الصورة هي الناقل المهم نقل المعلومات، جنبا إلى جنب مع التقدم الاجتماعي والتكنولوجي، والناس يطالبون بشكل متزايد صورة عالية الجودة، وخاصة في مجال الفضاء والأمن الفيديو وغيرها من المجالات، ومتطلبات أعلى لنقل صورة وتخزين . لذلك، مع تحسين عرض النطاق الترددي انتقال، ويتم بحث ضغط الصور ذات الصلة أيضا في وقت واحد، وخاصة JPEG سلسلة التنمية . في عام 2009، JPEG XR (JPEG طويلة المدى) صدر ، والتي توظف ملفوف biorthogonal تحويل (LBT) الخوارزمية، وتعقيد جيب التمام منفصلة تحويل من JPEG (DCT) نسبيا، وكان جودة الصورة قادرة على استعادة واستخدام JPEG منفصلة أكثر تعقيدا المويجات تحويل (ساكن) في عام 2000 مقارنة ل، والتي تمت دراستها على نطاق واسع، فقد آفاق جيدة.

ويستند هذا التحويل على الهيكل التقليدي الخطي LBT رفع، دون أي قيود توقيت، وجود متبدل الاستقرار تحويل معاملات، لا يتم التحكم في تدفق البيانات، وهناك الكثير من بنية رفع خطية مضاعف، المفرق، وسجل التحول، موارد الأجهزة FPGA الاستهلاك إلى حد كبير. الاستفادة الكاملة من هذا القانون القيود FPGA توقيت LBT مميزة من تسلسل تحويل المشغل، الجبهة وإشارات التحكم مصافحة الخلفية من خلال وحدة الاتصالات، لتوفير مساحة داخل FPGA تصميم ذاكرة الوصول العشوائي واحد، وذلك باستخدام قناة محدد، وفقا لأوامر التحكم في وحدات تحول مختلفة خلال العملية، لفتح الممر بين ذاكرة الوصول العشوائي ويغلق مع قناة أخرى، ودورة عبر الكتابة إلى RAM تحويل أجل تجنب الارتباك تحويل معاملات، وحدة التحكم الكتابة تحويل النظام، حساب الوقت الحقيقي من عنوان معامل العملية، وتنفذ تصميم LBT خصائص تحويل توقيت FPGA.

1 JPEG LBT مبدأ XR وتحليل

تكوين تحول 1.1 LBT

JPEG XR ترميز العملية ومثل JPEG و JPEG2000، ولكن يمكن تعديلها في الوقت الحقيقي معالجة خوارزمية وفقا لمحتوى الصورة، أي التكيف تجهيزها بما في ذلك الصور، LBT تحويل، تكميم، والتنبؤ على التكيف، والكون على التكيف الترميز والتكيف مسح ، كما هو مبين في الشكل.

JPEG XR، بالإضافة إلى القدرة على الترميز على التكيف قوية، وأكبر الأكاذيب الفرق في استخدامها لتحويل LBT، وليس فقط حل مشكلة JPEG blockiness، ولكن أيضا تجنب DWT خوارزمية معقدة، وهو الأول بالمقارنة مع معظم مزايا واضحة من كلا . 2 يتألف تحويلها إلى LBT الفرعية، على التوالي، لتصفية صورة للقضاء على الصورة المحولة blockiness (وعاء) وصورة تحويل من المجال المكاني حتى النخاع الصورة نطاق التردد تحويل (PCT) .

1.2 LBT تحويل المشغل ومبادئها

لصورة على قناة واحدة، LBT 2 يضم عددا من دون التحول ومشغل التحول. حيث تم تقسيم POT إلى نوعين، وهما 4 نقاط فلتر (Tpre4) و 4 4 فلتر (T4mul4)، والذي يتألف من خمسة T4mul4 تحويل المشغل، وهي:

(1) 2 2 هادمارد تصفية تحويل (هادامارد تحويل)، رمز المشغل THEnc.

(2) إلى الأمام التحجيم 2 نقطة، رمز المشغل TS.

(3) إلى الأمام دوران 2 نقطة، مشغل رمز TR.

