基於FPGA的快速9/7整形離散小波變換系統

2021-01-15 電子產品世界

　　美國空間數據系統諮詢委員會(簡稱CCSDS)於2005年推出一套適用於空間領域的圖像壓縮標準，標準使用了離散小波變換為核心算法，推薦使用9／7整數離散小波變換實現無損圖像壓縮，由於該算法結構簡單，易於硬體設計實現，因此可以用FPGA來實現提升小波算法。

　　1 CCSDS圖像壓縮標準中的小波變換

　　CCSDS圖像壓縮算法主要包括兩個功能模塊：前一部分是對遙感圖像數據進行離散小波變換，去除圖像數據之間的冗餘；後一部分是對去相關後的圖像數據進行位平面壓縮編碼，如圖1所示。

　　CCSDS標準推薦使用9／7離散小波濾波器對圖像數據進行變換，即濾波器的低通係數為9個，濾波器的高通係數為7個。對於長度為2N待變換圖像的原始數據Xk(k=0，1，2，…，2N-1)，其整形小波變換公式如式(1)～式(6)所示。

　　其中，[]為對數據進行下取整操作；Cj為低通小波係數輸出；Dj為高通小波係數輸出。為了避免乘法器運算的繁瑣，對公式進行了變形，採用加法器和移位操作實現公式的運算，提高了運算速度。


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