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jpeg编码的软硬件协同设计研究与实现

JPEG编码的软硬件协同设计研究与实现

作者：杨星辰西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着SoC技术的发展，软硬件协同设计技术也日趋成熟。该设计方法开发周期短，设计系统速度快、功耗低、集成度高，系统灵活性高等优势，成为SoC嵌入式开发的理想开发手段。本文以新型的SoC FPGA为硬件平台，采用软硬件协同设计方法... 详细信息

随着SoC技术的发展，软硬件协同设计技术也日趋成熟。该设计方法开发周期短，设计系统速度快、功耗低、集成度高，系统灵活性高等优势，成为SoC嵌入式开发的理想开发手段。本文以新型的SoC FPGA为硬件平台，采用软硬件协同设计方法对jpeg静态图像编码这一计算密集的算法应用进行设计实现。论文首先阐述了课题的研究背景以及相关技术的发展现状，然后对jpeg编码技术和软硬件协同设计的基本理论及设计流程进行了介绍。完成对系统进行需求分析和软硬件划分，以C语言为系统描述工具进行软件设计，搭建基于ARM的硬核处理器系统运行软件，将压缩流程中的色彩空间转换，离散余弦变换和量化这三个部分用VerilogHDL设计硬件加速器的形式实现，并对硬件加速器进行仿真和验证，最后以AXI总线从机的方式挂接在总线上与CPU进行通信完成软硬件协同设计，实现系统在速度，面积和功耗三个方面的优化配置。运用EDA软件的性能分析工具对硬件加速器做运行速度、资源消耗和功耗的定量分析，并对系统压缩完成图片进行评价。论文最后对该设计进行总结和展望，分析的数据将用于软硬件划分的进一步研究。

关键词： jpeg编码 SoC FPGA 软硬件协同设计硬件加速器 SoC

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基于高层次综合的jpeg编码器设计

微电子学与计算机 2015年第6期32卷 32-35页

作者：樊宗智周煦林刘彬西安微电子技术研究所陕西西安710054

为了应对传统设计方法在大规模系统设计中的高复杂度,特采用高层次综合技术设计具有并行流水结构的jpeg编码器,尝试不同的设计结构,得到性能、面积等折衷的最佳设计方案,并实现快速有效的综合与验证.与传统RTL实现相比,本流程集设计、... 详细信息

为了应对传统设计方法在大规模系统设计中的高复杂度,特采用高层次综合技术设计具有并行流水结构的jpeg编码器,尝试不同的设计结构,得到性能、面积等折衷的最佳设计方案,并实现快速有效的综合与验证.与传统RTL实现相比,本流程集设计、综合、验证于一体,节省50%以上的设计周期.

关键词：高层次综合 Catapult C 设计周期 jpeg编码

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嵌入式多核架构jpeg编码优化与实现

嵌入式多核架构JPEG编码优化与实现

作者：廖醒宇长春理工大学

学位级别：硕士

随着嵌入式技术的日趋成熟,衍生的一系列产品如智能手机、数码相机等常常需要对图片信息进行编码处理,以便实现存储、传输等目的。jpeg标准作为目前主流的图像编解码技术,已经广泛的运用于嵌入式端图像处理之中。为了满足更高的吞吐量... 详细信息

随着嵌入式技术的日趋成熟,衍生的一系列产品如智能手机、数码相机等常常需要对图片信息进行编码处理,以便实现存储、传输等目的。jpeg标准作为目前主流的图像编解码技术,已经广泛的运用于嵌入式端图像处理之中。为了满足更高的吞吐量与实时性要求,传统的提高单核CPU主频的方式在体积、功耗上都有明显的缺陷。而通过多核架构芯片的方式不仅可以大大提高性能,且具有体积小、功耗低的特点。为此,针对多核嵌入式架构,实现图像编码算法与优化对嵌入式多媒体处理具有重要意义。本课题针对嵌入式同构多核架构,结合jpeg基线连续编码算法,在相应的平台上进行了jpeg编码算法的实现与优化。论文首先介绍了图像编码及嵌入式多核架构背景、研究现状以及发展趋势;随后,深入分析了jpeg基线连续编码算法基础原理;第三部分比较了两种嵌入式多核架构物理结构、多种并行编程模型以及并行计算的评价指标,确立了以同构多核作为硬件平台,Pthread多线程编程作为并行算法实现手段,加速比作为并行优化指标的总体思路。论文第四部分首先给出了并行编码的总体框架,随后分析了算法的可行性,并对其中数据分割模块、jpeg编码模块以及子图融合模块进行了详细的阐述。另外,对jpeg编码子模块进行了多项代码级以及算法级优化。经过试验,采用该多核并行编码算法与jpeg编码模块,在iTop-4412平台上编码一张分辨率为1280*720的24位RGB彩色图片只需56ms左右。

关键词： jpeg编码嵌入式并行多核优化

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jpeg编码算法的DSP优化实现

合肥工业大学学报（自然科学版） 2002年第4期25卷 531-534页

作者：齐美彬杨艳芳蒋建国合肥工业大学计算机与信息学院安徽合肥230009

文章介绍 jpeg编码的 DSP实现 ,且着重讨论 DCT快速算法和 DCT系数量化的快速实现 ,将 8点 DCT分解为蝶形运算和乘法累加运算两级结构 ,利用 DSP的乘法累加指令和双字加 /减法指令快速实现 DCT。用小数乘法运算代替 DCT系数量化的除法运... 详细信息

