[发明专利]一种提高存储效率的二维离散小波变换结构设计方法

摘要

本发明涉及一种提高存储效率的二维离散小波变换结构设计方法，基于9/7小波提升算法进行改进，其特征在于，扫描方式优化：输入图像数据经过多级二维9/7DWT模块处理后得到的小波系数会进入EBCOT模块进行进一步处理；并行度优化：码块内数据采用硬件效率较高的横向并行扫描方式，每级二维DWT模块并行度降为上一级的1/2，消除非折叠结构级间的结构缓存，每一级控制只需修改码块大小参数即可；模块内数据传递优化：每个码块都需在其上边界和左边界接收数据，在其下边界和右边界传出数；采用存储单元复用方式，总体边界缓存相当于缓存每个基本编码块两边界；边界的数据传输即为变换模块中所传输的中间值D1、D2、D3与D4。

主权项

1.一种提高存储效率的二维离散小波变换结构设计方法，基于9/7小波提升算法进行改进，算法公式如(1)‑(10)：SL＝KH(2n+1)                     (9)式中：D1(n)～D4(n)为4个中间变量；H(2n+1)为归一化前的高频小波系数；L(2n)为归一化前的低频小波系数；x(n)代表原始输入像素值；n为像素点坐标；SH和SL代表变换产生的高频小波系数和低频小波系数；α、β、γ、δ和K为变换系数；对于二维变换，数据经过行列变换处理后最终得到4个小波系数即低频‑低频系数SLL、高频‑低频系数SHL、低频‑高频系数SLH和高频‑高频系数SHH，其特征在于，扫描方式优化：根据JPEG2000算法，输入图像数据经过多级二维9/7DWT模块处理后得到的小波系数会进入EBCOT模块进行进一步处理；对于一级二维结构，基于块扫描的结构可以直接得到离散小波系数码块，设定扫描的9/7DWT码块大小为2H×2H；对于两级二维结构，第一级产生的码块可直接供EBCOT模块处理，第二级变换在数据扫描时将相邻4个大小为2H×2H的码块组成DWT基本编码单元，以Z型方式进行扫描，相邻4个大小为H×H的SLL1码块可以在最短时间内产生EBCOT编码块；对于三级二维结构，为保证在三级变换中同时生成EBCOT编码块，对16个大小为2H×2H的码块进行Z型嵌套扫描；并行度优化：码块内数据采用硬件效率较高的横向并行扫描方式，每级二维DWT模块并行度降为上一级的1/2，消除非折叠结构级间的结构缓存，每一级控制只需修改码块大小参数即可；模块内数据传递优化：每个码块都需在其上边界和左边界接收数据，在其下边界和右边界传出数；采用存储单元复用方式，总体边界缓存相当于缓存每个基本编码块两边界；边界的数据传输即为变换模块中所传输的中间值D1、D2、D3与D4；由于缓存空间的复用，对于一幅N×N大小的图像，列变换模块每一级所需暂存大小为DWT基本编码单元横向顺次进入DWT模块列变换，左右边界的数据传输即行变换模块数据寄存只需深度为8个基本处理单元大小的暂存，用于分别存储H分量与L分量的中间值D1、D2、D3与D4。