[发明专利]一种基于折叠流水线小波变换实现图像压缩的方法

权利要求书

1.一种基于折叠流水线小波变换实现图像压缩的方法，所述折叠流水线针对多种小波变换采用统一架构VLSI，其特征在于包括步骤：

(1)图像数据读入：从单端口存储器按行串行读进像素数据；

(2)图像数据预处理：从读入的像素值减去直流分量，所述直流分量值取像素值最大值的一半；

(3)预处理后的数据送入基于折叠流水线的提升小波运算模块，进行小波变换；提升小波运算模块采用移位寄存器复用的边界对称延拓，免分裂步骤的单射输入结构；小波变换运算过程中采用推迟低频系数尺度变换的方法；

(4)在小波变换之后，对小波系数进行量化操作；

(5)对量化后的小波系数进行熵编码，得到最终码流。

2.如权利要求1所述的基于折叠流水线小波变换实现图像压缩的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，小波变换采用基于提升格式实现，包括一次或者多次迭代过程；一次迭代所需的运算电路包括预测和更新电路模块，数据输入通过寄存器D0和寄存器D1，得到输入的奇偶队列，送入预测电路的输入端口寄存器D2和端口寄存器D3，预测得到的低频系数作为更新电路的输入，与更新电路的寄存器D6相连；预测得到的高频系数作为更新电路的输入，与更新电路的寄存器D7相连；更新得到的结果保存到寄存器D11和D10中；D11同时与乘法器M3、路选器mux3和路选器mux1相连。

3.如权利要求2所述的基于折叠流水线小波变换实现图像压缩的方法，其特征在于：在9/7小波变换的第一次迭代阶段，寄存器D11保存的数据通过mux1被选通到寄存器D2，寄存器D10保存的数据通过mux2被选通到寄存器D3，D2和D3中的数据进入第二次迭代阶段；在9/7小波变换的第二次迭代阶段，寄存器D11保存的数据通过乘法器M3，与K运算得到的结果送到寄存器D12，作为最终的低频系数输出；寄存器D10保存的数据通过乘法器M4，与K运算得到的结果送到寄存器D13，作为最终的高频系数输出。

4.如权利要求2所述的基于折叠流水线小波变换实现图像压缩的方法，其特征在于：在做5/3小波变换时，只需要一次迭代运算，将寄存器D11的数据直接通过路选器mux3送到寄存器D12，作为最终的低频系数输出，寄存器D10的数据直接通过路选器mux4送到寄存器D13，作为最终的高频系数输出。

5.如权利要求1所述的基于折叠流水线小波变换实现图像压缩的方法，其特征在于：所述步骤3中，小波变换模块采用折叠流水线技术的统一实现架构VLSI，构造9/7和5/3小波变换最短计算路径，动态配置不同小波基和不同迭代阶段乘法器的操作常数。

6.如权利要求5所述的基于折叠流水线小波变换实现图像压缩的方法，其特征在于：在9/7小波变换第一次迭代阶段，乘法器M1的操作常数被配置为α，与寄存器D2和寄存器D5的加和相乘，乘法器M2的操作常数被配置为β，与寄存器D7和寄存器D9的加和相乘；在9/7小波变换第二次迭代阶段，乘法器M1的操作常数被配置为γ，与寄存器D2和寄存器D5的加和相乘；乘法器M2的操作常数被配置为δ，与寄存器D7和寄存器D9的加和相乘。

7.如权利要求5所述的基于折叠流水线小波变换实现图像压缩的方法，其特征在于：在做5/3小波变换时，只需要进行一次迭代操作，乘法器M1的操作常数被配置为μ，与寄存器D2和寄存器D5的加和相乘，乘法器M2的操作常数被配置为v，与寄存器D7和寄存器D9的加和相乘。

8.如权利要求1所述的基于折叠流水线小波变换实现图像压缩的方法，其特征在于：所述步骤3中，在图像数据进入小波变换迭代运算电路之前，要对图像数据进行边界延拓；小波变换的边界对称延拓采用移位寄存器复用的结构；该移位寄存器复用的结构由三部分组成：由寄存器D0-D8组成的移位寄存器链，数据选择器以及控制器；在寄存器使能信号en有效时，小波变换的输入样本逐周期依次通过寄存器D0到D8，将寄存器D0连接到数据选择器的5号端口，寄存器D1连接到数据选择器的4号端口、寄存器D2连接到数据选择器的3号端口、寄存器D4连接到数据选择器的2号端口、寄存器D6连接到数据选择器的1号端口、寄存器D8的数据输出端口连接到数据选择器连接到数据选择器的0号端口；控制器将数据有效信号连接到寄存器D0-D8的使能端口，同时根据采用9/7小波还是5/3小波进行数据选择器选通信号sel生成。