图像编码中滤波器组的优化设计及FPGA实现

摘要

近年来过采样滤波器组因其优越的去噪性能和较高的设计自由度,在许多领域得到广泛关注,在图像编码领域的应用也是一个研究热点。现有的图像编码技术主要是基于DCT变换,对信道中引入的噪声信号和分块DCT变换导致的块效应不能很好的去除。过采样时域重叠变换的引入,可以很大程度上削弱图像中的块效应。用过采样线性相位完全重构滤波器组替代原有的DCT变换,可以很好的起到消除噪声的效果。随着多媒体、网络化、移动化技术的发展,系统对运算速度、系统功耗以及做数字信号处理的硬件平台的要求越来越高。FPGA因其并行处理结构,在进行复杂计算时性能可以远远优于传统DSP芯片。另外,FPGA可以快速方便的通过修改逻辑结构和配置,完成系统的升级,快速地适应市场变化。本文研究格型结构过采样滤波器组的FPGA实现问题,主要工作有:
　　 1、给出了时域过采样重叠变换的FPGA实现,提出了详细硬件电路结构,并且对硬件模块开展了仿真研究。Modelsim仿真结果表明所设计模块达到了功能要求。时域过采样重叠变换是一个通用的结构,将前置滤波器和后置滤波器的硬件实现部分,封装为用户自定义IP,在调用的时候通过修改参数就可以完成该模块的设计,很大程度的简化了后续开发的设计周期。
　　 2、给出了最优去噪格型结构滤波器组的FPGA实现,提供了各功能模块硬件结构图及参数配置说明。Modelsim功能仿真表明,所给出的硬件模块满足功能要求,对后续IP核设计具有重要参考价值。