高效多级离散小波变换超大规模集成架构

"本文提出了一种高效的多级离散小波变换超大规模集成架构，旨在降低硬件资源的消耗。该架构采用单时钟域内的低级展开和高级折叠策略，结合横向三输入扫描方式，利用9/7离散小波变换提升算法。在设计中，第1级变换模块是基于9/7提升算法构建的，第2级则采用了半折叠设计，而第3级及以上级别的变换被折叠到第2级架构上。实验结果证明，对于512像素×512像素的3级离散小波变换处理的输入图像，该架构的硬件效率相比于现有方案提升了57.1%以上。关键词包括图像处理、超大规模集成电路、内部折叠、小波变换和片外存储。" 在图像处理领域，小波变换是一种重要的信号分析工具，它能将复杂的信号分解成不同频段的简单成分，便于特征提取和信号压缩。离散小波变换（DWT）是小波理论在数字信号处理中的应用，常用于图像压缩、噪声消除和边缘检测等任务。9/7小波变换是一种常用的小波基函数，以其良好的重构质量和较低的计算复杂度著称。 本研究提出的多级离散小波变换架构针对超大规模集成电路（VLSI）设计，考虑了硬件资源的优化。内部折叠技术是降低硬件开销的一种方法，通过减少所需的逻辑单元和存储器，以适应更紧凑的芯片空间。在本文中，第2级变换的半折叠设计是为了平衡计算效率和资源利用率，而第3级及更高层次的变换折叠至第2级，进一步压缩了硬件需求。 单时钟域内的设计确保了整个系统的同步运行，提高了系统的稳定性和可靠性。横向三输入扫描方式是一种并行处理策略，可以加快数据处理速度，减少时钟周期数，这对于高速信号处理至关重要。同时，这种方法也有助于减小因数据延迟导致的系统瓶颈。 片外存储的提及意味着在处理大尺寸图像时，可能需要额外的外部存储空间来暂存中间结果或原始数据。这在处理高分辨率图像时尤为常见，因为内部存储容量有限。 这项工作为高性能、低资源消耗的图像处理提供了新的硬件实现方案，尤其适用于需要进行多级离散小波变换的应用。这种架构的设计思路和优化方法对未来的集成电路设计具有一定的参考价值，特别是在追求高效能和低功耗的现代电子设备中。