基于System Generator的二维离散小波变换的算法实现

胡 伟，应 骏

（上海师范大学信息与机电工程学院上海 200234）

离散小波变换［1－2］（DWT）现在被大量采用于不同的应用领域。其中它以其良好的时频区域性和多分辨率分析能力，在图像处理方面拓展出新的领域。小波变换是一种很好的图像分解方法，非常适合于分析突变信号而用于静止图像边缘的提取和压缩。因此，小波变换在图像处理中具有十分优越的性能。

另外，由文献［3］得知:当前的小波变换主流设计系统基本采用DSP+FPGA+RAM的架构，但是资源消耗比较大，不利于大规模集成。如果DWT处理能全部用FPGA实现，将十分有利于系统的集成设计。因此，研究一种基于硬件实现的小波变换方法就成为实时图像处理系统的一个关键问题。

1 工作原理

离散小波表换快速算法——Mallat算法，通过一组低通滤波器和高通滤波器，对行、列分别进行滤波实现。

图像为2维信号，2维离散小波变换融合的方法是先对原图进行小波变换，分解成低频近似图像，水平、垂直、对角线3个方向的高频图像;低频部分还可以继续分解。

从式（1）中分析得出结论:小波分解的正交性可使经过多分辨分析得到图像信号的低频、高频分量，消除了数据的相关性。

下面是2种分解情况:

1）在一尺度下的空间分解情况如图2所示。

2 小波变换的实现

2.1 实现平台

这里实现的硬件搭建平台是System Generator。在该平台中可以利用wavescope模块进行波形仿真。进行小波变换的原始图像数据尺寸为64×64，如下图4所示。

图4 原始图像

2.2 实现结构［4－5］

经分析，硬件电路可以分为数据处理链路模块、控制模块、外部图像存储模块和显示变量，如下图5所示。……