(4) 2 2 دوران إلى الأمام، TOddOdd رمز المشغل.

(5) 2 2 هادامارد تحويل، رمز المشغل TH.

تحتوي فقط هو موضح أعلاه، Tpre4 TS وTR، ولكن لديه أيضا جزء التشغيلي الخاص .

معاهدة التعاون بشأن البراءات واحدة فقط، وبعد ثلاثة تحويل المشغل، وهي:

(1) 2 2 هادامارد تحويل، رمز المشغل TH، وTH T4mul4 نفسه؛

(2) ذات بعد واحد التناوب تحويل، رمز المشغل تود.

(3) ثنائي الأبعاد التحول التناوب، رمز المشغل TOddOdd، وتختلف TOddOdd T4mul4.

1.3 توزيع LBT على تحويل صورة

في JPEG XR، إذا تم تقسيم ليس الصورة في البلاط (البلاط) وتجهيز، ومجموعة عمل LBT صورة بأكمله، بلاطة إذا انقسمت الصورة، وهذا هو كامل بلاطة نطاق التشغيل LBT ومعالجتها مرة أخرى تجهيز المقبل على بلاطة . المبينة أدناه للحصول على الراحة، ويشار إليها مجتمعة ب صورة أو تجانب معالجتها. حيث، في حافة معالجة الهدف POT Tpre4، التي أجريت داخل T4mul4؛ PCT دائما تعمل مجموعة كاملة من وجوه معالجة ، FIG 2 هو الرسم التخطيطي للتوزيع LBT POT ومعاهدة التعاون بشأن البراءات على الهدف من المعالجة.

2 FPGA خصائص تحويل توقيت المشغل

2.1 مقارنة مع حزمة التقليدية تحويل تحويل المشغل

إشارة هنا التوصيات ITU LBT ترميز منها شبة الكود التحول الفرعية المقترحة لتحسين هيكل وتحسين FPGA على أساس توقيت. الجدول 1 TH رمز المشغل الزائفة وFPGA خصائص توقيت توصية مشغل TH مقارنة الدولة، والخطوة الممثل FPGA جهاز الدولة، وراء الحساب هو إجراء معالجة البيانات داخل الدولة، ولكن الخط توصية شبة الكود يمثل خطوة حسابية يمكن العثور عليه، وعدد من الخصائص العملية الخطوات الفرعية توقيت FPGA في TH العد أقل من توصية شبة الكود، مما يقلل من الوقت اللازم للحساب التحول LBT.

2.2 تحويل حزمة مشغل

FIG 3 هو وحدة المشغل TH، سيتم تحويل وحدة التحكم إلى معاملات بعد يرسل مدخل الميناء طلب TH، TH تلقي طلب يرسل ردا على بيانات التحكم تلقي وحدة، التحويل الكامل TH إلى منفذ إخراج البيانات، وحدة التحكم اكتمال طلب معالجة الإرسال، وحدة التحكم تتلقى طلب وينقل على استقبالا استقبال البيانات استجابة الانتهاء TH. وهكذا، اكتمال مهمة تحويل TH، في انتظار المجموعة التالية من طلب إدخال البيانات تحويلها.

3 FPGA تصميم المنطق والتحليل

3.1 FPGA وحدة تصميم أعلى

ويستخدم هذا النظام صورة FPGA ROM الداخلي التناظرية كمصدر، وذلك باستخدام MATLAB لستة 64 64 بكسل هو مبين في الشكل اختبار الذاكرة 4 يولد ملف التهيئة المخزنة في ROM. FIG 5 هو تصميم FPGA أعلى وحدة، بما في ذلك مصدر التناظرية، ومراقبة التغيير، وذاكرة الوصول العشوائي وموازية والمسلسل وحدة التحكم بالوصول.

