[发明专利]一种Tag-Tree编码的实现系统及方法

说明书

本发明提出一种Tag‑Tree编码的实现系统及方法，可对给定范围内图像分辨率自适应的Tag‑Tree编码进行加速。实现步骤为：设定参数；Tag‑Tree生成模块连续生成图像的所有Tag‑Tree；编码信息生成模块将生成树层级控制模块得到的当前Tag‑Tree的子带码块行数和列数以及总层级数传给编码层级控制模块；Tag‑Tree编码模块在生成下一个Tag‑Tree的同时，编码上一个Tag‑Tree，并输出编码内容和编码长度到编码输出BRAM；Tag‑Tree编码模块将存到编码输出BRAM的编码内容和编码长度进行分离并输出到码流组织模块。

技术领域

本发明属于数字图像压缩编码技术领域，更进一步涉及一种符合JPEG2000标准的Tag-Tree编码的实现系统及方法，可完成对于给定范围内任意分辨率图像的Tag-Tree编码的快速实现，适用于各种数字图像芯片的压缩编码。

背景技术

随着多媒体和网络技术的发展及其在医学影像、遥感图像和数字图像/视频传输等方面的应用，以往的静态图像压缩标准JPEG，已经无法当前市场和实际应用下的高效压缩、实时传输与高效存储的要求。作为目前国际上最新的静止图像压缩通用标准，JPEG2000取代了传统的JPEG。

JPEG2000静态图像压缩编码标准，其功能模块如图1所示，包括依次连接的预处理模块、离散小波变换模块、EBCOT编码模块。原始图像输入至预处理模块后被分割成若干个图像片；离散小波变换模块对各个图像片进行小波变换后得到小波系数和零比特平面信息，并将零比特平面信息输出；EBCOT编码模块将小波子带划分为码块来进行内嵌比特位平面编码、MQ编码、率失真优化截取和码流组织，最终生成符合JPEG2000标准的文件。

EBCOT编码模块包括Tier1内嵌比特位平面算术编码模块和Tier2率失真优化截取模块。Tier2率失真优化截取模块决定每个码块对最终压缩码流的贡献，其结构如图2所示，包括依次连接的斜率计算模块、斜率截取模块、Tag-Tree模块和码流组织模块。

在Tier2率失真优化截取模块中，Tag-Tree模块对斜率截取模块输出的包含信息和离散小波变换模块输出的零比特平面信息都采用不定长编码方式来有效降低码块间的信息冗余，即采用分级方式来表示一个二维非负整型序列。传统的Tag-Tree编码系统包括Tag-Tree生成模块和Tag-Tree编码模块，在传统系统中，存储器的分布是分散的，对于存储功能的划分很模糊。

传统的Tag-Tree编码方法仅适用于固定分辨率图像，处理过程包括分时段完成的Tag-Tree的生成阶段和Tag-Tree的编码阶段，Tag-Tree的生成阶段是通过对固定分辨率图像的包含信息、零比特平面信息序列进行连续处理，产生逐级递减的分辨率，最终形成一棵树；Tag-tree的编码阶段是对Tag-tree的节点进行一系列的判决，并对需要编码的父子节点对进行差值编码，且编码阶段须先定位起始编码父子节点对，再沿着从根节点到叶节点方向进行差值编码，导致Tag-Tree编码的速度十分缓慢。

为了克服传统Tag-Tree编码方法存在的缺陷，研发人员通过参数化设计系统，使得系统先根据输入的参数对码块的宽度和高度进行判断，再根据判断结果计算当前子带的码块行数和列数，并根据计算得到的结果完成在给定范围内任意分辨率图像的Tag-Tree生成阶段和Tag-Tree生成编码阶段，同时在编码阶段，

通过计算编码起始层级来定位起始编码父子节点对的方式，或者在状态机定位起始编码父子节点对的同时进行反向差值编码的方式，加速了传统编码的过程。但是存在不足的是，现有技术中的Tag-Tree生成阶段和Tag-Tree编码阶段仍然是分时段完成的，使得图像的Tag-Tree编码的速度较慢。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提出一种符合JPEG2000标准的Tag-Tree编码实现系统及方法，旨在实现在给定范围内任意分辨率图像的Tag-Tree编码，并提高Tag-Tree编码的速度。