【摘 要】
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随着多媒体技术的迅速发展和人们对图像质量要求的不断提高，图像压缩技术成为研究的热点。传统的基于傅里叶分析的变换编码技术已经不能完全满足需求，而小波分析所具有的良好特
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随着多媒体技术的迅速发展和人们对图像质量要求的不断提高，图像压缩技术成为研究的热点。传统的基于傅里叶分析的变换编码技术已经不能完全满足需求，而小波分析所具有的良好特性使其成为变换编码技术中新的变换方法。JPEG2000图像压缩标准舍弃了以DCT为代表的分块变换方法和Huffman熵编码，采用离散小波变换(DWT)和最优嵌入式块编码(EBCOT)作为实现图像压缩的核心算法，具有比JPEG图像压缩标准更优的图像压缩特性。DWT作为JPEG2000图像压缩标准的核心部分之一，其性能直接影响到压缩图像的质量，因此，高效的DWT硬件电路结构设计和实现具有重要意义。
首先，本文深入研究了JPEG2000图像压缩标准和基于提升格式的离散小波变换理论，设计了JPEG2000图像压缩标准中离散小波变换的硬件实现方案;然后，采用流水线设计、内存读取乒乓操作和改进的时序设计等方法完成了该方案的硬件电路设计，采用VerilogHDL对设计进行RTL级描述，并在Modelsim软件中进行功能仿真;最后，使用FPGA开发平台并结合MATLAB软件对设计进行验证。仿真和验证结果表明，本设计正确地实现了三级二维离散小波变换的功能，且性能达到了实际应用的要求，但同时也反映出数据处理速度不够快、内存资源消耗大和灵活性差等缺点。
针对前面设计中存在的缺点，采用行列变换并行、内存复用和改进的流水线设计方法实现了改进结构的二维离散小波变换系统，并对该设计进行功能仿真和验证。与前一个设计的性能进行比较，改进结构的设计以适量的逻辑资源消耗增加获得了近4倍的数据处理速度，节省了近1/3的存储资源，系统的最大工作频率达到200MHz，可以对输入图像数据进行实时处理，灵活性明显增加。
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