3.2 LBT تحويل تصميم وحدة

في وحدة التحويل، وتنقسم وحدة تحكم تحويلها إلى LBT RAM ذاكرة الوصول العشوائي واحد قناة محدد هيكل دوري، وفقا لأوامر التي تحكم تحويل قناة التحكم التواصل بين كل تحول دون والسيطرة عبر-RAM. وينقسم تحكم تحويل إلى أربعة الفرعية جزء 4 وفقا لLBT تحويل (PCT POT والمرحلة الأولى، المرحلة الثانية ومعاهدة التعاون بشأن البراءات POT)، كل جزء من الإرشادات للسيطرة على قناة محدد. لأن RAM لا يستطيعون القراءة والكتابة في وقت واحد، وذلك للنظر في RAM تعشيق قناة تحكم القيادة السيطرة، أي عبور عملية RAM، لذلك لا يمكن فتحه في حين أن RAM قناة، FIG 6 هو RAM الكتابة حدة تحليل توقيت قناة التحكم من أجل تجنب ثنائي القناة وحدات التحكم RAM مفتوحة في وقت واحد، ويغلق مرور في وحدة الكتابة، انتظرت وحدة قراءة عبثا لمدة (الدولة) ثم قم بفتح RAM القناة.

3.3 FPGA وحدة مراقبة سير العمل

FIG 7 هو وحدة مخطط POT القراءة وفقا لتجهيز في FIG 2 العلوي Tpre4؛ ومن ثم كل أربعة صفوف اليسار في تجهيز أول Tpre42، وسيطة T4mul4، وعلى الجانب الأيمن من Tpre4 الثانوي؛ الجانب Tpre4 ديه أخيرا علاج الأدنى بيانات الصورة قراءة بالتسلسل من ROM. قراءة POT وحدة 4 Tpre4 معالجتها أو سيكتب إلى 16 T4mul4 POT إرسال آخر تحويل عنوان كتلة معامل، الذي يتلقى تحويل معاملات POT، ثم هذا العنوان سوف عكس النتائج المحفوظة في ذاكرة الوصول العشوائي. بعد قراءة الوحدة يتلقى الأوامر نهاية POT معاهدة التعاون بشأن البراءات، وقراءة من ذاكرة الوصول العشوائي في النقطية أجل تفحص 4 4 PCT تحويل المعاملات، كما هو مبين في الشكل. بعد الانتهاء من معاهدة التعاون بشأن البراءات وحدة ما بعد المعالجة قراءة حدة الكتابة سوف تحيل إلى معاهدة التعاون بشأن البراءات تحويل العنوان الأول للتحويل معاملات، التي تستقبل تحويل معاملات بعد معاهدة التعاون بشأن البراءات، والنظام ثم مسح النقطية إلى نتائج RAM التحول، كما هو موضح في الشكل 9 .

4 FPGA محاكاة وتحليل النتائج

4.1 FPGA في الدائرة المحاكي

إشارة الحنفية يعملون هنا للتحقق تصميم FPGA، وحدة 10 هو عنوان الجزء مصدر التناظرية من بيانات المحاكاة، A هو أول من معاملات الرابعة، هذه هي المرة الأولى في تحويل معاملات Tpre4، B هو 16، وهو أول T4mul4 تحويل معاملات.

مشغل TR إلى كمثال على ذلك، FIG 11 هو مشغل TR الرسم محاكاة تحويل POT، يتم إرسال بواسطة وحدة التحكم تطلب المدخلات وTR المروج استجابة المشغل، B هو TR تحويل المشغل وحدة التحكم لإتمام الطلب الصادر العودة الاستجابة.

RAM 12 هو وحدة تحكم محاكاة عمل، A هو T4mul4 حدة وحدة تحكم RAM الكتابة على إرسال طلب الكتابة، وحدة تحكم RAM وحدة مفتوحة قناة، يتم كتابة نتيجة التحويل في RAM B POT، C في القناة مغلقة. أداء المحاكاة الحنفية الإشارة، أظهرت أن تحويل FPGA في القيود توقيت LBT التي تسيطر عليها.

