基于行的实时、二维提升整数小波变换VLSI结构

提出一种基于行的实时、二维提升整数小波变换的VLSI结构。该结构包括行变换器、列变换器、中间缓存器以及输出控制单元。利用中间缓存器暂存行变换的中间结果,由输出控制单元按优先级从高到低的顺序依次输出各级小波系数。由于在硬件实现中采用基于行的提升变换结构,从而水平和垂直方向上的变换能并行处理。与现有结构相比,该结构具有并行度高、存储量低的特点,并且能够在一幅图像逐行扫描的时间间隔内完成整幅图像的多级小波变换。     

基于L∞最小搜索和陪集码的高光谱图像无损及近无损压缩

 分布式信源编码(DSC)由于其较低的编码复杂度及较高的抗误码性被应用于高光谱图像压缩.在典型的基于陪集码的分布式高光谱图像无损压缩算法s-DSC(scalar coset DSC)框架下,本文指出最优的预测准则应为无穷范数最小,提出了基于L_∞最小搜索的预测方法来逼近最优准则,并将框架推广到近无损压缩.实验表明,和原有的s-DSC相比,本文算法无损压缩的平均码率降低了大约0.25bpp,近无损性能也明显优于JPEG-LS,本文算法具有较低的计算复杂度、较高的压缩性能,且具有一定的抗误码能力,适用于星上压缩.     

基于JPEG2000的高精度整型小波变换

为了提高JPEG2000中的CDF-9/7整型小波变换的精度,分别分析了其中规整化乘运算和提升步两部分影响精度的因素。对于规整化乘运算,提出了有利于提高精度的一步式规整化乘的改进方案。同时,通过优化选取数据的扩展位数和乘法宽度,进一步提高了提升步精度。在JPEG2000中的测试表明使用该方法设计的整型小波具有较好的性能。     

基于经验数据分解的干涉多光谱图像压缩算法

针对干涉多光谱图像数据的非平稳特性,提出一种经验数据分解的图像压缩算法．经验数据分解利用干涉曲线数据的局部特性和变化规律,将其分解为局部区域数据和值以及差值数据,从而实现对非平稳数据的多分辨率分析．本压缩算法首先利用经验数据分解方法去除干涉多光谱图像数据的相关性,并提出对应的二维多级分解结构．最后对分解系数采用改进的EBCOT算法进行编码．实验结果表明,与JPEG2000标准相比,本算法在无损压缩时输出码率平均下降0.15比特／像素,而有损压缩的重建图像质量提高1.1~2.5dB,同时降低恢复光谱的相对二次误差,有效的保护了光谱信息．     

JPEG2000算法中基于有界输入有界输出(BIBO)增益控制的小波变换定点实现技术

该文提出一种在JPEG2000算法中兼容5/3小波变换和9/7小波变换高效硬件定点实现技术。所提出的技术使用9/7提升小波变换的有界输入有界输出(Bounded Input Bounded Output, BIBO)增益来确定小波变换中间值的存储位深,使用5/3提升小波变换的BIBO增益来确定9/7提升小波变换中量化参数的选择方式和量化的实现方式,最终使用同一存储空间来存放定点5/3提升小波变换和定点9/7提升小波变换系数。该文提出的技术不仅大大节省了JPEG2000算法中小波实现模块中的硬件存储资源和算法计算量,而且也节省了后续基于上下文的位平面算术编码模块和率失真优化截取模块的存储资源和算法计算量。     

光学测绘卫星星地相机夹角在轨实时定标方法

由于光学测绘卫星无地面控制点定位精度受星地相机夹角在轨变化的直接影响,因此针对现有星地相机姿态稳定度不高、星地相机夹角定标时间周期长的实际应用问题,提出了一种基于光学自准直原理的星地相机夹角星上实时定标方法。首先在相机载荷系统内部加装准直光源、光斑成像面阵等器件;然后通过光斑影像位置的变化求解出单个相机的主光轴变化;最后求解星地相机间夹角的变化。仿真实验表明,俯仰和横滚方向可获得0.1角秒量级的星地相机夹角定标精度。该方法无须地面定标场,不受外界因素影响,可以实现星地相机夹角的星上实时自主定标,具有良好的可行性和实用价值。     

采用卷积神经网络的小幅文本图像重聚焦算法

针对文本图像拍摄过程中的散焦模糊问题,提出一种基于卷积神经网络的图像重聚焦算法．首先分析了传统的维纳滤波方法,并对其进行变形;然后将频域相除转化为循环卷积,并将该卷积核进行奇异值分解,从而将二维卷积转化为一维卷积．在重点考虑循环卷积、一维卷积核的基础上,设计出了一种新的卷积神经网络结构．该网络结构不但能够模拟维纳滤波的去散焦模糊过程,还能在不显式计算散焦模糊核的情况下恢复图像,并具有良好的抗噪声性能．同时,该卷积神经网络还具有收敛快、参数不敏感的良好特点．     

JPEG2000中DWT-EBCOT联合的高效低存储VLSI结构

针对JPEG2000硬件实现中小波变换与编码之间占用大量存储的问题,该文提出一种基于码块的存储方案。通过对码块大小片内存储最大程度的复用以及对其高效简单的调度控制,从面积和功耗两方面减小了硬件实现的开销。在实现中,采用基于行的提升变换结构和比特平面并行的编码方式,提高了效率,确保整个过程的实时处理。实验结果表明:在实时编码要求下,对分辨率为512512的图像分片进行四级9/7或者5/3小波分解,码块大小为3232,采用本文结构所用的存储量与直接使用外部存储器的方法相比可减少80%以上。整个结构已通过FPGA验证,且系统时钟可以工作在100MHz。     

基于码率预分配的JPEG2000自适应率控制算法

该文提出一种基于码率预分配和反馈控制的自适应率控制算法。算法引入了预测模板,对图像小波变换和量化后EBCOT编码码块的有效比特平面进行独立的熵估计,并以码块估计熵总和指导码率预分配,同时T2编码器由预分配编码比特率自适应地反馈控制编码深度、完成优化截取。实验结果表明,该算法码率分配精确,并有效地减少了编码器计算量和存储量,提高了编码效率,算法复杂度低,易于硬件实现。