JPEG2000中位平面编码的研究与FPGA实现的开题报告

JPEG2000中位平面编码的研究与FPGA实现的开题报告一、选题背景JPEG2000是当前广泛应用的一种图像压缩标准，采用离散小波变换（DiscreteWaveletTransform，DWT）作为压缩方法，具有较高的压缩比和良好的视觉质量。其中，位平面编码（BitPlaneCoding，BPC）是JPEG2000的一种重要编码方式。在处理和传输过程中，由于不同的位平面对应不同的大小，因此可以根据数据的重要性对每个位平面进行不同的压缩，以达到更好的效果。由于BPC编码是基于互联网快速，随机存取的优点，它可以在网络上实现快速的图像传输和存储。随着FPGA技术的飞速发展，越来越多的研究者将JPEG2000图像压缩算法应用于FPGA中，以满足低功耗，高性能，可靠性等要求。因此将位平面编码算法应用于FPGA中是有必要的，并且可以提高位平面编码的压缩速度和减少系统多余的存储资源。二、研究目标本课题主要研究BPC算法在FPGA中的设计与实现，具体研究包括：1.对BPC编码算法进行深入研究，采用数据流架构进行优化。2.设计针对FPGA实现的BPC编码的体系结构并进行仿真验证。3.实现未来高清图像传输领域中的位平面编码算法，满足要求。三、研究内容1.JPEG2000位平面编码算法的原理与实现方法；2.数据流架构的设计原则及在位平面编码算法优化中的应用；3.基于FPGA的编码器设计原理和实现方法；4.位平面编码算法在FPGA中的设计与实现；5.仿真验证和实验结果分析。四、拟解决的关键问题1.如何把JPEG2000算法的BPC编码应用于FPGA中；2.如何确定设计指标和优化目标，如吞吐量，时钟频率，功耗等；3.如何完成FPGA的BPC硬件设计和系统集成；4.如何进行仿真验证并对实验结果进行比较分析。五、预期效果1.设计一种高效的BPC编码器，并实现基于FPGA的硬件设计；2.提高BPC编码算法的压缩速度和减少系统多余的存储资源；3.实现未来高清图像传输领域中的位平面编码算法，满足要求。六、研究方法1.全面了解JPEG2000的BPC编码原理，掌握BPC编码的优化方法和数据流架构的设计；2.学习FPGA的硬件设计和算法实现方法；3.采用VHDL和Verilog等硬件语言设计和模拟测试；4.使用Quartus和ModelSim等开发工具进行测试和验证。七、进度安排第1-2周：研究JPEG2000的BPC编码原理和相关优化算法；第3-4周：确定设计目标和指标，制定硬件设计方案；第5-6周：实现FPGA的BPC编码器硬件设计，并进行仿真验证；第7-8周：对比实验结果分析和优化措施；第9-10周：完善论文撰写，并准备答辩。八、参考文献[1]TaubernatD;MianQ;HallM.Comparisonoflowpowermemoryarchitecturesformobilesystems,ElectronicsLetters,2005[2]González-Rodríguez,Joaquín;Pérez-González,Fernando.Astudyoftheeffectofarithmeticandgeometricmeansonbitplaneencoding.IEEETransactionsonImageProcessing,2004[3]ManishVishwakarma,AnilKumar,andAartiSingh.AnFPGAImplementationofMultiresolutionBit-PlaneCodingAlgorithmBasedonJPEG2000.IEEETENSYMP,2013.[4]TahaSiretou;JunZhang;WeiweiYue.FPGASampledWaveletTransformforImageCompressioninJPEG2000.IEEEISPACS,2007.[5]JinhuiMa,XuejunZhang,XiaofengWang.DesignandImplementationofaLosslessImageC