無分裂結構的二維小波變換圖片處理芯片設計與驗證

1．2．2 列變化數據存取結構
在進行列變換時，需要讀取變換數據點臨近行的同列數據。而完成該數據點變換后，進行的是同一行下一列的數據點的列變換。因此需要依次讀出相鄰4行的同列數據，行數不變，列數依次遞增。
為了簡單的實現該數據讀取的順序，本文使用3個FIFO來保存連續3行的數據：當輸入新一行的第1個數據時，3個FIFO釋放出第1個數據(即之前3行每1行的第1個數據)，剛好組成完成列變換的相鄰4行的同列數據。同時，數據的新1行的數據進入FIFO-A，FIFO-A釋放出的數據進入FIFO-B，FIFO-B釋放出的數據進入FIFO-C。之后，釋放出第2列的數據，并重復上述步驟。
因此在完成數據變換的同時，數據在FIFO-A，FIFO-B，FIFO-C中依次流動。完成該行的所有列數據的變換后，FIFO-A中的數據依次寄存在FIFO-B中，FIFO-B的數據寄存在FIFO-C中，而FIFO-A則寄存了新1行的數據。當下1行的數據輸入時，又依照上述順序，開始下1行的列變換。
1．3 變換模塊結構
常見的小波變換結構是當輸入奇數地址數據時完成預測步驟，當輸入偶數地址數據時完成更新步驟。而本文提出的結構不進行數據分裂，直接對數據進行預測和更新，并同時輸出到數據選擇器。數據選擇器對地址奇偶進行判斷，選擇輸出數據，可以得到和常用結構相同的結果。列變換模塊結構圖如圖3所示。

1．3．1 行變換結構
本文提出了無分裂步驟的結構中，行變換時數據流輸入后依次寄存在寄存器D1，D2，D3，D4中。如圖4(a)，寄存器D1，D2，D3，D4中已分別寄存了輸入數據X4，X3，X2，X1，而寄存器D5，D6，D7則分別寄存了數據Y2，Y1，Y0。此時利用寄存器D1，D2，D3中的數據X4，X3，X2經過預測步驟，得到預測結果y3=x3-(x2+x4)／2；此前已在寄存器D5，D6，D7中分別寄存了前3個時鐘分別完成計算的結果Y2，Y1，Y0，則經過更新步驟可得y1=x1+(y0+y2+2)／4。此時通過數據選擇器輸出的值Y1是奇數地址，因此僅需要完成預測步驟運算的結果(即寄存器D6中的數據)，也就是說輸出寄存器D6中的Y1值，放棄更新步驟產生的Y1值。

在下一個時鐘沿來臨時，X4，X3，X2依次取代X3，X2，X1的位置，輸入的X5則寄存在X4的位置，同理Y2，Y1依次取代Y1，Y0的位置，預測產生的Y3值則寄存在Y2，則下一次計算時，寄存器中的值如圖4b，預測步驟產生Y4，更新步驟產生Y2，由于是偶數地址，所以通過數據選擇器輸出經過更新步驟的Y2值。