JPEG2000的5/3离散小波变换FPGA硬件实现

提出一种基于改进“内嵌延拓提升小波变换”(Combining the data-extension procedure into the lifting-based DWT core)快速算法的硬件结构,它无需额外的边界延拓过程。由于将其边界延拓过程内嵌于小波变换模块中,使该结构具有减少内存使用量,降低功耗,提高硬件利用率和运算速度的特点。这种改进结构经FPGA硬件仿真验证,适用于JPEG2000的5／3小波变换,当然也可用于其它各种实时图像压缩处理硬件系统。     

一种适合JPEG2000的5/3离散小波变换硬件系统结构

改进一种"内嵌延拓提升小波变换"(Combining the data-extension procedur into the liftingbased DWT core)[1]快速算法,提出一种基于该提升算法的5/3小波变换硬件系统结构,它无需额外的边界延拓过程.由于将其边界延拓过程内嵌于小波变换模块中,使该结构具有减少内存使用量,降低功耗,提高硬件利用率和运算速度的特点.这种结构经系统验证适用于JPEG2000的5/3小波无损变换,当然也可用于其它各种实时图像压缩处理硬件系统.     

改进的基于提升格式的DWT硬件实施方案

提升结构与传统的Mallat算法相比,降低了计算的复杂度,也提高了计算速度.最近又提出了一种翻转结构,它在提升格式的基础上进一步提高了计算速度.结合翻转结构,以9/7小波为例,设计了一种具有递归结构的硬件实施方案,实现了2级一维离散小波变换.并研究了翻转结构的系数量化方法,在整个设计中,实现了无乘法运算.测试结果证明,提出的这种硬件结构通过采用递归结构,把第二级小波变换插入到第一级变换的缝隙中,其硬件占用少,计算速度快,耗电量低.     

基于FPGA和CIS的纸币图像采集及5/3提升小波图像处理方法

文章介绍了一种基于FPGA和CIS传感器的纸币图像采集系统及其对应的提升小波处理方法.系统利用FPGA实现CIS图像传感器和高速A/D转换器所需的各种驱动信号,完成实时图像采集;同时以FP-GA为核心,在硬件平台上实现5/3提升小波算法,并在Xilinx开发软件环境下进行仿真.实验结果表明通过合理有效的硬件设计和Ver...     

小波视频图像处理技术

基于小波的视频图像压缩的理论，根据小波变换的基本特点，用小波视频图像处理的关键技术对现有小波视频图像处理技术进行分析，结合软件和硬件的实现方法提出小波视频图像处理的新方案。通过选取最佳的小波基和快速提升小波算法，实现了经小波变换处理后的图像细节部分清晰，层次感强，适合于高压缩比的应用领域要求。     

基于提升算法的二维离散小波变换VLSI设计

本文研究了提升格式的二维离散小波变换在硬件实现中遇到的问题,以提高运算速度、节省硬件资源、保证运算准确性及稳定性为原则,提出了一种有效的二维离散小波变换的VLSI结构,该结构采用了时分复用技术优化结构设计,实现了高、低频分量的交替输出。     

基于小波和可编程逻辑阵列的爆震控制

为提高汽油机爆震检测和控制精度,将离散小波变换算法和基于FPGA(Field-Program-mable Gate Array)的数字信号处理技术应用于爆震控制中.利用离散小波变换从汽油机的振动信号中提取出了轻微爆震特征,提出一种根据小波子带信号相对能量大小来评价爆震强度的指标和一种基于爆震反馈的点火提前角的控制策略.建立了基于小波算法的爆震控制模型,并进行了仿真实验验证,且将该模型在FPGA硬件上实现.结果表明:基于小波和FPGA的爆震控制方法能准确诊断出爆震,且适合于实时控制,能使汽油机在轻微爆震区工作,有利于提高汽油机的性能.     

二维5/3小波变换的结构设计与FPGA实现

给出了一种二维5／3小波变换的结构设计与FPGA实现的方法．采用提升的方法完成了一维结构的设计，能够有效地提高系统的数据处理能力．二维结构采用直接的行列分离变换方式，通过增加一个较小的内部RAM单元有效减少系统的控制复杂度．用可综合的Verilog硬件描述语言完成了对设计的描述．并在Quartus Ⅱ软什下进行了功能仿真和逻辑综合，以及综合后的时序仿真．通过硬件仿真结果与采用Matlab的软件仿真结果验证了设计的正确性．实验结果表明：该设计方案具有控制简单和较低的硬件资源需求的优点．     

一种高效存储多级二维9/7离散小波变换结构

针对JPEG2000图像压缩编码硬件实现中多级离散小波变换模块(DWT)与优化截断嵌入式模块(EBCOT)之间大量小波系数存储带来的缓存问题,提出了一种新型高效存储的多级二维9/7离散小波变换结构。首先,基于9/7小波变换提升算法,设计了可满足并行结构要求的基本处理单元,并在此基础上搭建了二维变换模块;然后采用一种新型的数据扫描方式,通过对图像分块并进行块间组合扫描,大幅降低了DWT模块与EBCOT模块间的小波系数缓存;最后根据数据扫描特点完成了非折叠结构多级二维小波变换模块的构建。仿真实验结果表明,三级9/7离散小波变换结构处理一幅大小为512×512像素的图像,对比已有硬件结构可节约存储资源40%以上。     

基于整型小波变换的SPIHT图象压缩算法

提升小波变换即第2代小波变换,可以实现图像的完全无损编码;SPIHT(集合分裂嵌入块编码)是基于小波变换的采用块状结构的图像编码算法。文中介绍了基于提升方法的整数小波变换和SPIHT图像编码算法,提出了用整数小波变换代替传统小波变换进行SPIHT图像编码。研究表明,比传统的小波变换更易于硬件实现。     

