[发明专利]基于脉动阵列的高速图像压缩VLSI编码方法及编码器

权利要求书

1.基于脉动阵列的高速图像压缩VLSI编码方法，其特征在于步骤如下：

步骤一，将整幅图像切割为大小为32×32的图像块；

步骤二，采用三级二维5/3小波变换对32×32的图像块做能量聚集，去除像素间的相关性；要实现二维的小波变换，可采用一维行变换，一维列变换分离的实现方法，其中一维5/3小波变换采用小波提升结构实现，小波提升结构包括预测过程和更新两个过程，预测和更新两个过程由(1)、(2)式所定义：

其中x_extent(n)为原始小波信号x(n)的边缘对称扩展信号，y(n)为一级小波变换系数；经过三级二维5/3小波变换后，图像被分解为10个子带的小波系数；

步骤三，采用最佳量化对所述小波系数进行量化

根据子带变换增益确定各个子带的最优量化阶，即公式(3)

Δb=Δ·1Gb,---(3)]]>

其中G_b为子带变换增益，表示子带b的反变换综合基矢量的平方范数，为基本量化步长；

步骤四，对量化后的小波系数进行自适应零游程编码(AZRL)；

步骤五，采用编码参数k＝0的Exp-Golomb编码对自适应零游程产生的样本和游程长度进行熵编码，完成图像块的压缩，获得每个图像块的压缩码流；

步骤六，将获得每个图像块的压缩码流，按照相应顺序打包起来，形成图像压缩文件。

2.根据权利要求1所述的基于脉动阵列的高速图像压缩VLSI编码方法，其特征在于：所述步骤四中，自适应零游程编码有两个编码模式：普通模式和游程模式，编码过程初始化后处于普通模式，该模式下直接将输入样本输出，若连续输入0达到2个，进入零游程模式；在零游程模式无输出，只计数0个数，直到输入非0时退回普通模式，并输出0游程个数和该非0样本。

3.基于脉动阵列的高速图像压缩VLSI编码器，其特征在于：包括图像级控制器、码块级控制器、图像切割分块器、第一至第三级二维小波变换器、QRG联合编码器、码流打包器以及5组数据乒乓缓存器；为了实现图像序列的连续压缩，在编码器外配置两组图像乒乓缓存器，当一个缓存接收图像时另一缓存作为信源数据由本发明的脉动阵列编码器进行编码；首先，图像切割分块器从作为压缩数据源的乒乓缓存中将图像分割为32×32大小的码块写入后面的码块缓存中；第一级二维小波变换器读取前面码块缓存的数据，变换后将结果写入后续缓存；第二级二维小波变换器和第三级二维小波变换器都是读取前面缓存中小波系数的LL子带变换后写入后续缓存，并搬运剩余子带到后续缓存，其中第三级二维小波变换器还要进行第三级LL子带的二维预测。QRG联合编码器从前面缓存中读取三级小波变换系数，进行最佳量化、自适应零游程编码和k＝0的Exp-Golomb编码后将码流写入后续码流缓存，最后码流打包器将前面缓存的码流按照预定格式打包成文件写入外部存储体或直接传输，最终完成高帧频高分辨率的数字图像实时压缩存储/传输的工作；

所述的二维小波变换器为5/3小波变换，兼容无损压缩；

所述的图像级控制器产生与图像同步的控制信号，负责图像切割分块器和码流打包器的复位及初始化；

所述的码块级控制器由图像级控制器控制复位，它接收图像切割分块器、第一至第三级二维小波变换器、QRG联合编码器、码流打包器的处理状态信号，并根据这些状态同步各处理单元的工作；

所述的QRG联合编码器由三个部件串联组成：最佳量化器、自适应零游程编码器和Exp-Golomb编码器。

4.根据权利要求3所述的基于脉动阵列的高速图像压缩VLSI编码器，其特征在于：所述的最佳量化器对十个子带分别进行均匀Dead-Zone量化，十个子带的量化阶矢量为Δ×[1112224448]。