"JPEG2000核心编码C语言实现及图像验证系统设计"
JPEG2000是国际标准化组织(ISO)和国际电报电话咨询委员会(ITU-T)联合制定的一种高级静止图像压缩标准,它标志着图像压缩技术的一个新里程碑。与传统的JPEG标准相比,JPEG2000采用了离散小波变换(DWT)代替离散余弦变换(DCT),这一变化使得图像在多分辨率下具有更好的表示能力。同时,JPEG2000引入了嵌入式块编码优化技术(EBCOT),它允许码流在任意位置被截断,而不会破坏图像的整体质量,具有更高的压缩效率和更强的容错能力。
本文详细探讨了JPEG2000图像编码标准的优越性,包括其空间和频率域的双重优势,以及其能够提供逐层解码、ROI(感兴趣区域)优先解压等特性。作者在深入理解标准的基础上,实现了JPEG2000核心编码系统的关键组件,如小波变换、位平面编码和算术编码的C语言程序。这些组件是JPEG2000编码流程中的核心模块,对于理解和实现整个标准至关重要。
为了验证JPEG2000编码器的正确性和性能,作者设计并构建了一个基于FPGA的硬件验证平台。该平台包括了图像采集、存储和传输的功能,具体来说,通过FPGA来采集并口电脑眼的图像数据,将其存储在同步RAM(SRAM)中,然后通过通用异步收发传输器(UART)接口将图像数据传输到个人计算机(PC)。PC端的软件程序接收到数据后,能够显示所采集的图像,从而实现了JPEG2000编码过程的实时验证。
在硬件实现过程中,作者绘制了电路原理图和PCB布局,完成了硬件板卡的焊接和调试。这一阶段的工作不仅验证了JPEG2000编码算法的正确性,也为后续的软硬件协同设计提供了基础。最后,通过Verilog HDL语言编写了图像采集和UART接口模块的代码,经过仿真和逻辑综合,将设计下载到FPGA芯片中,实现了系统的实际运行和在线调试。
这篇硕士论文不仅贡献了JPEG2000核心编码的C语言实现,还构建了一个可用于FPGA验证的图像处理平台,这个平台不仅可用于JPEG2000标准的验证,还能作为通用的多媒体数据处理开发板使用,具有较高的实用价值和研究意义。关键词涉及JPEG2000、现场可编程门阵列(FPGA)、印制电路板(PCB)、嵌入式编码、截断编码和小波变换,这些都是该研究中的关键技术和概念。