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申请/专利权人：哈尔滨工业大学

摘要：基于Avalon总线JPEG2000的EBCOT编码器，涉及一种JPEG2000的EBCOT编码器，解决了现有技术的JPEG2000的EBCOT编码器存在速度慢、灵活性差、过程复杂的问题。它包括Avalon总线接口和EBCOTTier-1编码器，所述Avalon总线接口的时钟信号、复位信号、开始信号、编码完成信号、编码块写信号、编码块数据信号、编码块地址信号、输出字节存储器地址信号和输出字节存储器数据信号输入端与编码控制模块相连，编码控制模块与msb个位平面编码器相连，位平面编码器与算术编码器相连，算术编码器与输出字节存储器RAM相连，msb为最高位平面检测模块检测编码控制模块的最高位平面的数值。本发明的编码器可以更好的应用于整个JPEG2000编码器中。

主权项：基于Avalon总线JPEG2000的EBCOT编码器，它包括NIOSII CPU处理器0、Avalon总线接口1和EBCOT Tier‑1编码器2，所述EBCOT Tier‑1编码器2内部固化有最高位平面检测模块40、编码控制模块3、多个位平面编码器4、多个算术编码器5、多个输出字节存储器RAM6，所述NIOSII CPU处理器0通过Avalon总线接口1与EBCOT Tier‑1编码器2连接，NIOSII CPU处理器0通过Avalon总线接口1发送开始信号start至编码控制模块3，编码控制模块3接收开始信号start后开始编码，NIOSII CPU处理器0通过编码块写信号blkram_wr、编码块数据信号blkram_data和编码块地址信号blkram_address向EBCOT Tier‑1编码器2中写系数数据，最高位平面检测模块40检测编码控制模块3的最高位平面，最高平面以下有msb个平面，编码控制模块3调用msb个位平面编码器4进行并行编码，编码控制模块3将输出的图像信息经小波变换和量化后的数据发送至一个位平面编码器4，所述位平面编码器4根据编码信息生成编码信息的上下文矢量CX和判决信息D，并将编码信息的上下文矢量CX和判决信息D发送至一个算术编码器5，所述算术编码器5对上下文矢量CX和判决信息D进行编码，并将经过编码的字节数据存储在一个输出字节存储器RAM6中，NIOSII CPU处理器0通过Avalon总线接口1从msb个输出字节存储器RAM6中读取地址信号Bram_address和数据信号Bram_data，编码控制模块3通过Avalon总线接口1将编码完成信号ebcot_done发送至NIOSII CPU处理器0；位平面编码器4包括RAM地址生成模块7、小波系数随机存储器RAM41、状态位随机存储器RAM42、状态位预测模块13、三寄存器生成模块14、位平面编码控制模块15、三扫描编码模块43，所述小波系数随机存储器RAM41由符号位存储器8和幅值位存储器9组成，所述状态位随机存储器RAM42由有效性位存储器10、量级细化位存储器11和访问位存储器12组成，所述三扫描编码模块43由有效性传播扫描模块16、量级细化扫描模块17和清理扫描模块18组成，编码控制模块3输出的图像信息经小波变换和量化后的数据通过RAM地址生成模块7将符号位χ写入符号位存储器8，编码控制模块3输出的系数数据通过RAM地址生成模块7将幅值位v写入幅值位存储器9，状态位预测模块13对有效性位σ、量级细化位δ和访问位η预测，状态位预测模块13将有效性位σ的预测结果存入有效性位存储器10，状态位预测模块13将量级细化位δ的预测结果存入量级细化位存储器11，状态位预测模块13将访问位η的预测结果存入访问位存储器12，位平面编码控制模块15分别输出控制信息给三寄存器生成模块14和三扫描编码模块43，位平面编码控制模块15控制三寄存器生成模块14接收符号位χ、幅值位v、有效性位σ、量级细化位δ和访问位η