[发明专利]一种并行提升9/7小波基的VLSI结构

说明书

技术领域

本发明属于图像压缩处理中的小波变换领域，具体涉及一种并行提升9/7小波基的VLSI结构。

背景技术

随着卫星遥感技术的发展和对传输式观测卫星遥感图像质量要求的不断提高，航天遥感图像的分辨率和采样率也越来越高，由此引起高分辨率遥感图像数据存储量和传输数据量的急剧增长。为了尽量保持高分辨率遥感图像所具有的信息，必须解决输入数据码速率和传输信道带宽之间的矛盾，因此星载环境高分辨率遥感图像数据的高速、实时、大压缩比压缩编码是解决数传带宽和信息保持之间矛盾的关键技术。作为最新的静止图像压缩国际标准，JPEG2000在遥感图像等海量数据压缩方面提供了很好的技术支持和具有优秀的压缩性能。而在JPEG2000算法中，一个比较核心的关键技术就是小波变换技术。传统双正交97(CDF97)小波基具有线性相位，具有良好的压缩性能，因此被JPEG2000图像压缩标准所采用，也被大多数基于小波的图像压缩算法所采用。提升型小波变换能够有效减少算术运算单元的数目和寄存器的数量，但是基于提升算法的小波变换比基于卷积运算的小波变换结构实现关键路径较长。Chao-Tsung HUANG的论文——Flipping structure：an efficient VLSIarchitecture for lifting-based discrete wavelet transform，IEEE Trans.onSignal Processing.2004，52(4)：1080-1089，和Cheng-Yi Xiong的论文——ANote on“Flipping Structure：An Efficient VLSI Architecture forLifting-Based Discrete Wavelet Transform，IEEE Trans.on SignalProcessing.2006，54(5)：1910-1916.提出了各种一维CDF97小波变换的超大规模集成电路(VLSI)结构，从而减少了关键路径延时。但是，这些变换结构都是基于CDF97小波变换。由于其小波变换提升系数均是无理数，在计算过程中需要使用大量的浮点乘法运算，因此，通过各种结构变换之后，由于存在舍入误差，其压缩性能不一定最佳。

发明内容

本发明提出一种并行提升9/7小波基的VLSI结构，目的在于有效减少所需的硬件资源，提高最大工作频率，以适于高速、硬件资源要求比较严格的应用场合。

本发明的一种并行提升9/7小波基的VLSI结构，包括四个实现不同提升步骤的处理单元，各处理单元由乘法器，加法器，反相器和延时寄存器组成，其特征在于：

(1)所述第一处理单元的输入、输出为：

H⁽⁰⁾(n)＝x(2n+1)，L⁽⁰⁾(n)＝x(2n)；

H⁽¹⁾(n)＝L⁽⁰⁾(n)+L⁽⁰⁾(n+1)-H⁽⁰⁾(n)，L⁽¹⁾(n)＝aL⁽⁰⁾(n)；

(2)所述第二处理单元的输入、输出为：

H⁽²⁾(n)＝bH⁽¹⁾(n)，L⁽²⁾(n)＝H⁽¹⁾(n)+H⁽¹⁾(n-1)-L⁽¹⁾(n)；

(3)所述第三处理单元的输入、输出为：

H⁽³⁾(n)＝L⁽²⁾(n)+L⁽²⁾(n+1)-H⁽²⁾(n)，L⁽³⁾(n)＝cL⁽²⁾(n)；

(4)所述第四处理单元的输入、输出为：

H⁽⁴⁾(n)＝H⁽³⁾(n)，L⁽⁴⁾(n)＝H⁽³⁾(n)+H⁽³⁾(n-1)-L⁽³⁾(n)；

(5)所述第四处理单元的两个输出值分别送到两个输出乘法器进行缩放操作：

H(n)＝H⁽⁴⁾(n)K₁，L(n)＝L⁽⁴⁾(n)K₂；