JPEG-LS游程编码硬件实现方法

摘要

JPEG-LS游程编码硬件实现方法，对JPEG-LS游程编码的标准流程进行了改进和优化，引入编码映射操作，通过比较查表操作流水线实现编码，解决原算法中多个时钟周期循环编码的问题。另外，根据只残差编码采用索引值RUNindex单周期更新操作，同时游长编码和残差编码采用索引值RUNindex双周期更新操作，提高了编码的速度。本发明方法全部通过FPGA实现，具有全流水线、实时性好的特点，可以应用于JPEG-LS无损和近无损压缩的硬件算法。

主权项

1.JPEG-LS游程编码硬件实现方法，其特征在于步骤如下：(1)输入前次游程编码更新后的范围在0～31之间的索引值RUNindex和游程长度RUNcnt，然后根据二者计算得到比较标志CompareFlag、映射值Map_Value和编码减值Sub_Jvalue[RUNindex]，其中，CompareFlag的计算公式如下：编码减值Sub_Jvalue[i]的计算公式如下：映射值Map_Value＝x₀x₁…x_j…X₃₀X₃₁，j＝0～31，x_j的计算公式如下：其中，J_Value[p]＝2^J[p]，p＝0～31J_Trans_RUNindex[q]＝J_Trans[q]-Sub_Jvalue[q]，q＝0～31；J_Trans、J_Trans_RUNindex、Sub_Jvalue和J_Value均采用映射表的形式存储在FPGA内部，采用索引值RUNindex和游程长度RUNcn查表获得具体值；(2)输入行尾标志EOLine，根据行尾标志EOLine以及步骤(1)得到的比较标志CompareFlag、映射值Map_Value计算出更新后的索引值RUNindex，计算时采用两级更新，其中一级更新完成RUNindex的累加运算，一级更新后RUNindex的值为映射值Map_Value中1的个数，二级更新完成RUNindex保持不变或者RUNindex的值减1运算；当比较标志CompareFlag为0时，只进行二级更新操作，当比较标志CompareFlag为1时，先进行一级更新，而后进行二级更新，当输入行尾标志EOLine为1时，二级更新操作 为保持RUNindex不变，当输入行尾标志EOLine为0时，二级更新操作为RUNindex的值减1运算；一级更新采用寄存器、查找表实现，二级更新采用加法器、多路选择器和寄存器实现，每级更新执行各自占用一个时钟周期；(3) 根据游程长度RUNcnt，步骤(1)得到的映射值Map_Value、编码减值Sub_Jvalue[RUNindex]以及初始索引值RUNindex计算出游长编码和残差编码，其中游长编码为映射值Map_Value中由全部1组成的码段，残差编码为J[k+1]比特的y，计算公式为y＝RUNcnt-J_Trans[k]+Sub_Value[RUNindex]，其中k应同时满足以下两个关系式，RUNcnt≥J_Trans_RUNindex[k]且RUNcnt＜J_Trans_RUNindex[k+1]；J[k+1]、J[i]、J[p]均通过查询J表获得，J表即J[0..31]＝{0，0，0，0，1，1，1，1，2，2，2，2，3，3，3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，8，9，10，11，12，13，14，15}；(4) 将步骤(3)得到的游长编码、残差编码和行尾编码’1’、分隔编码’0’按照8种不同情况完成编码合成，输出合成后的编码值和编码长度并等待下一次编码开始；所述的8种情况如下表所示，上表中当残差编码值大于零时残差标志为1，当残差编码值不大于零时残差标志为0，&为连接符号，游长编码值用V1表示，游长编码长度用L1表示，残差编码值用V2表示，残差编码长度用L2表示，游程编码值用V表示，游程编码长度用L表示。