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与以往的压缩标准相比，JPEG2000标准有什么优点和不足之处?

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 与以往的压缩标准相比，JPEG2000标准有什么优点？与以往的压缩标准相比，JPEG2000标准有什不足之处？ 0
2021-4-6 08:57:19　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × dsdfshf 该类别下有 7 个回答。邀请回答 fuwu1245 该类别下有 7 个回答。邀请回答 aaabbb567 该类别下有 7 个回答。邀请回答 ujsdfweer 该类别下有 6 个回答。邀请回答淡口味妻儿等我看该类别下有 6 个回答。邀请回答 vywywerwa 该类别下有 6 个回答。邀请回答 wjwierw 该类别下有 6 个回答。邀请回答 h1654155275.6823 该类别下有 6 个回答。邀请回答 vyewrewr 该类别下有 6 个回答。邀请回答 vrwfwer 该类别下有 5 个回答。邀请回答 dfgsgdg 该类别下有 5 个回答。邀请回答 houjunhao33 该类别下有 5 个回答。邀请回答 xiaoxian26 该类别下有 5 个回答。邀请回答 xj1223726587 该类别下有 5 个回答。邀请回答 yuxiangxyz 该类别下有 5 个回答。邀请回答 gua6338 该类别下有 5 个回答。邀请回答 60user101 该类别下有 5 个回答。邀请回答 asd013 该类别下有 5 个回答。邀请回答 hkzhd888 该类别下有 5 个回答。邀请回答 sdsgsf 该类别下有 5 个回答。邀请回答举报华一颖相关推荐 • 求一种基于ADV202的JPEG2000图像压缩与解压缩系统的设计方案 1535 • 如何实现对图像的高效压缩？ 1103 • 求大佬分享一种基于JPEG2000的新型率控制方法 982 • LabVIEW处理JPEG2000图像遇到图像变色和识别不出图像的问题 2370 • RS-232-C接口有哪些不足之处？ 1253 • 请问怎样去设计一种MJPEG2000编解码系统？ 1151 • H.264的编码如何在嵌入式设备中实现 2571 • 物联网存在哪些不足之处？ 1493 • 求助，JPEG2000enc和dec代码，最好能在ccs上运行的资源 1697 • 实现用于专业视频的JPEG 2000网络，看完你就懂了 963 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 1、引言 JPEG2000数字图像压缩标准是国际标准组织（ISO）和国际电信联盟（ITU）联合制定的新一代静止图像压缩标准。与以往的压缩标准相比，JPEG2000标准具有很多优点。它不仅仅在图像编码过程中能保证良好的图像质量，而且还具有现代图像压缩所要求的新性能，如同时支持有损压缩和无损压缩两种模式、保证在图像传输过程中的容错性、支持感兴趣区域编码等。但是，由于新技术的引入，JPEG2000的算法复杂度也相应提高，在实际应用中，JPEG2000并不如想象中的那么应用广泛。而DSP由于其丰富灵活的指令集、特殊的内部结构、超强的数据吞吐能力及运算速度，使得以DSP处理器为核心的方法成为实现JPEG2000算法的一种有效途径。 2、JPEG2000系统的组成原理 JPEG2000相对于JPEG的最大改进就是以离散小波变换（DWT）代替了DCT编码。JPEG2000的编解码流程如图1所示。本系统首先对源图像数据进行离散小波变换，然后对变换后的小波系数进行量化，接着对量化后的数据熵编码，最后形成输出码流。解码器是编码器的逆过程，解码时，首先对码流进行熵解码，然后解量化和小波反变换，最后生成重建图像数据。