自适应高速图像压缩系统技术方案

一种自适应高速图像压缩系统。图像是对客观事物的一种相似性的，它包含了被描述对象的有关信息。但是，图像数字化后的数据量是很大，大数据量的图像信息会给存储器的存储容量、通信干线信道的带宽以及计算机的处理速度增加极大的压力。一种自适应高速图像压缩系统，其组成包括：数据输入部分、图像压缩部分和数据输出部分，数据输入部分具有双端口的RAM存储器（1）、RAM控制器（2）、USB OTG控制器（3）和USB 控制器（4），图像压缩部分具有压缩电路（5），数据输出部分具有FIFO存储器（6）、FIFO控制器（7）、USB OTG控制器和所述的USB控制器。本实用新型专利技术应用于图像的压缩。

【技术实现步骤摘要】
自适应高速图像压缩系统
：本技术涉及一种自适应高速图像压缩系统。
技术介绍
：图像是对客观事物的一种相似性的，生动的描述，它包含了被描述对象的有关信息，是人们主要的信息源。但是，图像数字化后的数据量是很大，大数据量的图像信息会给存储器的存储容量、通信干线信道的带宽以及计算机的处理速度增加极大的压力单纯靠增加存储器容量，提高信道带宽以及计算机的处理速度等方法这个问题是不现实的，这时就需要压缩。在需要实时处理图像数据的系统中，图像的高速压缩越来越来收到人们的关注。随着光学传感器技术、电子与通信技术以及空间技术的日益发展，一个图像处理系统获得的图像的分辨率以及获得的帧数不断增加，这个不仅给存储带来了极大的负担，还给数据的实时处理带来了巨大挑战，高速的压缩系统不仅可以缓解存储压力，还可以给实时处理节省时间，使实时处理系统能在最短的时间内响应。
技术实现思路
：本技术的目的是提供一种自适应高速图像压缩系统。上述的目的通过以下的技术方案实现：一种自适应高速图像压缩系统，其组成包括：数据输入部分、图像压缩部分和数据输出部分，所述的数据输入部分具有双端口的RAM存储器、RAM控制器、USBOTG控制器和USB控制器，所述的图像压缩部分具有压缩电路，所述的数据输出部分具有FIFO存储器、FIFO控制器、所述的USBOTG控制器和所述的USB控制器。所述的自适应高速图像压缩系统，所述的RAM控制器通过地址线和控制线与所述的双端口的RAM存储器连接，所述的双端口的RAM存储器与所述的USBOTG控制器连接，所述的USBOTG控制器通过OTG控制总线和OTG终端产生总线与所述的USB控制器连接，所述的USBOTG控制器可以作为主机和外围USB设备的控制器。所述的自适应高速图像压缩系统，所述的压缩电路具有蝶形运算装置，所述的蝶形运算装置与CORDIC运算装置连接，所述的CORDIC运算装置与控制装置连接，所述的控制装置与JND运算装置连接，所述的JND运算装置与所述的蝶形运算装置连接。所述的自适应高速图像压缩系统，所述的FIFO控制器通过地址线和控制线与所述的FIFO存储器连接，所述的FIFO存储器与所述的USBOTG控制器连接，所述的USBOTG控制器通过OTG控制总线和OTG中断产生总线与所述的USB控制器连接。所述的自适应高速图像压缩系统，所述的CORDIC运算装置为坐标旋转数字计算机运算装置，所述的JND运算装置为恰可觉察失真运算装置。本技术的有益效果：1.本技术的数据输入部分利用高读写速率的双端口RAM，有效提高硬件压缩的速度，RAM中的图像数据可以从不同类型的上位机获得，然后通过RAM控制器将所得数据载入到图像压缩部分。图像压缩部分算法是以JND为判断依据对不同图像内容选择不同压缩标准的选择性压缩图像的算法，可以实现图像压缩比和图像质量的最优化。数据输出部分是将压缩后的数据再重新装入RAM后，通过USB传回上位机。本专利使用的USBOTG控制器符合USB2.0规范。USBhost和USBdevice的控制器符合通用串行总线规范2.0，支持数据传输在全速12Mbit/s。本技术根据图像不同部分频率的差异，选择不同精度离散余弦变换（DCT）进行处理，采用典型测试图片“Cameraman”、“Lena”、“Peppers”、“Board”,大小为256×256，进行测试。这四幅图片具有的低频部分依次下降，当JND阈值取“4”时，这四幅图片所得的简化比分别为40%、36%、23%、1%，可以看出，按照该算法进行数据压缩，含低频成分越多的图片可以近似压缩的比例越大，符合实际图像的频率特性。本技术具有较高的运行速度，为了实现高速压缩，所有存储模块使用双端口的RAM，数据的下载与上传的过程，不影响压缩电路部分数据的读取和存储，可以充分利用流水线式压缩电路的高吞吐率，达到高速处理。附图说明：附图1是本技术的系统结构示意图。附图2是数据输入部分电路连接示意图。附图3是压缩电路功能框图。附图4是压缩电路部分的电路连接示意图。