一种灵活可配置的JPEG编解码器软硬件架构

李瑞珍,张晓旭,马 德,黄 凯,严晓浪

(1.浙江大学超大规模集成电路设计研究所,杭州310027;2.杭州电子科技大学微电子CAD所,杭州310018)

一种灵活可配置的JPEG编解码器软硬件架构

李瑞珍1,张晓旭1,马 德2,黄 凯1,严晓浪1

(1.浙江大学超大规模集成电路设计研究所,杭州310027;2.杭州电子科技大学微电子CAD所,杭州310018)

JPEG压缩标准由于其压缩比高和实用性强已被广泛应用于静态图像编解码中。为满足更高的实时性与高速率需求,根据JPEG算法抽象出的基本运算,提出一种灵活可配置的JPEG编解码加速器结构,实现向量加法、向量乘法、向量点乘和移位饱和等基本运算操作,并驱动此加速器完成JPEG解码的反向离散余弦变换、反量化和色度空间转换过程,配合软件代码处理解码的其他部分,实现JPEG解码的软硬件协同工作。实验结果表明,在增加0.229 mm2面积的前提下,硬件实现的部分耗时只为优化前的35%左右,JPEG解码过程总耗时为优化前的60%左右。该方法提高了JPEG编解码速度,并且加速器的软件和硬件灵活可配性决定了其适用范围的广泛性。

联合图像压缩标准;加速器;离散余弦变换;色度空间转换;量化;软硬件协同设计

1 概述

JPEG是联合图像专家组(Joint Picture Experts Group)于1991年发布的第一代国际静态图像压缩标准［1］,由于其压缩率高、失真小和实现复杂度低等特点,被公认为是静态图像编解码方面最有效实用的压缩算法,在数字图像、数码相机、网页图像等领域均有广泛应用,特别在嵌入式应用中,要对高质量的图像进行实时采集、压缩、存储和回放,需同时支持JPEG编解码功能。……