通过预处理可为不同类型的图像提供一个统一的接口，以便于后续使用同样的编码器进行处理，这一步骤是将多种类型的图像压缩加入到统一框架中的关键。它主要包括三个步骤：图像分片、直流平移和分量变换。小波的多分辨率分析特性使之既可高效地描述图像的平坦区域，又可有效地表示图像信号的局部突变（即图像的边缘轮廓部分），它在空域和频域都有良好的局部性，因而能够聚焦到图像的任意细节。优化截断嵌入块编码（The Embedded BlockCoding with Optimized Truncation，简称EBCOT）是JPEG2000标准的核心，它不仅能对图像进行有效压缩，同时，其产生的码流还具有分辨率可伸缩性、信噪比可伸缩性、随机访问和处理等非常好的特性。EBCOT分Tierl和Tier2两部分，EBCOT可将子带分成互不重叠的编码块，每个编码块的比特层编码称为Tierl；然后对所有编码块的编码流进行优化截断排序和打包等处理，以使其成为Tier2。 3、Blackfin56l处理器 Blackfin处理器是一类专为满足当今嵌入式音频、视频和通信应用的计算要求和功耗约束条件而设计的新型32位DSP。Blackfin处理器主要基于ADI和Intel公司联合开发的微信号架构（MSA），它将一个32位RISC型指令集和双16位乘法累加（MAC）信号处理功能与通用型微控制器所具有的易用性组合在了一起。Blackfin561是Blackfin处理器系列中的新型对称双核处理器成员，可在相同的频率条件下实现性能的翻番。该器件具有以下特点：（1）高性能的处理器内核 Blackfin处理器架构基于一个10级RISCMCU／DSP流水线和一个专为实现最佳代码密度而设计的混合16／32位指令集架构。Blackfin561具有两个内核频率可达600MHz的处理器，可提供高效RISC MCU控制任务执行能力。（2）高带宽DMA能力 Blackfin561具有多个独立的DMA控制器，这些控制器可支持自动数据传输，而且所需的处理器内核开销极少。DMA传输可出现于内部存储器和诸多具有DMA功能的外设之间。传输也有可能出现于外设和与外部存储器接口相连的外部器件之间，包括SDRAM控制器和异步存储器控制器。（3）专用视频指令除了具有对8位数据以及许多像素处理算法所常用的字长的固有支持之外，Blackfin处理器架构还包括专为增强视频处理应用而定义的指令。（4）高效控制处理 Blackfin561提供有各种各样的微控制器型外设，包括UARTS、SPI、PPI控制器、支持PWM的定时器、看门狗定时器、实时时钟和一个无缝同步和异步存储器控制器。因而为设计师提供了巨大的设计灵活性，并最大限度地降低了终端系统成本。（5）分层的存储器架构 Blackfin561支持改进的哈佛结构，该结构是具有分级的存储器结构的组合。BF56l器件的地址总线宽度为32位，可以访问4G字节的地址空间。Blackfin处理器的存储器架构在器件实现中可提供Level l（L1）和Level 2（L2）存储模块，并可以通过EBIU外接L3处理器（SDRAM、Flash等）。 4、系统设计本系统主要实现数字图像的采集和压缩处理。它有效利用了Blackfin561的专用视频接口PPI和其它丰富的接口资源，具有设计简单、便于软件编程的特点。图2所示其系统工作流程及连接框图。由图2可见，本系统首先由CCD摄像头来采集图像，输入的模拟信号经ADV7183视频编码芯片转换成ITU一656格式的数字视频流，该视频流通过BF561的PPI传输到SDRAM。然后由DSP从SDRAM读入图像，并执行JPEG2000编码操作，最后将压缩视频流输入到输出模块进行传输。输出模块由USB控制芯片ISPl362组成，可以实现系统和PC机的互连。FLASH用来存放加载文件LDR。 5、JPEG2000算法移植如果用户导入的Blackfin处理器的C代码能够兼容ANSI C语言，那么，就能直接在Blackfin上进行构建并执行这个“现成的”代码程序。但是结合嵌入式应用环境，移植时还需注意以下几点：首先要注意不同的平台对数据类型的长度定义可能是不一样的。