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随着数字电影逐渐走入人们的生活,数字影院技术正经历着从无到有,再到被人们日益重视的高速发展阶段。与之相关的图像压缩解压,语音处理,数字加密等领域都引起了人们足够的重视。
图像质量是数字电影的灵魂,为了保证观众获得高品质的观影享受,数字电影采用更有效的图像编码模式。实验证明,针对数字电影的超高分辨率图像的应用,JPEG2000编码与H.264相比,无论观众的主观感受还是客观比较都有着更优秀的图像质量。因此,在美国好莱坞7家电影公司于2005年联合制定的DCI(digital cinema initiative)规范中,选择JPEG2000作为新一代高清数字电影的编码方式。
传统的数字电影解码系统多采用JPEG2000专用解码芯片+FPGA控制的模式,系统复杂度高,电路设计实现难度较大,而且专用芯片灵活性差,不利于系统升级以及新功能的扩展。本文提出了一种基于FPGA的JPEG2000解码系统,取代了传统的专用解码芯片,大大降低了数字电影图像解码系统的复杂度,更重要的是可以将数据解码和数据加密在同一块FPGA芯片中实现,既简化了电路,又可以有效降低未加密的图像数据在芯片间传输所造成的安全性方面的风险。经实验验证,本文提出的这种JPEG2000解码方式在不降低图像质量的情况下,有效降低了系统的复杂度,减少了数据传输,提高了安全性。
同时,本文还实现了DCI规范中要求的基于AES加密的CineLinkTM2系统,以保证从FPGA中输出的图像码流均为加密后的数据,保证了DCI规范中数据安全性方面的要求。