基于 97整数小数变换的图像压缩算法的FPGA实现,verilog编程(6800+字)

本文介绍了基于9/7整数小数变换的图像压缩算法在FPGA中的实现,涉及97整数小波变换的基本理论和CCSDS标准。通过MATLAB仿真验证后,利用Verilog在FPGA中设计了一个64x64处理单元,实现了三级二维小波变换。系统将图像数据缓存于DPRAM,逐级进行小波变换,最后通过MATLAB验证,结果显示系统工作正确。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

97整数小数变化的基本理论为:

       标准在去相关模块中建议采用9/7整数小波变换,即是对原始图像先进行行变换,然后对变换后的数据再进行列变换。需要三级这样的二维小波变换,将图像分为10个子带。假设原始图像为零级小波变换后的LL0,那么后一级就是对前一级变换之后得到的LLi(i=0,1,2)再进行整数提升小波变换所得的结果。由于需要三级整数提升小波变换,每一次变换需要变换的部分的边长都为前一级的1/2,所以要求待变换的图像宽高是8的倍数。如果不满足要求,则需要对图像进行扩边处理。

       CCSDS标准中采用的9/7整数小波变换就是这样一种提升小波变换,并且它只需一次提升。其算法公式可通过改变式得到:

### FPGA实现图像压缩算法 #### 基于整数小数变换图像压缩算法概述 在FPGA实现高效的图像压缩算法可以通过采用整数小数变换来完成。这种方法不仅能够有效减少所需的存储空间,还能显著降低数据传输的成本[^1]。 ```verilog module int_fraction_transform ( input wire clk, input wire rst_n, input wire [7:0] pixel_in, output reg [7:0] compressed_pixel_out ); // Verilog code implementing integer-fraction transform goes here. endmodule ``` 此模块展示了如何定义一个简单的Verilog模块用于执行整数小数变换操作。具体的变换逻辑需根据实际应用场景设计并加入到上述框架之中。 #### Huffman 编码的应用 对于进一步提高压缩效率而言,Huffman编码是一种常用的技术。尽管这里给出的例子只是简单介绍了其基本原理,但在真实项目里往往还需要针对特定的数据集做额外优化工作[^2]。 ```matlab % MATLAB example of generating a huffman tree and encoding data symbols = ['A'; 'B'; 'C'; 'D']; probabilities = [0.4; 0.3; 0.2; 0.1]; dict = huffmandict(symbols, probabilities); % Create dictionary based on symbol frequency data_to_encode = randi([1 length(symbols)], 1, 100); % Generate random test data encoded_data = huffmanenco(data_to_encode, dict); % Encode using the generated dictionary disp(encoded_data); ``` 这段MATLAB脚本说明了怎样创建霍夫曼典以及对给定输入序列进行编码的过程。值得注意的是,在硬件描述语言中实现同样的功能则需要转换成相应的RTL级电路结构。 #### 处理不同分辨率下的图像缩放问题 当涉及到改图片大小时,除了考虑压缩率外还应关注最终输出的质量。为了尽可能保留原始特征而不引入过多伪影,建议采取多阶段滤波策略来进行上下采样处理[^3]。 ```c++ void resize_image(const cv::Mat& src_img, float scale_y, float scale_x, cv::Mat& dst_img){ // C++ OpenCV function to perform image resizing with specified scaling factors cv::resize(src_img, dst_img, cv::Size(), scale_x, scale_y, cv::INTER_LINEAR); } ``` 虽然上面展示了一个基于OpenCV库编写的函数用来调整图像尺寸,但对于嵌入式系统来说更倾向于直接用硬件加速的方式去解决这个问题,比如利用FPGA内部资源构建专用的流水线架构。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包

打赏作者

fpga和matlab

你的鼓励将是我创作的最大动力

¥1 ¥2 ¥4 ¥6 ¥10 ¥20
扫码支付:¥1
获取中
扫码支付

您的余额不足,请更换扫码支付或充值

打赏作者

实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值