[发明专利]一种窄带准无损视频编码系统

说明书

本发明提出了一种窄带准无损视频编码系统，相比传统的小波变换的滤波器卷积运算，本发明的小波变换模块采用提升5/3离散小波，并且根据小波变换中提升系数的特点，采用映射结构替代通常的乘法运算，减少了关键路径延时，提升了变换速度；根据提升步骤的分裂、预测和更新特点，利用三级流水线实现一维小波变换，优化了硬件资源和速度，在很大程度上减少了变换过程转给你的计算量和存储需求，便于在硬件上实现小波变换；Tier1模块包含位平面编码和算术编码，位平面编码器的设计采用通道并行方案；在算术编码器的实现方式上，采用自适应二进制算术编码和五级流水线方式，提升了编码器的效率。

技术领域

本发明涉及数据压缩领域，尤其涉及一种窄带准无损视频编码系统。

背景技术

随着科学与技术的发展，人类生活中的数据量与日俱增，数据中心的算法变得更加复杂，运算量也随之增大。近年来，JPEG2000无损压缩在图像压缩领域有着广泛的应用，但是在已有的实现方案中，依然存在着处理过程复杂、运算量大以及编码效率低的问题，为解决上述问题，本发明提供一种窄带准无损视频编码系统，可以提高编码效率，减少计算量，降低关键路径上的延时。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种窄带准无损视频编码系统，可以提高编码效率，减少计算量，降低关键路径上的延时。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种窄带准无损视频编码系统，其包括顺次连接的预处理模块、小波变换模块、量化模块、TIER-1编码模块和TIER-2编码模块，预处理模块对原始图像的数据进行DC电平移位；

小波变换模块采用提升5/3离散小波，采用映射结构替代传统的乘法运算，并且利用三级流水线实现一维小波变换，得到小波系数；

量化模块对经过小波变换模块变换后的小波系数进行量化；

TIER-1编码模块对小波变换后的小波系数进行分开编码，并生成码字B；

TIER-2编码模块对TIER-1编码模块输出的码字B进行重组和码率控制，将码字B整合成符合JPEG2000标准的码流。

在以上技术方案的基础上，优选的，预处理模块包括瓦片划分单元、直流电平转换单元和色彩分量单元；

瓦片划分单元将原始图像划分成若干个具有固定尺寸的码块；

直流电平转换单元确保原始图像的数据保持在以0为中心的动态范围内；

色彩分量单元将原始图像的格式转换成YUV格式。

进一步优选的，小波变换模块包括行变换模块、中间转置缓存模块和列变换模块；

行变换模块完成码块水平方向上的变换，列变换模块完成码块垂直方向上的变换，行变换模块和列变换模块的架构组成相同；

中间转置缓存模块将行变换模块变换后的数据按照行方向方式写入到按照列方向方式输出。

进一步优选的，行变换模块完成码块水平方向上的变换包括抽取、预测和更新三个可逆步骤；

抽取步骤为：将瓦片数据分成奇偶序列，列数从0开始计数；

预测步骤为：通过偶数列信号预测奇数列信号，得到高频信号，预测值与奇数列的差为细节信号；

更新步骤为：通过细节信号更新偶数列信号得到低频信号。

进一步优选的，实现抽取、预测和更新三个可逆步骤的运算逻辑资源包括一级流水线、二级流水线和三级流水线；

一级流水线包括相互连接的第一加法器和一级流水线寄存器；

二级流水线包括相互连接的第二加法器和二级流水线寄存器；