1. 研究目的与意义
基于小波的图像压缩方法是图像压缩领域发展较快的一个分支,而提升小波能够方便的构造从整数到整数的小波,为图像的无损压缩研究提供了有力的工具.近年来, 从整数到整数的小波以及提升小波已经广泛和成功地应用在许多领域, 如信号分析、图像处理、模式识别、医学成像与诊断和数字水印等等。
2. 国内外研究现状分析
W.Sweldens于1995年提出了基于提升方案的小波变换,也称为第二代小波变换。小波提升方案是实现小波变换的一种新方法,与传统的算法相比,具有计算速度快、占用内存少、可以实现整数变换的特点。Daubechies 已经证明,任何小波变换或具有有限长滤波器的两阶滤波变换都可以被分解成一系列简单的提升步骤,所有能够用传统算法实现的小波,都可以用提升方案实现。
目前常用于高速实时信号处理的硬件芯片分为两大类: 基于大规模可编程集成电路FPGA 的纯硬件实现方案和基于高速通用DSP 的软件实现方案。采用FPGA 的硬件实现方案硬件接口设计灵活, 可以和任意数字外围电路直接使用, 硬件设计简洁。目前得到应用的高端FPGA 有A ltera 公司的StratixII和X ilinx 公司的Vertix??II Pro等产品。基于高速通用DSP的软件实现方案代码设计灵活, 可以快速修改和调试信号处理程序。目前得到应用的高端DSP有AD I公司的T igerSHARC 系列和T I公司的TMS320C6000系列。
3. 研究的基本内容与计划
一、研究内容:1 提升小波算法,包含分解,预测和更新2 算法分析,包含内存需求分析,边界延拓处理和算法改进2 fpga系统实现3 性能分析,包含约束时钟频率,评估时钟频率和LUT资源使用率
二、研究计划:1 (2-3周) 查阅整理资料2 (4-6周) 掌握小波提升算法3 (7-9周) 熟悉simulink设计流程和Quartus24 (10-14周) 用Matlab和simulink的设计工具DSP Builder,设计提升小波变换Model, 并在Quartus II 工具下进行综合、仿真和下载,在Altera CycloneII 系列FPGA 上实现了5/3 提升小波变换的功能。5 (15-16周) 整理和完善毕业设计论文6 (17-18周) 准备答辩
4. 研究创新点
与离散傅立叶变换( dft )和离散余弦变换( dct)相比, 它具有良好的自适应时- 频窗口特性和多分辨率分析特性。
小波变换的应用越来越广泛, 但其需要大量的计算, 因此小波变换的硬件实现成为小波实时应用研究的一个基础而关键的问题。
本课题通过数据的移位运算简单而快速地实现了数据的乘除运算及取整操作, 通过各种数据寄存或锁存实现了处理数据的缓冲和小波变换的流水线处理,整个系统处理快捷, 节省内存。