مقارنة 4.2 LBT نتيجة التحول

تحويل PCT الثاني هو الكامل، وLBT نهاية بأكمله تحويل وتخزينها في ذاكرة الوصول العشوائي في هذا الوقت النتيجة النهائية للتحويل، موازية والمسلسل، وحدة قراءة من ذاكرة الوصول العشوائي بمعدل 9600 ب / ث CP2102 تنتقل إلى الكمبيوتر المضيف من خلال مساعد التصحيح المسلسل؛ حفظ البيانات كملف نص، باستخدام إعادة الإعمار البيانات MATLAB. FIG الفرعية 13، يتم ترك نمط الاختبار على المحاكاة MATLAB يؤدي LBT، LBT هو حق معالجة نتيجة لFPGA. تظهر نتائج الاختبار، LBT تحويل النتائج نتيجة FPGA MATLAB محاكاة ما شابه ذلك، LBT تحويل FPGA هيكل توقيت أساسا.

5. الخاتمة

في هذه الورقة، دورة RAM التحول LBT بنية تخزين خوارزمية واحد على أساس الخصائص توقيت FPGA. مقارنة مع هيكل رفع الخطي التقليدي، يمكن للخوارزمية التحكم في الوقت الحقيقي من عملية التحول، وذلك باستخدام سلسلة زمنية خلط للآلة الدولة، رمز تيار إلى الارتباك وتتجنب النتائج التي حصل عليها أخيرا من LBT التحول. ومع ذلك، منذ دقة عامل التصميم غير كافية، وفقط على قناة واحدة تحويل الصورة، عن طريق تحسين دقة التحويل معاملات وصورة متعددة القنوات (صورة ملونة) تتحول إلى تحسين نوعية وسرعة الأبحاث تحويل LBT هي الخطوة التالية.

مراجع

تشى Zhiheng، زهي جيانغ، تشانغ نظام نقل ضغط على أساس صور الرادار ADV212 التكنولوجيا الالكترونية، 2015،41 (11): 78-80،84.

تشانغ Huihui. JPEG FPGA ضغط يشفر على أساس تصميم وتنفيذ تاييوان: جامعة الشمالية، عام 2017.

Liuzhi يوان، وتشن Yaowu. JPEG XR اختيار المعلمة تكميم استنادا إلى نوعية ذاتية هندسة الحاسوب، 2014،40 (1): 239-245.

هورفات K، H STOGNER، UHL A.Effects من ضبط ضغط JPEG XR على أنظمة التعرف على قزحية العين تحليل .Computer الصور والأنماط، والمؤتمر الدولي، Caip 2011، إشبيلية، إسبانيا، أغسطس 29-31،2011، Proceedings.DBLP، 2011: 73-80.

PAN C، C CHIEN، تشاو W، وآخرون al.Architecture تصميم كامل التشفير HD JPEG XR لتطبيقات التصوير الرقمي المعاملات .IEEE على الالكترونيات الاستهلاكية، 2008،54 (3): 963-971.

وو الربيع المقبل، Jiaolong طويل، تشانغ Jinqiang. JPEG-XR تقنيات التنبؤ داخل على أساس ملامح الصورة الملمس جامعة شمال شرق عادي (العلوم الطبيعية)، 2016 (1): 54-59.

IIDA K، H KOBAYASHI، وتحديد كيا H.Secure على أساس مخطط التزام غامض للصور JPEG XR .Signal معالجة Conference.IEEE، 2016: 968-972.

ZHONG G، CHENG L، ملفوف تشن H.Integer biorthogonal تحويل مؤتمر .International على الصورة Processing.IEEE، 2001: 471-474.

MALVAR H S.Lapped التحويلات biorthogonal لتحويل الترميز مع انخفاض الحجب والتحف رنين المؤتمر الدولي لل.IEEE الصوتيات والكلام والإشارات Processing.IEEE، 1997: 2421-2424.

YU L.Evaluating وتنفيذ JPEG XR الأمثل للمراقبة بالفيديو .Sweden: جامعة لينكوبينغس 2010.

SUZUKI T، YOSHIDA T.Lower الهياكل تعقيد رفع لالتحويلات ملفوف الهرمية متوافقة إلى حد كبير مع المعايير JPEG XR المعاملات .IEEE على الدوائر ونظم تكنولوجيا الفيديو، 2017،27 (12): 2652-2660.

الكاتب المعلومات:

جوز لينغ، Yangmengyuan، دينغ هونغ هوى، هنغ يان

(معهد شنغهاي للمعدات لاسلكية، شنغهاي 200090، الصين)