附图5是数据输出部分电路连接示意图。图中:1、双端口的RAM存储器，2、RAM控制器，3、USBOTG控制器，4、USB控制器，5、压缩电路，6、FIFO存储器，7、FIFO控制器，8、蝶形运算装置，9、CORDIC运算装置，10、控制装置，11、JND运算装置，12.USB数据上传下载电路，13、数据输入部分输出的数据，14、压缩后输出的数据。具体实施方式：实施例1：一种自适应高速图像压缩系统，其组成包括：数据输入部分、图像压缩部分和数据输出部分，所述的数据输入部分具有双端口的RAM存储器1、RAM控制器2、USBOTG控制器3和USB控制器4，所述的图像压缩部分具有压缩电路5，所述的数据输出部分具有FIFO存储器6、FIFO控制器7、所述的USBOTG控制器和所述的USB控制器。实施例2：根据实施例1所述的自适应高速图像压缩系统，所述的RAM控制器通过地址线和控制线与所述的双端口的RAM存储器连接，所述的双端口的RAM存储器与所述的USBOTG控制器连接，所述的USBOTG控制器通过OTG控制总线和OTG终端产生总线与所述的USB控制器连接，所述的USBOT控制器可以作为主机和外围USB设备的控制器。实施例3：根据实施例1或2所述的自适应高速图像压缩系统，所述的压缩电路具有蝶形运算装置8，所述的蝶形运算装置与CORDIC运算装置9连接，所述的CORDIC运算装置与控制装置10连接，所述的控制装置与JND运算装置11连接，所述的JND运算装置与所述的蝶形运算装置连接。实施例4：根据实施例1或2或3所述的自适应高速图像压缩系统，所述的FIFO控制器通过地址线和控制线与所述的FIFO存储器连接，所述的FIFO存储器与所述的USBOTG控制器连接，所述的USBOTG控制器通过OTG控制总线和OTG中断产生总线与所述的USB控制器连接。实施例5：根据实施例1或2或3或4所述的自适应高速图像压缩系统，所述的CORDIC运算装置为坐标旋转数字计算机运算装置，所述的JND运算装置为恰可觉察失真运算装置。实施例6：图像数据输入部分：图像数据输入部分包括双端口的RAM、RAM的控制器、USBOTG控制器以及USB控制器。图像数据可以由计算机提供也可以由具备USBOTG数据接口的设备提供，通过USB下载到压缩系统的RAM芯片上。为了满足高速处理数据的要求，实现高速压缩，这里选用高速的RAM作为存储数据的存储器。RAM控制器可以使用硬件描述语言编写Verilog代码，在FPGA上实现。同时，对于获得数据的USB的上传下载电路，本专利使用USBOTG控制器，该控制器可以作为主机和外围USB设备的控制器，选用不同的接口时，该芯片充当不同的角色，从而可以将该图像压缩系统与不同的具有USB接口的设备连接。USBOTG控制芯片主要是用来实现不同USB设备之间的通信，控制引脚是用来控制OTG的读写、复位。为了高速读写，这里使用硬件描述语言来构建USBOTG控制器的控制模块。图像输入部分的接口电路如图2所示。Host_DM，Host_DP分别为该芯片作为Host时USB数据线D+，D-接口；OTG_DM，OTG本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应高速图像压缩系统，其组成包括：数据输入部分、图像压缩部分和数据输出部分，其特征是：所述的数据输入部分具有双端口的RAM存储器、RAM控制器、USB OTG 控制器和USB 控制器，所述的图像压缩部分具有压缩电路，所述的数据输出部分具有FIFO存储器、FIFO控制器、所述的USB OTG控制器和所述的USB控制器。

【技术特征摘要】
1.一种自适应高速图像压缩系统，其组成包括：数据输入部分、图像压缩部分和数据输出部分，其特征是：所述的数据输入部分具有双端口的RAM存储器、RAM控制器、USBOTG控制器和USB控制器，所述的图像压缩部分具有压缩电路，所述的数据输出部分具有FIFO存储器、FIFO控制器、所述的USBOTG控制器和所述的USB控制器。2.根据权利要求1所述的自适应高速图像压缩系统，其特征是：所述的RAM控制器通过地址线和控制线与所述的双端口的RAM存储器连接，所述的双端口的RAM存储器与所述的USBOTG控制器连接，所述的USBOTG控制器通过OTG控制总线和OTG终端产生总线与所述的USB控制器连接，所述的USBOTG控制器可以作为主机和外围USB设备的控制器。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄海，谢光辉，高俊锋，杨光，刘志伟，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江,23