基于CUDA的JPEG压缩算法优化

随着图形处理器（GPU）的处理能力的不断增强,图形处理器越来越多地被应用于计算密集型的数据运算处理中。JPEG图像压缩算法中的部分步骤存在典型的并行特性,针对大分辨率图像JPEG压缩串行顺序执行时间开销较大的问题,利用CUDA的并行计算和图形硬件的可编程性,可实现对JPEG图像压缩的加速,同时结合GPGPU硬件结构可实现JPEG压缩程序程序的优化设计。通过程序测试实验,与串行程序比较加速比在20以上。     

JPEG2000标准研究及其与JPEG标准比较

随着多媒体技术和网络技术的飞速发展,JPEG标准已经无法满足人类的要求,于是产生了新一代静态图像压缩技术—JPEG2000。JPEG2000编码系统由预处理、离散小波变换(DWT)、量化和熵编码组成,其采用了DWT和优化截取嵌入块编码(EBCOT)算法,具有JPEG标准无法比拟的优势。介绍了JPEG2000编码系统的组成、优点以及与JPEG的对比。实验证明,相同压缩率下,JPEG2000压缩比JPEG获得了更好的图像质量。     

JPEG2000可逆变换算法的实现

对于图像压缩来说，JPEG2000压缩标准实现的最基本的元素之一是离散小波变换（DWT），可逆变换对无损压缩具有重要的意义。利用可逆变换将整数映射到整数，已确定需要用来实现变换的精度位数。我们的方法整数变换三角分解的方法，首先将进行三角基本可逆矩阵（TERM）变换，然后用矩阵分解实现多成分变换的整数可逆，JPEG2000中用整数提升的算法来最终实现可逆变换。从而实现无损压缩。     

二维9／7小波变换VLSI设计

为了提高JPEG2000图像压缩速度,提出一种基于提升算法的二维离散9／7小波变换（DWT）Mesh结构的VLSI设计方案,利用这种Mesh结构的VLSI能够实现并行处理一个图像的所有像素点。这种并行处理的Mesh结构可提高小渡变换电路速度,以及图像压缩的速度。     

基于上下文建模的分类排序小波图像编码算法

该文提出了基于上下文建模的分类排序小波图像编码算法。该方法使用与JPEG2000标准相同的上下文模型,以最小化相对熵为准则用动态规划获得优化的上下文分类。在重要性编码中结合优化的上下文分类进行排序编码。实验数据表明该算法的压缩能力优于JPEG2000,尤其适于低码率压缩。     

JPEG2000新规格制定完成

彩色表态图像的新一代编码方式“JPEG2000”的编码算法已经确定。在2000年3月的东京会议上,规定基本编码系统的最终协议草案已获发行,最终标准的推出预计在2000年12月。JPEG2000作为JPEG升级版,高压缩（低比特速率）是其目标,与JPEG相比,可同的情况下,JPEG2000信噪比将比JPEG提高30％左右,同时JPEG2000还拥有5种2值图像采用JBIG,低压缩率采用则将上术方式统一起来,成为对应各种图像的通用编码方式。JPEG2000编码算法采用离散式变DWT）和bitplain算术编码（Mqcoder）等构成,而JPEG则为DCT和Qmcoder。另外此次…     

基于LOCP特征的JPEG2000二次压缩检测

JPEG2000二次压缩检测,即对图片进行二次JPEG2000压缩的检测,对于分析图像篡改、隐写等有重要价值。文中分析了现有的JPEG2000二次压缩检测算法的优势,结合LOCP特征,提出了一种改进的JPEG2000二次压缩检测算法。该算法对对象图片的高频成分提取LOCP特征,并用支持向量机SVM分类器进行训练和检测。在哥伦比亚大学篡改检测图像数据集上的实验显示,提出的JPEG2000二次压缩检测算法较原有算法有较大提升,并获得了TODO的检测率。     

JPEG2000压缩编码技术在传输域的应用

围绕JPEG2000编码压缩技术,提供行业内典型JPEG2000压缩编码设备的视音频压缩延时数据测试数据,对编码质量进行客观测试和主观感受评价的结果,介绍JPEG2000压缩编码在央视新现址之间,全运会转播中以及国外媒体在奥运会的实际应用。     

应用于JPEG2000的5/3提升小波的VLSI结构设计

提出一种基于提升算法（lifting scheme）实现JPEG2000编码系统中的二维离散小波变换（Discrete Wavelet Transform）的并行阵列式的VLSI结构设计方法.该结构由一个行处理器和一个列处理器组成,行、列处理器通过时分复用同时进行滤波,用优化的移位加操作替代乘法操作,采用嵌入式数据延拓算法处理边界延拓.整个结构采用流水线设计方法,减少了运算量,提高了硬件资源利用率,该结构可应用于JPEG2000图像编码芯片中.     

基于Blackfin561的JPEG2000压缩算法实现及优化

提出了一种基于Blackfin561器件JPEG2000压缩系统设计方案。论述了算法移植中所需要注意的问题．并结合硬件环境对算法做了大量优化，包括浮点运算定点化、代码优化、存储器优化等。本系统经压缩后的图像具有较高的信噪比，优化后的算法执行速度有很大提高。     

JPEG2000小波提升算法的硬件设计

离散小波变换是当今许多图像处理和压缩技术的基础,并被最新的ISO/IEC静态图像压缩标准JPEG2000所采用.基于提升方法的离散小波变换比传统的基于卷积的运算量小.我们为JPEG2000中的小波提升算法提出一个硬件结构,该结构整体运算速度高,存储需求低,硬件资源耗费少.我们提出在数据通道之外实现边界扩展,以降低数据通道的复杂性,提高运算效率.我们通过采用流水线技术,进一步提高了硬件设计的运算效率.     

