[发明专利]基于FPGA的变压缩比图像压缩系统及方法

权利要求书

1.一种基于FPGA的变压缩比图像压缩系统，其特征在于：包括图像信号转换模块、图像数据处理模块以及通信模块；图像信号转换模块由摄像头和视频解码芯片组成；图像数据处理模块包括一片FPGA、解码芯片配置模块、图像采集模块、JPEG模块、Huffman控制模块、Huffman编码模块以及数据发送模块；所述Huffman控制模块给Huffman编码模块一个控制信息，控制Huffman编码模块；解码芯片配置模块对视频解码芯片进行初始化，图像采集模块接收摄像头经过视频解码芯片处理后的输入信号，图像数据处理模块将传来的有效数据存入与之相连的SRAM1中，采集完一帧图像之后，由Huffman控制模块对对所采集图像进行分析，然后在Huffman控制模块的控制下进行不同压缩比的JPEG压缩，同时把压缩数据存入SRAM2中，数据发送模块将压缩数据通过通信模块传送至上位机。

2.根据权利要求1所述基于FPGA的变压缩比图像压缩系统，其特征在于：所述FPGA是EP1C12Q240C6芯片。

3.根据权利要求1所述基于FPGA的变压缩比图像压缩系统，其特征在于：所述视频解码芯片是SAA7113H芯片。

4.根据权利要求1所述基于FPGA的变压缩比图像压缩系统，其特征在于：所述SRAM采用1M×8位的IS61LV10248芯片。

5.一种基于权利要求1所述FPGA的变压缩比图像压缩系统的图像压缩方法，其特征在于包括以下步骤：

采用改进的JPEG算法对图像进行不同压缩比的压缩，对感兴趣的区域进行压缩比较小的压缩，对不感兴趣的区域进行压缩比较大的压缩；

所述不同压缩比的压缩通过Huffman编码实现，由Huffman控制模块控制Huffman编码，对感兴趣的区域进行DC系数和全部AC系数的编码，对不感兴趣的区域进行DC系数和部分AC系数编码；

所述Huffman控制模块传给Huffman编码模块的控制信息固定不变，控制其对某些模块进行完整的熵编码，而对其余的模块进行DC编码和部分AC编码；控制信息是自适应的，在图像压缩前先对图像进行分析，根据分析结果由预先设定的规则对不同的模块进行不同的编码，对图像的分析或者在进行每次图像压缩前都进行，或者只进行一次，在影响结果的环境变化时再进行分析；

所述并行化处理通过存储优化实现：用FPGA的内部存储器构成RAM和FIFO存储运算产生的中间数据；RAM分为两部分，RAM之前的模块向RAM中的第一部分写数据时，RAM之后的模块从第二部分读取数据，RAM之前的模块向RAM的第二部分写数据时，RAM之后的模块从第一部分读取数据，如此反复，使每个模块并行运行；在Huffman编码时，由于部分时序无法预测，在其中加入FIFO，避免数据处理不及时而造成的数据丢失，各个模块间不需要流水等待，并行运行；

所述二维DCT变换用两个基于Loeffler快速算法的一维DCT变换模块进行二维DCT变换，在变换时把DCT系数乘以一个较大的整数n并取整，计算结束后除以n，并把量化融入到DCT变换中，在第二个一维DCT变换结束后除以n倍的相应量化步长；

进行所述Huffman编码时，把Huffman编码表存入FPGA的片内ROM中，使用的时候从ROM中读取；进行Huffman编码时，根据Huffman控制模块传来的信息，对感兴趣信息进行完整的DC系数编码和AC系数编码，对不感兴趣信息进行DC编码和部分AC编码，以保证有用信息完整的同时增大压缩比。