一种二维离散子波变换的滤波器结构

子波变换具有良好的时间（空间）频率局部化性能，在图象子带编码中，二维离散子波变换是一种接近理想的子带分析／综合子系统。本文提出一种利用一维离散子波变换实现二维有限长离散子波变换的方法，同时给出了二维离散子波正变换（ＤＷＴ）和反变换（ＩＤＷＴ）的滤波器实现结构。     

JPEG2000中高性能低存储的小波变换结构

本文提出了一种JPEG2000中高性能低存储的小波变换结构。该结构通过扩展原始图像数据的精度和有效保护提升步骤中的系数尾数,改善了整型小波变换的性能,提高了图像压缩的质量。同时,为了克服硬件实现中的大量小波系数存储,提出一种码块条带的小波系数存储方案。对子带内的码块条带存储器进行重复利用和有效调度,从存储和功耗两方面减少了硬件资源。实验结果表明,对分辨率为512×512的图像进行小波分解,码块大小选为32×32,采用本文结构的小波系数存储与存储整图小波系数相比可减少80％。整个系统已通过FPGA验证,且综合时钟频率可达到150MHz。     

一种小波域图像水印算法

提出了一种基于小波域的图像数字水印算法.该算法将相互正交的两种水印(鲁棒水印和参考水印)同时添加到经过DWT后的载体图像小波系数中,然后用小波反变换得到添加了水印的图像.用提取出的参考水印来估计图像所受到的攻击,由于提取出的鲁棒水印所受的攻击与参考水印受到的攻击一样,因此可以估计出原始的鲁棒水印.通过对嵌入水印的图像进行加入噪声、滤波、压缩以及裁剪等大量图像处理等试验,均能正确检测出水印,表明该算法具有很好的感知效果和鲁棒性.     

JPEG2000 DWT变换器和EBCOT编码器的VLSI结构设计

为了进行符合新一代静止图像压缩标准 JPEG2 0 0 0的图像编码 IP核设计 ,提出了基于 JPEG2 0 0 0标准的离散小波变换器 (DWT)和优化截断的嵌入式分块编码器 (E-BCOT)的 VL SI结构。DWT采用的空间组合推举体制算法(SCL A)将基于 9/ 7滤波器的标准推举 (lifting)算法体制快速的运算量降低了 5 / 12。EBCOT采用的并行运算和动态内存控制 (DMC)结构 ,在保证编码速度的前提下 ,最大限度减小了片内小波系数缓存量和访问频率。这 2项设计均可以作为单独的 IP核应用在其他需要高速图像处理的领域 ,如远程监控、数码相机等。     

一种可重构的离散和连续小波变换结构

提出了一种基于提升算法的连续和离散统一的小波变换算法，给出可重构的计算结构，包括可重构的提升节点阵列和地址发生器．为了验证该结构的正确性，在现场可编程门阵列平台上测试了离散的二维5/3和9／7变换（JPEG2000标准中采用）及连续的二维Hart变换，结果证明该设计具有普遍的兼容性．     

基于提升静态小波变换的风廓线雷达地杂波抑制方法

针对现有的基于离散小波变换(DWT)去风廓线雷达地杂波技术中最佳分解层数与阈值不好确定,且DWT不具有平移不变性的问题,介绍静态小波变换(sWT)的提升实现方法,提出一种基于提升SWT的风廓线雷达地杂波抑制方法。这种方法通过计算各层小波系数上的2阶原点矩来确定最佳分解层数,并以最邻近地杂波频段的2个频段的平均值作为阈值。由于采用提升实现方式,其运算量相对于传统的基于DWT去地杂波的方法并没有很大的提高,且能适用于较低杂信比的情况。仿真结果验证算法的有效性。     

JPEG 2000标准下二维离散小波变换高速VLSI结构设计

提出一种基于JPEG 2000标准下的二维离散小波变换高速VLSI结构,实现了提升离散小波变换.VLSI结构包含2个行滤波器、2个列滤波器和3个存储器模块;每个滤波器包含2个加法器和1个右移位除法器.行和列滤波器并行工作,整个结构的流水线设计方法增加了硬件资源利用率,加快了变换速度.二维离散小波变换结构已经过VHDL行为级仿真验证,并可作为单独的JPEG 2000 IP核应用于各种实时图像/视频芯片中.     

一种基于小波分量变换的人脸图像光照归一化算法

基于小波变换原理,提出一种基于小波分量变换的人脸图像光照归一化算法.人脸图像经过二维离散小波变换(DWT),被分解成4个子分量(LL,HL,LH,HH).将低频分量(LL)进行对数变换和分段线性变换,对高频分量(LH,HL,HH)进行Gamma变换.对所有子分量进行小波逆变换,对经小波重构后的人脸图像进行中值滤波.分别在Yale B和CMU-PIE人脸数据库中对本文算法进行光照归一化有效性试验;对比本文算法与其他22种光照归一化算法的处理时间及处理效果;进行分段线性变换和伽马变换参数比较试验及人脸识别试验.结果表明:本文算法执行速度快,处理效果好,人脸识别率高,适用于不同光照条件的人脸识别系统.     

7/5双正交小波的构造及图像编码应用

根据双正交小波精确重构条件,推导出了7/5双正交小波滤波器组的参数化表达式.该表达式参数可随意取值,因此能够任意构造具有不同特征的7/5线性相位小波滤波器.作为构造实例,构造了具有最佳编码增益的有理系数7/5小波滤波器.实验表明,它具有与CDF 9/7小波滤波器相似的图像压缩性能,而且其提升小波变换的计算效率可提高20%.