文章介绍 jpeg编码的 DSP实现 ,且着重讨论 DCT快速算法和 DCT系数量化的快速实现 ,将 8点 DCT分解为蝶形运算和乘法累加运算两级结构 ,利用 DSP的乘法累加指令和双字加 /减法指令快速实现 DCT。用小数乘法运算代替 DCT系数量化的除法运算 ,快速实现了量化操作 ,jpeg算法用汇编语言编程实现 ,编译后的可执行代码仅 2

关键词： jpeg编码算法 DSP 优化静止图像编码数字信号处理器离散余弦变换快速算法

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低压缩码率下jpeg编码器的设计

低压缩码率下JPEG编码器的设计

作者：边弘宇东南大学

学位级别：硕士

无线传感器网络(WSN)的出现为信息感知领域带来了一场变革。基于WSN的无线多媒体传感器网络(WMSN),是一种可感知声音、图像等多媒体信息的新型传感系统。在WMSN中,拥有一个高效的图像编码器是十分重要的。目前常用的图像编码标准中,JPE... 详细信息

无线传感器网络(WSN)的出现为信息感知领域带来了一场变革。基于WSN的无线多媒体传感器网络(WMSN),是一种可感知声音、图像等多媒体信息的新型传感系统。在WMSN中,拥有一个高效的图像编码器是十分重要的。目前常用的图像编码标准中,jpeg编码算法简单,占用资源少,可满足WMSN对芯片面积和功耗的要求。但其压缩率低的缺点,使编码文件的传输对网络带宽产生极大的压力。若增大压缩率,重建图像质量下降严重,并产生强烈的方块效应,人眼无法接受。本文在分析了低压缩码率下jpeg编码的发展现状后,确定以算法改进作为切入点,完成jpeg编码器的设计。采用了近年来提出的全相位反离散余弦双正交变换替换传统的离散余弦变换算法,并在此基础上使用均一量化方式,减少图像高频数据的丢失;熵编码后采用标准jpeg文件格式对编码数据进行封装。设计完成后,对编码器进行验证。结果表明,在码率不高于0.25比特每像素的情况下,恢复图像的峰值信噪比大于30dB,视觉上可保证较好的图像质量;方块效应强度较传统jpeg编码图像有所降低,降低幅度超过15%;综合后得到的编码器面积较传统jpeg编码器减小了24%,保证了较小开销。本文设计了一种低开销的jpeg编码器,在低压缩码率环境下可保证较好的重建图像质量,并改善码率降低引起的方块效应,较小的编码文件也更适合在WMSN中传输。此课题为WMSN中的图像处理器提供了设计参考,具有一定的应用价值。

关键词：低压缩码率 jpeg编码硬件设计无线多媒体传感器网络全相位反离散余弦双正交变换

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VC++6.0环境下jpeg编码及其应用

福建电脑 2007年第5期23卷 168-169页

作者：董洪灿任志考中国海洋大学信息学院山东青岛266000 青岛科技大学山东青岛266000

本文首先介绍了视频图像jpeg压缩编码的原理及算法实现。然后,根据视频网络传输的要求扩展了UDP协议,给数据包定义了一个8字节的包头结构,用来传送数据包的序列号、时戳等信息。以及。最后,给出了一种在Visual C++环境下实现视频图像文... 详细信息

本文首先介绍了视频图像jpeg压缩编码的原理及算法实现。然后,根据视频网络传输的要求扩展了UDP协议,给数据包定义了一个8字节的包头结构,用来传送数据包的序列号、时戳等信息。以及。最后,给出了一种在Visual C++环境下实现视频图像文件的jpeg编码点对点传输的具体方法和流程。

关键词： UDP协议 jpeg编码传输数据包分组

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一种低比特率jpeg编码图像质量改进算法

中山大学学报（自然科学版） 1999年第6期38卷 16-20页

作者：林强深圳大学信息工程学院深圳518060

jpeg图像编码系统当比特率较低时,常会产生“方块效应”,即重建图像的子块边缘不连续.用空间的低通滤波器对重建图像中每个子块的边界像素进行滤波,也就是通过块间的平滑处理可以消除“方块效应”,但滤去了图像边缘的高频分量而使边缘... 详细信息

jpeg图像编码系统当比特率较低时,常会产生“方块效应”,即重建图像的子块边缘不连续.用空间的低通滤波器对重建图像中每个子块的边界像素进行滤波,也就是通过块间的平滑处理可以消除“方块效应”,但滤去了图像边缘的高频分量而使边缘变模糊.通过对未经量化的离散余弦变换(DCT)系数进行预测,提供了一个后处理系统来减轻“方块效应”的影响且减少了边缘的模糊度.实验表明,该算法与低通滤波相比,在减轻“方块效应”的同时,保留了高频分量,改善了信噪比,图像质量明显改善.

关键词：图像编码低通滤波图像通信 jpeg编码图像质量