更高的编码速率，但其代价是增加了硬件面积和功耗。这意味着在实际应用中，可以根据具体需求和资源限制选择合适的硬件实现方案。 本研究对JPEG2000标准的EBCOT算法进行了深入探讨，特别是在MQ编码器的硬件实现方面取得了突破，为JPEG2000的高效实时编码提供了可能。通过对比不同硬件结构的性能，有助于未来在嵌入式系统和DSP平台上的优化设计。