内在并行的二维离散小波变换的VLSI结构设计方法

摘要

本发明公开了一种二维离散小波变换基于提升算法内在并行的VLSI结构的设计方法，通过移位加技术将滤波器中的乘法操作变为移位寄存器和加法器的操作，大大减少了运算量，节省了硬件资源和开销；通过行缓存技术，将行、列滤波连接并使其同时进行，节省了大量的存储空间；通过延迟寄存器技术实现流水线处理，加快了硬件处理速度，提高硬件的利用率；通过统一对称扩展技术使得本发明具有通用性；本发明是一种具有多种优点的高效2－D DWT硬件实现方案。通过对二维离散小波变换行滤波和列滤波的优化设计，使硬件的利用率达到100％，在一个工作时钟内有两个输出，实现了并行性，却没有增加硬件开销，得到的硬件结构也非常简单，非常易于VLSI的实现。

主权项

1.一种内在并行的二维离散小波变换的VLSI结构设计方法，其特征在于，至少包括以下内容：1)通过“移位加”技术将滤波器中的乘法操作变为移位寄存器和加法器的操作；2)通过“行缓存”技术，将行方向、列方向滤波变换在一个紧凑的硬件结构中实现并行；3)通过“延迟寄存器”技术，实现流水线结构；4)通过统一的“边界对称扩展”技术使得此滤波器结构具有通用性；所述“移位加”技术是：一个实数乘以2的n次幂，等价于将这个实数左移n位，一个实数与一个小波滤波器系数的乘积就由实数的有限个移位的和来表示；所述“行缓存”技术是：把离散小波变换的行方向(或列方向)的滤波中间结果，存入行(或列)缓存阵列中，当达到一定的行数(或列数)，列方向(或行方向)的滤波就可以从行(或列)缓存中读取数据，进行列(或行)方向的滤波变换，在一个时钟内可同时执行、列滤波变换的操作，实现并行操作；所述“延迟寄存器”技术是：二维离散小波变换的行、列滤波器设计，采用流水线方法，通过延迟寄存器缓存输入和计算过程中的数据，使得滤波器连续处理；所述统一的“边界对称扩展”技术是：基于提升算法的离散小波变换中，边界要进行扩展，以使得图像获得准确的重构。在Jpeg2000标准规定中，提升算法对于不同长度的小波滤波器有不同的扩展点数，根据对称扩展原理，使得扩展具有通用性。