5/3提升小波变换的仿真与FPGA实现

介绍了5／3提升小波变换相对于传统小波变换的优点,设计了一种基于FPGA技术的图像小波变换方法。相对于传统的小坡变换,提升算法不依赖于傅立叶变换,降低了运算复杂度,非常适合硬件实现。采用基于Matlab和Simulmk的设计工具DSP Builder,设计5／3提升小波变换Model,并在Quartus Ⅱ工具下进行综合、仿真和下载,在Altera CycloneⅡ系列FPGA（型号为EP2C35F484C8）上实现了5／3提升小波变换的功能。     

微型无人机5/3提升小波改进算法FPGA设计

数字图像无线传输是微型无人机完成特殊侦察任务的重要组成部分.针对微型无人机的特点及其对数字图像压缩的实时性要求,重点提出了一种提取图像重要信息的内嵌延拓5/3提升小渡改进算法,且基于该改进算法设计了一种二维数字图像小波变换的硬件结构并进行仿真实验分析.结果表明,该结构算法简单、占硬件资源少、硬件利用率高;与传统小波变换相比有效地缩短了运算时间、提高了变换速度,基本满足微型无人机对数字图像传输的实时性要求.     

5/3小波提升结构的深度流水线优化*

为了满足基于小波变换的高速信号实时处理的需求,在FPGA上实现更高速的5/3小波变换。采用静态时序分析的方法分析了当前5/3小波变换结构中影响速度的主要因素,并采用深度流水线技术切断原结构中存在的较长组合逻辑路径,从而提高了最高工作频率。使设计中仅增加少量寄存器开销便可获得原结构250％的速度,最高可实现每秒300M样本的数据吞吐量,可用于设计基于小波变换和FPGA的高速信号处理系统。     

基于DM6446的5/3小波变换优化方法

JPEG2000技术中对图像块进行的无损压缩采用5/3小波滤波作为变换方式,本文讨论嵌入式平台上针对5/3小波滤波器的优化技术.文章基于TI公司开发的DM6446(达芬奇)DSP平台,从理论上详细地阐述了几种典型的DSP程序优化方法,其中包括添加优化选项、循环分解、SPLOOP技术以及编排软件流水等.实验表明,通过将这些方法综合应用到整数滤波算法的优化过程中去,能够明显提升算法的执行效率,优化效果达到10倍左右.     

用FPGA实现(5,3)小波变换

小波变换是当代信号处理技术常用的数学方法之一，它在视频压缩方面也有很好的前景，根据Daubechies等人于1996年提出的整型小波变换方法，用FPGA设计并实现了4层整数（5，3）小波变换，硬件实现结果与软件实现结果基本一致。     

提升小波算法的FPGA硬件实现

讨论了提升小波变换的原理及特点,并提出了一种基于现场可编程门阵列器件FPGA实现提升小波算法的方案,该方案与基于传统的卷积方法实现相比,可以减小硬件实现面积,并利用插入流水线寄存器的方法,缩短关键路径,提高运算速度.     

提升小波的FPGA实现

小波变换在图像压缩领域正在取代离散余弦变换.提升小波是离散小波变换的一种实现方案,它具有运算量小、可原位计算的特点.本文在FPGA中实现了一级二维提升小波变换,弥补采用DSP实现小波变换对存储空间的需求.仿真表明其所耗资源较少,其硬件结果与MATLAB软件结果基本一致.     

二维提升小波变换的FPGA结构设计

根据提升小波的框架结构，提出了一种基于JEPG2000的二维多级提升小波变换核的FPGA设计。 采用分时复用和流水结构，充分利用FPGA片内存储资源，实现了行列变换的并行执行。在保证精度的前提下采用优化的移位加操作代替浮点乘运算，加快了运算速率，减小了电路规模。同时通过乒乓操作完成FPGA和片外SDRAM间数据的无缝缓冲处理，保证了多级变换的高效实时并行，从而达到各级小波系数的快速并行输出。系统经验证完全满足图像实时处理的要求，为后续实时压缩编码和传输提供了有利条件。     

基于DSP Builder的5/3提升小波变换的FPGA实现

基于FPGA（现场可编程门阵列）的硬件设计方法越来越流行,QuartusⅡ设计软件也随之广泛使用,然而其本身的局限性导致它在算法级无法像MATLAB那样直观地搭建信号模型,同时MATLAB的也有不能实现硬件电路的先天缺陷,DSP Builder很好的结合了上述2款软件的优势,提供了一种联合设计的有效方法。以5/3提升小波的硬件实现为例,对该方法进行解释并验证其可行性。     

基于提升小波变换的行波测距FPGA实现与仿真

行波测距理论具有计算速度快精度高的特点,但是实际工作中电网故障测距大都仍然采用的是潮流计算和区间估计等传统方法,无法对故障快速定位以进行修复。行波测距在工程中难以得到应用的原因是数据流量大、计算量大,硬件开发成本高、周期长。将计算复杂度低、适合硬件实现的提升小波变换和开发简便、出品周期短的FPGA相结合,成功使以前在上位机实现的行波测距在硬件上得以实现。为工程中快速定位电网故障提供了可行方案。     

