[发明专利]多级IDWT并行处理方法及系统

说明书

本发明公开一种多级IDWT并行处理方法及系统，多级IDWT并行处理系统包括小波系数存储器、小波系数分配器、至少一个小波系数行缓存和至少一个IDWT计算引擎，所述方法包括：小波系数分配器从小波系数存储器中按照小波系数分配策略提取各个小波分解级的小波系数，并存储到对应的小波系数行缓存中；IDWT计算引擎按照小波系数分配策略提供的顺序，从小波系数行缓存中顺次读取小波系数行进行IDWT处理，通过至少一个IDWT计算引擎实现多级IDWT并行处理。本发明降低了存储容量和存储带宽，节省了存储资源，并极大地降低处理延时，具有扩展性好、效率高的优点。

技术领域

本发明涉及图像技术领域，尤其涉及一种基于FPGA的JPEG2000解码过程中的多级IDWT并行处理方法及系统。

背景技术

目前，随着数字拍摄技术和数字存储技术的不断进步，基于JPEG2000编码格式图像的分辨率越来越高，从传统电视的标清图像和高清图像，逐步发展到数字电影2K图像和4K图像，以及医学图像和卫星遥感8K乃至16K图像；同时，基于JPEG2000编码格式图像的播放帧率也越来越高，数字电影2K图像由24帧/秒扩展到25帧/秒、30帧/秒、50帧/秒或60帧/秒，4K图像由24帧/秒扩展到25帧/秒、30帧/秒，数字电视帧率达到50帧/秒或60帧/秒，医学扫描和卫星遥测图像帧率逐步发展到75帧/秒，96帧/秒甚至是120帧/秒。高分辨率高帧率静态图像的出现和应用对编解码系统的存储容量和处理带宽提出了更高的要求。

现有的多级IDWT处理的数据读取方法，按照小波分解级从高到低的顺序，顺次完成单级IDWT。以4级IDWT为例，现有的多级IDWT处理的数据读取方法如图1(a)-图1(e)所示。先从小波系数存储器中读取第四分解级的小波系数LL4，HL4，LH4，HH4，如图1(a)所示，进行第四分解级IDWT计算，计算生成的结果LL3回写到小波系数存储器中的LL3存储区，如图1(b)所示；再从小波存储器中读取第三分解级的小波系数LL3，HL3，LH3，HH3进行第三分解级IDWT计算,计算生成的结果LL2回写到小波系数存储器中的LL2存储区；以此类推，完成其他较低分解级的IDWT，直至进行第一分解级IDWT计算，计算生成的结果作为多级IDWT的输出。

现有的多级IDWT处理的数据存储方法如图2所示。IDWT计算引擎从外部存储器读取小波系数进行IDWT计算，并将IDWT引擎的处理结果，如图1(b)-图1(e)中的LL3，LL2，LL1或LL0，回写到小波系数存储器中；显示设备从小波系数存储器中读取LL0存储区的数据进行播放。这样，小波系数存储器不仅需要为IDWT引擎的处理结果预留存储区，还需要为回写IDWT引擎的处理结果和输出多级IDWT的处理结果预留足够的存储带宽；同时，这种多级IDWT处理方法还将产生至少一帧图像播放时间的延时。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出一种多级IDWT并行处理方法及系统，旨在实现多级IDWT的并行处理，将小波系数存储器的容量和带宽占用降到最低，节省存储资源，降低处理延时，降低高分辨率高帧率静态图像的编解码系统的复杂度。

为了达到上述目的，本发明提出一种多级IDWT并行处理方法，应用于多级IDWT并行处理系统，所述多级IDWT并行处理系统包括小波系数存储器、小波系数分配器、至少一个小波系数行缓存和至少一个IDWT计算引擎，所述方法包括以下步骤：

小波系数分配器从小波系数存储器中按照小波系数分配策略提取各个小波分解级的小波系数，并存储到对应的小波系数行缓存中，所述小波系数分配策略是指所述小波系数分配器从小波系数存储器中读取小波系数行的顺序，也是IDWT计算引擎执行计算的顺序，分为预备、循环两个阶段；

预备阶段完成所有分解级的第0行至第3行的小波系数行读取，循环阶段完成所有分解级的除第0,1,2,3行外的所有小波系数行的读取。