[发明专利]基于binDCT算法的JPEG压缩系统

权利要求书

1.一种基于binDCT算法的JPEG压缩系统，其特征在于，所述JPEG压缩系统包括binDCT模块、Zigzag模块、量化模块、编码模块和控制器模块，在系统工作过程中，

binDCT模块根据 binDCT 算法，将输入的8×8数据块进行binDCT变换，并将输出数据送入Zigzag模块；

Zigzag模块将输入的变换后的矩阵按照 Zigzag的顺序重新排列，然后将输出数据送至量化模块；

量化模块将输出数据乘以量化矩阵的倒数矩阵，完成量化后将数据输入至编码模块；

编码模块将量化模块输出数据拆分为直流分量和交流分量，对直流分量和交流分量采用不同的编码方式，分别完成差分编码和变长编码以及墒编码；

控制模块负责产生所有模块的逻辑控制信号和时序控制信号，最后将编码的数据进行输出；

所述编码模块在进行哈夫曼编码时，通过内置的状态机进行模拟，对特殊情况进行特别处理，所述状态机包括6 种状态，分别是 waits、normal、padr、padf、restrt 和 flsh，其中 waits 状态为等待状态，在模块同步重启或者异步重启或者清除信号有效的时候，一直为waits状态；当 huff 模块有数据进行处理时，进入normal 状态；当初始寄存器设计为插入重启位时，即 restart 信号有效时，进入padr状态，准备插入重启标志位restrt；padr状态后，插入重启标志位restrt，完成后进入 normal 状态；在 normal 状态中，若已经处理到最后一个处理块时，若最后编码得到的数据不到32位，需要进行位填充，满足字节对齐的条件，进入 padf 状态；padf 状态完成后，需要补充 EOB 标志位，进入 flsh 状态。

2.根据权利要求 1 所述的基于 binDCT 算法的 JPEG 压缩系统，其特征在于，binDCT模块在对图像数据进行离散余弦变换的时候采用 binDCT 矩阵，将 DCT 变换的所有乘法操作变换为移位和加法操作，binDCT 模块将数据每八个作为一组，先进行行变换后，再进行列变化，完成一维变换后，再进行二维变换，最终完成 binDCT 变换。

3.根据权利要求 1 所述的基于 binDCT 算法的 JPEG 压缩系统，其特征在于，Zigzag模块采用了两个 ram，采用乒乓操作，乒乓操作的处理主要是把输入数据流通过输入数据选择单元等时地分配到数据缓冲区 zigram0 和 zigram1 中。

4.根据权利要求 3 所述的基于 binDCT 算法的 JPEG 压缩系统，其特征在于，Zigzag模块首先将输入的数据流缓存到 zigram0，然后通过输入数据选择，进行切换，并将输入的数据流缓存到 zigram1，与此同时，还要将 zigram0 的数据通过输出数据选择单元的选择, 送到量化模块进行处理 ；之后再在第三个周期通过输入数据选择单元的再次切换，将输入的数据流缓存到 zigram0，与此同时，再一次将 zigram1 的数据通过输出数据选择单元的切换，送到量化模块进行处理 ；如此循环，周而复始。

5.根据权利要求 1 所述的基于 binDCT 算法的 JPEG 压缩系统，其特征在于，量化模块的量化器不断产生地址信号，从量化系数表中读取量化系数，量化系数表包括存放亮度信号 Y的量化系数表和色度信号 UV 的两个量化系数表，在量化系数表中存放的是相应量化步长的倒数，量化模块直接将 binDCT 系数与读取的量化系数相乘。

6.根据权利要求 1 所述的基于binDCT算法的JPEG压缩系统，其特征在于，编码模块将数据拆分为 DC 分量和 AC 分量；对 DC 分量采用差分编码后进行进行 VLI 编码，对 AC分量用游程编码（RLE）后进行 VLC 编码，根据 DC分量VLI 码的大小进行哈夫曼编码，根据AC 分量的 VLC 码的大小和游程长度从哈夫曼码表中查得相应的哈夫曼码。

7.根据权利要求1所述的基于 binDCT 算法的JPEG压缩系统，其特征在于，控制器模块为通过用户输入8个寄存器控制整个编码，通过用户设定输入图像的MCU格式和数量、每个分量对应的量化表和哈夫曼表以及产生编码开始和停止信号等，对整个编码过程进行时序和逻辑控制。