，三寄存器生成模块14生成三寄存器数据，并将三寄存器数据发送至有效性传播扫描模块16，有效性传播扫描模块16以三寄存器为单位对系数数据按从上到下顺序进行编码，并将编码结果发送至量级细化扫描模块17，量级细化扫描模块17对接受的系数数据进行编码，并将编码结果发送至清理扫描模块18，有效性传播扫描模块16、量级细化扫描模块17和清理扫描模块18将当前编码信息的上下文矢量CX和判决信息D发送至算术编码器5；其特征是：算术编码器5包括四级流水线模块：第一级流水线模块5‑1、第二级流水线模块5‑2、第三级流水线模块5‑3和第四级流水线模块5‑4，第一级流水线模块5‑1包括延时模块19、第一比较模块20、索引Index模块21、第一选择模块22、高概率符号MPS模块23和概率估计Qe表24，所述延时模块19、第一比较模块20、索引Index模块21和高概率符号MPS模块23同时接收位平面编码器4发出的编码信息的上下文矢量CX和判决信息D，延时模块19将接收到的编码信息的上下文矢量CX和判决信息D进行延时获得CX_delay数据和D_delay数据，并发送至第一比较模块20，第一比较模块20将CX_delay数据与编码信息的上下文矢量CX比较，并将比较的结果发送至第一选择模块22，第一选择模块22根据所述比较的结果选择地址，根据所述地址从概率估计Qe表24中查找到对应的大概率编码CodeMPS中下一索引NMPS、小概率编码CodeLPS中下一索引NLPS以及概率估计Qe，并将查找到的大概率编码CodeMPS中下一索引NMPS、小概率编码CodeLPS中下一索引NLPS以及概率估计Qe发送给第二级流水线模块5‑2，高概率符号MPS模块23根据输入的编码信息的上下文矢量CX和判决信息D输出高概率符号MPS；第二级流水线模块5‑2包括概率区间寄存器A25、第二比较模块26、前导零检测模块27、第三比较模块28和第二选择模块29，第三比较模块28将输入的判决延时信息D_dalay与高概率符号MPS进行比较，将比较结果发送第二选择模块29，第二选择模块29根据所述比较结果和获得的大概率编码CodeMPS中下一索引NMPS、小概率编码CodeLPS中下一索引NLPS发送更新信息给索引Index模块21，第二比较模块26将接收到的概率估计Qe和概率区间寄存器A25中存储的概率值进行比较，并将比较结果发送至前导零检测模块27，第二比较模块26将归一化信号renor_valid输出给第三级流水线模块5‑3，如果需要执行区间归一化，通过前导零检测模块27检测概率区间寄存器A25前导零的数目，第二次更新概率区间寄存器A25对其移位相应数目个位，并且将前导零检测值prezeros_cnt输出给第三级流水线模块5‑3，所述前导零的数目prezeros_cnt为概率区间寄存器A25以二进制表示时高位0的个数；第三级流水线模块5‑3包括移位计数器CT30、第四比较模块31、生成码字寄存器C32和移位模块33，第四比较模块31将移位计数器CT30输出的计数值与接收到的前导零检测值prezeros_cnt进行比较，并将比较结果C发送至移位模块33，所述移位模块33将比较结果C进行移位，当移位计数器CT30减为0时输出信号给移位模块33，移位模块33在接收到所述信号时根据比较结果C移位响应个数输出字节数据至生成码字寄存器C32，生成码字寄存器C32根据输入的字节数据生成字数据至移位模块33，所述移位模块33对输入的字数据进行移位后更新输出字节B1和B2；第四级流水线模块5‑4包括Flush模块35和移位寄存器34，Flush模块35在一次算术编码结束时输出flush信号给移位寄存器34，移位寄存器34接收第三级流水线模块5‑3中移位模块33发送的更新输出字节B1和B2，并在接收到flush信号时将编码结果发送至输出字节存储器RAM6。

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