在程序移植中可以对数据类型使用typedef宏进行定义，如“typedef intINT32；”这样便于移植时更改。其次，因为嵌入式系统中的存储空间有限，而且是分级的，且不同级别的处理器大小和运算速度均不同。因此，在定义变量时需要考虑其存放地址。通过section（“存储器段名”）语句可以将变量和代码放入指定地址。其中“存储器段名”可在ldf件中设置。第三为了程序调用方便，PC平台下的C程序会经常使用大量的动态内存分配（如calloc、realloc、new等）。考虑到嵌入式系统的特点，即需要不停的循环处理，因此，应该用静态数组代替动态内存分配。这样不仅可以避免动态内存分配造成的内存碎片问题，同时存储结构也更加清楚明了。此外，由于源程序中有许多文件操作，而嵌入式系统并不直接支持文件操作，所以应予以剔除，用读写数组的方式来替代。最后应注意Visual DSP++兼容的C语言库函数。由于它不能识别等库文件名称，而calloc、malloc等动态内存分配函数均包含在中。所以，若要使用malloc，只需在程序中包入即可。注意以上几点，C语言源程序就可以在VisualDSP++下运行，从而实现其功能了。 6、程序优化由于移植后的算法只是简单的实现了图像编码功能，而远不能保证其实时性，因而需要对其进行优化。优化主要涉及浮点转定点运算、代码优化和存储器优化。（1）浮点运算转定点运算 Blackfin处理器是一款定点处理器。该处理器本身并不支持float、double等浮点数据类型，而只能通过仿真实现，所以，用Blackfln直接进行浮点运算是很费时的。因而应将小波变换及其它涉及浮点运算的模块全部定点化。可以将浮点系数乘以一个尺度因子，使其变换成整数。然后在运算过程中再除以尺度因子，这样就避免了浮点操作。同时，Blackfin处理器是针对小数形式进行优化设计的，它提供了大量的运算指令，可以快速的执行定点和小数运算。若用汇编编写，则可以充分发挥处理器的性能，优化幅度更大。下面给出小波变换定点化的一段程序：（2）代码优化设计时可以结合具体的硬件环境对代码本身做出大量优化，以使得编译器能够充分的使用硬件循环、软件流水化、矢量化等技术。但是，也应注意一下几个方面：首先，因为循环是程序中时间消耗最大的部分，所以要把主要精力集中在循环程序的设计上。应尽量使用短循环；避免循环执行的依赖性；确保内部循环次数比外部的多；在循环中应避免条件代码，否则会出现大量控制流延迟；在循环体中不要放函数调用语句，这样会妨碍编译器用硬件循环结构。其次，定点处理器本身不直接支持除法操作，所以，应该尽量避免除法。如“if（X／Y》A／B）”可以写成“if（XB》AY）”。通过移位操作同样可以避免除法，如除以8可以用左移3位来代替。最后，通过查询表的方法也可以避免一些复杂运算。（3）存储器优化 Blackfin56l中的存储器采用分层结构，距离核最近的Ll存储器运行速度最快，但容量很小。因此需要对图像数据进行合理的存储器资源分配，以使得绝大多数操作都集中在L1存储器。下面以小波变换为例来进行说明。本系统中待处理的图像位于SDRAM中。图3所示是DMA双缓冲操作示意图，DMA优化的总体思想是以一行图像数据为基本单位，然后通过DMA把要处理的数据转移到Ll，实现数据的高效处理。传输可采用双缓冲乒乓操作，这样可避免DMA传输数据所耗费的时间。为了验证JPEG2000编码器在BF56l上移植和优化后的效果，我们对一幅512x512x8bit图像进行测试并给出了相关数据。表l所列为16倍压缩率下优化前后的数据对比。 7、结束语 JPEG2000是新一代图像压缩国际标准。本设计可实现JPEG2000图像压缩算法在DSP上的移植和优化，压缩后的图像具有较高的信噪比。同时经过优化，其编码器的运算速度也得到了很大的提高，可以满足实际应用的需要。最后的结果。所以，为了在高频输入时，系统也能正常工作，可以把CA3140替换成高频特性比较好的LM616l，这样可以提高系统的高频特性。

2021-4-6 11:45:02 评论举报郑玉兰