基于小波变换的亚采样FPGA实现

亚采样——内插是图像信号处理中的重要方法。在图像压缩领域,它既可作为一种独立的压缩编码方法,又可与其它编码方式配合,组成混合的编码方案,实现更高的压缩比。结合小波变换编码的基本思想,可以实现小波变换亚采样。根据Daubechies等人提出的整形小波变换方法,用FPGA设计并实现了整型(5,3)小波变换。硬件实现结果与软件实现结果一致。     

Daubechies提升小波在图像去噪中的仿真研究

在介绍了一般小波理论和小波图像去噪的基础上,重点阐述了提升小波算法(lifting scheme)的基本原理,给出了用提升方法构造传统小波的普遍实现方法,按照提升小波的一般理论,对Daubechies(9/7)小波进行提升格式处理,并将Dau-bechies(9/7)提升格式小波应用到二维图像去噪研究中.计算机仿真试验结果表明,在去掉噪声后图像信号的信噪比相近的情况下,提升小波与传统小波相比,其优点在于计算简单,编程容易,速度快.     

Lifting Scheme及其在小波图象编码中的应用

Lifting Scheme是构造第二代小波的关键技术。相对于第一代小波而言,Lifting Scheme是一种比Mallat算法更快、更简单和更容易操作的算法,也是JPEG2000推荐的算法,为了将其应用到小波图象编码中,提出了一种对Lifting Scheme作适当改进以用于小波图象编码的方法。该方法就是先用Lifting Scheme来实现D9/7双正交小波变换,然后再用这种技术实现的D9/7双正交小波变换来进行图象压缩编码。在将Lifting Scheme算法用于小波图象编码的过程中,对该算法做了必要的简化,以便保证每个提升(lifting）环节都是FIR滤波。同时,根据能量守恒的原则,重新调整了尺度因子。实验结果表明,这种经过改进的Lifting Scheme取得了比Mallat算法更好的图象编码效果。     

图像处理中小波提升方案和Mallat算法的比较

离散小波变换(DWT)的快速算法是近几年小波变换领域研究的热点。Swedlen提出一种不依赖于傅立叶变换的新的小波构造方案——提升方案(LIFTING SCHEME)，其计算速度是传统Mallat算法的两倍左右，因而成为计算离散小波变换的主流方法。提升方案为第一代小波变换提供了一种新的更快的实现方法，同时，大大降低了第一代小波的难度，并且已经证明提升方案可以实现所有的第一代小波变换。     

基于提升机制小波变换的SAR与多光谱图像融合算法

在对提升机制小波变换的原理和特点研究的基础上，结合SAR图像与多光谱图像不同成像特性，提出了一种基于提升小波变换区域融合的SAR与多光谱图像融合方法。对于小波变换后的高频子图像，选择区域标准差大的作为融合后的子图像；对于低频子图像，定义区域均值的平均相对偏差作为阈值，融合子图像区域均值偏差大干阈值时，采用逻辑滤波方法融合，反之采用基于像素值加权、平均的融合规则。实验证明，该算法能够有效融合SAR与多光谱图像之间的互补信息，与其它用于图像融合的小波变换方法相比，运筹速度较快，易于DSP实现。     

提升小波变换的通用和可扩展编程实现

提升方案是小波研究的新热点,该文给出一个实现提升小波变换的通用和可扩展程序.首先从小波变换的计算讨论了提升方案的基本步骤,分析了用提升格式构造已有小波和设计新小波的方法,并以面向对象的编程手段实现了提升小波变换;该程序以提升方案的基本过程为核心并加以抽象,设计提升小波变换的基类,提供缺省的Lazy变换和反变换过程,模板的应用使程序支持抽象数据类型,虚函数使程序能通过派生新类方便地实现特定的提升小波;该程序具有可重用、可扩展、易理解、易使用等优点;将该程序应用到一幅通过用中子辐射照相技术获得的图像进行测试分析,实验结果显示了它的高效性,其计算速度明显优于Mallat算法,能满足在线处理的需要.     

多步提升小波变换的FPGA实现

针对一步提升5/3小波变换分辨率低这一弊端,提出了多通道设计方案。该方案利用FPGA对数据并行执行的特性,基于System Generator建模工具,实现了5/3多步提升小波变换。仿真表明,多通道方案的小波变换具有速度快、分辨率高、易于维护和移植等特点。     

基于提升框架的M通道小波滤波器的构造

提升框架的核心思想是通过有限步预测和更新来构造小波滤波器。由于小波的多相位矩阵可以分解为多个矩阵的乘积,因此这些矩阵可以被看作是预测算子和更新算子。本文根据M通道小波变换理论,给出了基于提升框架下的M通道小波变换所对应的滤波器库的构造方法。与传统的方法不同,利用提升框架构造的任何滤波器库都自动满足精确重构性,所设计的预测滤波器满足N阶对偶消失矩,所设计的更新滤波器满足N阶基本消失矩,并给出了具体例子。