基于OpenMP的JPEG2000图像并行编码算法

JPEG2000是新一代图像压缩标准,具有编码效率高、性能好等优点,由于采用小波和比特平面编码技术,其编码复杂度高,编码速度较慢。为了提高JPEG2000的编码速度,提出一种基于OpenMP的JPEG2000图像并行编码算法,通过对离散小波变换和EBCOT算法的并行处理,提高编码速度。结果表明,该算法在保持了JPEG2000良好特性的基础上,大大提高了编码速度,而且图像越大,对编码速度的改善越明显,使JPEG2000更加适用于大数据量的图像的传输。     

Image coding using lapped biorthogonal transform

The wireless sensor network utilizes image compression algorithms like JPEG, JPEG2000, and SPIHT for image transmission with high coding efficiency. During compression, discrete cosine transform (DCT)–based JPEG has blocking artifacts at low bit-rates. But this effect is reduced by discrete wavelet transform (DWT)–based JPEG2000 and SPIHT algorithm but it possess high computational complexity. This paper proposes an efficient lapped biorthogonal transform (LBT)–based low-complexity zerotree codec (LZC), an entropy coder for image coding algorithm to achieve high compression. The LBT-LZC algorithm yields high compression, better visual quality with low computational complexity. The performance of the proposed method is compared with other popular coding schemes based on LBT, DCT and wavelet transforms. The simulation results reveal that the proposed algorithm reduces the blocking artifacts and achieves high compression. Besides, it is analyzed for noise resilience.     

Implementation of a Real-time JPEG2000 System Using DSPs for 2 Digital Cameras

1 IntroductionJPEG2000,which is a new image compression standard,enables the achievement of higher image compression ratiosthan JPEG and also has superior features such as lower tile boundary noise and higher image quality.Furthermore,it alsofeatures various powerful functions,such as highly hierarchical encoding,region-of-interest(ROI),lossless compression,etc.[1].As a result,it is highly expected that it will replace the existing JPEG for applications such as surveillance networkcamera…     

An Efficient Pipeline Architecture and Memory Bit-Width Analysis for Discrete Wavelet Transform of the 9/7 Filter for JPEG 2000

In this paper, we propose an efficient pipeline architecture for the DWT 9/7 filter defined in JPEG 2000. The proposed architecture is composed of column and row processors to perform the separable 2-D DWT. Based on the rescheduling DWT algorithm, we derive a new data flow graph to shorten the critical path. The proposed 1-D column processor requires less pipeline registers to achieve about the same critical path compared with other lifting-based architectures. For the row processor, the data dependency of each lifting step is reduced to only two computation nodes and therefore more pipeline registers can be applied to achieve higher processing speed without increasing the internal memory size in the 2-D case. That is, for an N × N image, it only requires 4N internal memory to perform the row-wise transform. For the memory bit-width analysis, we use software simulation to reduce the memory bit-width for various compression ratios. Since a portion of information from least significant bits of DWT coefficients would be discarded after EBCOT-tier2 processing, one can decrease the data width of internal memory to perform various compression ratios of JPEG 2000 coding, especially at the low-bit rates. Our simulation results suggest that it is practically possible to design the energy-aware memory architecture to further reduce the power consumption in the future work.     

基于CUDA的红外图像快速增强算法研究

针对红外图像边缘模糊,对比度低的问题,文中研究了改进的中值滤波和改进的Sobel边缘检测对红外图像进行处理。在对处理后图像的特征进行分析的基础上,研究了改进的Laplace金字塔分解的图像融合算法,并基于CUDA并行处理技术,在可编程GPU上实现了红外图像快速增强的目的。该算法结合GPU的内存特点,应用纹理映射、多点访问、并行触发技术,优化数据的存储结构,提高数据处理速度,适用于对红外图像增强的实时性要求较高的领域。实验结果表明,该算法有较好的并行特性,能充分利用CUDA的并行计算能力,提高了红外图像增强的实时性,处理分辨率为3 096×3 096的红外图像时加速比达32.189。     

JPEG2000并行阵列式小波滤波器的VLSI结构设计

提出一种基于提升算法实现JPEG2000编码系统中的二维离散小波变换(Discrete Wavelet Transform)的并行阵列式的VLSI结构设计方法.利用该方法所得结构由两个行处理器,一个列处理器以及少量行缓存组成;行列处理器内部是由并行阵列式的处理单元组成;能使行和列滤波器同时进行滤波,用优化的移位加操作替代乘法操作.整个结构采用流水线的设计方法处理,在保证同样的精度下,大大减少了运算量和提高了硬件资源利用率,几乎达到100％,加快了变换速度,也减少了电路的规模.该结构对于N×N大小的图像,处理速度达到O(N²/2)个时钟周期.二维离散小波滤波器结构已经过FPGA验证,并可作为单独的IP核应用于正在开发的JPEG2000图像编解码芯片中.     

任意长度的离散W变换的一种递归算法

离散W变换(DWT)在数字信号和图像处理领域有着广泛的应用.由于其涉及的计算的复杂性,众多学者提出了诸多DWT的快速算法来降低计算复杂度和硬件复杂度.本文针对任意长度的序列提出一种新的计算DWT的递归方法.我们利用Clenshaw 递归关系式推导了一种可以有效计算II型,III型和IV型DWT系数的递归算法.结果表明,该算法不仅结构简单,而且非常适合采用VLSI来并行实现.