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亚博|网页版登录-低功耗JPEG图像硬件解码器的设计

编辑:亚博网页版登录 来源:亚博网页版登录 创发布时间:2020-09-24阅读99407次
  

随着多媒体技术的蓬勃发展,视频编解码技术获得了突飞猛进的变革,人们先后制订了多个数字图像视频编解码标准。其中JPEG依然是目前最风行的静止图像传输格式,在手执设备和网络中有普遍的应用于。

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JPEG(JointPictureExpertGroup)是传输静态图像的国际标准。它的主要应用于是以传输的形式存储和传输静态图像,因此它在数字图像、数码相机、网页嵌入式图像和许多其它的领域中具有普遍的应用于。

随着移动终端、多媒体、Internet网络、通信以及图像扫瞄技术的发展,人们对图像数据处理的实时性拒绝更加低,用软件传输数据的方法早已难以达到实时性的拒绝。所以用硬件构建图像处理算法早已沦为必定的趋势,也沦为目前研究的热点问题。  为了构建数据的实时处理和低功耗应用于,本文明确提出了一种具有时钟管理机制的分段、仅有流水结构的JPEG解码器构建方案。  1JPEG解码算法  JPEG(JointPhotographicExpertsGroup)是一种适用范围很广的静态图像数据压缩标准。

JPEG传输是一种有损压缩,它利用了人的视觉系统特性,用于分析和无损压缩编码结合的方式去除视觉的校验信息和数据本身的校验信息。JPEG解码器还包括:霍夫曼(Huffman)解码、反分析(IQ)和IDCT转换。

在JPEG中,对于图像的解码是分块展开的。整个图像被区分为若干个88的数据块(MCU),每1个块对应于原图像的1个88的像素阵列。

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各行的编解码顺序从上到下,行内的编解码顺序从左到右[1]。  2分段Huffman解码器  HUFFMAN编码又称哈夫曼编码,是一种星型宽编码方式,是由美国数学家DavidHuffman创办的,是二叉树的一种类似转化成形式。

编码的原理是:将用于次数多的代码转换成长度较短的代码,而用于次数较少的可以用于较长的编码,并且维持编码的唯一可解性。Huffman算法的最显然的原则是:总计的(字符的统计数字*字符的编码长度)为大于,也就是权值(字符的统计数字*字符的编码长度)的和大于。  Huffman编码后代码的长度不完全一致,如果解码器用串行技术构建,由于其代码长度不完全一致,解法1个码字所需的周期数也不一样。对于实时系统,串行技术的效率较为较低。

另外,如果数据在传播过程中被噪声中断,整组数据就显得没价值了。针对这两方面的问题,本文明确提出如下的解决方案。

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如图1右图为Huffman解码的主要元件和算法流程。    算法流程:从输出末端提供32位的传输图像数据,分析输出的数据流,辨别出有码长,把输出的数据移位,同时从输出末端补足新的数据。输出的数据通过Huffman表格翻译成原始数据,萃取出有数据流中映射的符号位,经过一系列的乘法、除法运算后获得编码前的频率数据,与之前获得的符号位拆分后输送到输入内存。  本文使用的算法灵活性地利用了Huffman表的特点,避免了算法中的乘法运算,已完成码长的辨别只必须1个周期。

把码表的数据按照码长分类从小到大排序,再行把码长完全相同的数据按照码字的大小从小到大排序。每张表格按照排序后的顺序把码字对应的解码结果DR(DecodingResults)现金到ROM中。这样既不利于排序,必须的ROM也是大于的,合乎低功耗拒绝。排序的地址发生器由长度给定模块传送到的码长获得1个基地址,码长从输出数据中撷取倒数的几个与码长完全相同位数的bit作为位移地址,2个地址相乘就是DR留存的地址[2]。

  因关键bit经常出现的方位都是在码字的最后几位,因此根据码长将输出数据展开移位,使关键bit的最后1位经常出现在第n位,移位的结果只输入第n位以前的几个bit,这样的电路只必须1个只不受码长掌控的桶形移位寄存器。另外,再行为每张表格产生1个1串0再加1串1的地址修正串,有几个关键bit就有几个1,这部分电路逻辑非常简单且闲置的电路不多。用这个地址修正串和桶形移位寄存器的输入做到一个与逻辑运算,获得的就是准确的位移地址。由于Huffman表格必须官方入口的最久bit是9位,码长仅次于为19位,所以本文设计了1个19位输出、9位输入的桶形移位寄存器。

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改良后的电路面积增大到改良前的50%左右。_亚博|网页版登录。

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