基于TMS320C6713的SPIHT图像压缩算法研究及实现

作     者：齐爽 

作者单位：哈尔滨工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：彭喜元

授予年度：2008年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

主      题：图像压缩 离散小波变换 SPIHT算法 DSP 

摘      要：数字图像在军用、民用、生活等诸多领域被广泛应用,但由于原始图像庞大的数据量不利于传输与存储,所以对图像数据的压缩尤为关键。本文利用DSP技术实现了基于分级树集合划分(Set Partitioning in Hierarchical Trees,SPIHT)的图像压缩算法,具有很好的实用性。 本文首先叙述了图像预处理算法及实现过程;然后根据压缩效率、软、硬件开销、以及设计复杂度确定了离散小波变换(DWT)结合SPIHT算法的图像压缩编码方案。从理论角度,本文对小波变换的提升算法、整数5/3小波变换及其图像压缩算法的应用做了介绍,然后对SPIHT算法及无链表结构的改进算法做了描述;在硬件方面,根据图像压缩算法对硬件的需要,提出了硬件实现方案,并对基于SDRAM的图像数据传输和存储、基于TMS320C6713DSP的图像压缩算法的实现、以及相关设备的控制和JTAG接口使用做了详细描述。其中,图像压缩算法的DSP实现是本文的核心内容,文中对基于提升算法的四级整数5/3小波变换和SPIHT改进算法的设计和实现做了重点描述。所有程序采用C语言设计,其通用性和可移植性好;运用了流水线技术,提高了系统的效率。 本文还对图像压缩方案进行了MATLAB仿真和Lab Windows/CVI仿真,并以MATLAB仿真结果为参照,与DSP实际运行的结果进行比较。经分析,硬件实验结果与期望一致,图像实验板能够对单帧512×512的灰度图像进行压缩,在保证一定图像质量的前提下,能够获得较高的压缩率。