[发明专利]一种二维离散小波变换的VLSI设计方法

摘要

本发明涉及一种二维离散小波变换的VLSI设计方法，采用9/7小波的能离散小波变换架构，包括输入数据存储模块、列变换模块、转置模块、行变换模块以及缩放模块；数据先依次进入数据存储模块，然后由存储模块送往后续模块依次进行处理，最终由缩放模块输出，所有乘法运算均使用加减法移位操作替代；列变换模块采用三输入小波变换计算方法；行变换模块，使用二输入计算方法。

主权项

一种二维离散小波变换的VLSI设计方法，采用9/7小波的能离散小波变换架构，将暂存变量从4个减少为3个，输入数据个数从2个增加到3个，利用公式(2)～公式(4)、公式(6)～公式(10)和公式(11)组成三输入小波变换计算方法：D1k(n)=1α×x(2n+1)+x(2n)---(1)]]>D2k(n)=(1αβ+1)×x(2n)+1α×x(2n-1)+x(2n-2)---(2)]]>D3k(n)=1γ×y(2n+1)+y(2n)---(3)]]>D4k(n)=(1δγ+1)×y(2n)+1γ×y(2n-1)+y(2n-2)---(4)]]>1α×y(2n+1)=D1k(n)+x(2n+2)---(5)]]>1αβ×y(2n)=D2k(n)+D1k(n)+x(2n+2)---(6)]]>1γ×H(2n+1)=D3k(n)+y(2n+2)---(7)]]>1αβδγ×L(2n)=D4k(n)+D3k(n)+y(2n+2)---(8)]]>H°(2n+1)＝‑K×H(2n+1)                        (9)1α×y(2n+1)=1α×x(2n+1)+x(2n)+x(2n+2)---(11)]]>其中，x为输入数据，y为输出数据，为列变换中需要暂存的中间变量，H°(2n+1)和L°(2n)为小波变换的输出结果，常系数取值分别为α＝‑1.586134342，β＝‑0.052980118，γ＝0.882911075，δ＝0.443506852，K＝1.230174105；硬件架构包括输入数据存储模块、列变换模块、转置模块、行变换模块以及缩放模块；数据先依次进入数据存储模块，然后由存储模块送往后续模块依次进行处理，最终由缩放模块输出，公式中的所有乘法运算均使用加减法移位操作替代；输入数据存储模块用于暂时存储输入图像数据，输出为3个同列的像素点数据；列变换模块负责完成二维小波变换的列向一维变换计算，整个模块分为两步提升，共设计11级流水线，关键路径延时为Ta，即一个16位加法器延时，利用公式(2)～公式(4)、公式(6)～公式(10)和公式(11)组成三输入小波变换计算方法；转置模块，用于数据的重新排列，关键路径为Tmux，即一个选择器延时；行变换模块，负责完成二维变换中的行向一维变换计算；整个模块分为两步提升，共设计11级流水线，关键路径延时为Ta；使用基于公式(1)～公式(10)的二输入计算方法；缩放模块设计4级流水线，关键路径延时为Ta。