无分裂结构的二维小波变换图片处理芯片设计与验证

1．2．2 列变化数据存取结构
在进行列变换时，需要读取变换数据点临近行的同列数据。而完成该数据点变换后，进行的是同一行下一列的数据点的列变换。因此需要依次读出相邻4行的同列数据，行数不变，列数依次递增。
为了简单的实现该数据读取的顺序，本文使用3个FIFO来保存连续3行的数据：当输入新一行的第1个数据时，3个FIFO释放出第1个数据(即之前3行每1行的第1个数据)，刚好组成完成列变换的相邻4行的同列数据。同时，数据的新1行的数据进入FIFO-A，FIFO-A释放出的数据进入FIFO-B，FIFO-B释放出的数据进入FIFO-C。之后，释放出第2列的数据，并重复上述步骤。
因此在完成数据变换的同时，数据在FIFO-A，FIFO-B，FIFO-C中依次流动。完成该行的所有列数据的变换后，FIFO-A中的数据依次寄存在FIFO-B中，FIFO-B的数据寄存在FIFO-C中，而FIFO-A则寄存了新1行的数据。当下1行的数据输入时，又依照上述顺序，开始下1行的列变换。
1．3 变换模块结构
常见的小波变换结构是当输入奇数地址数据时完成预测步骤，当输入偶数地址数据时完成更新步骤。而本文提出的结构不进行数据分裂，直接对数据进行预测和更新，并同时输出到数据选择器。数据选择器对地址奇偶进行判断，选择输出数据，可以得到和常用结构相同的结果。列变换模块结构图如图3所示。

1．3．1 行变换结构
本文提出了无分裂步骤的结构中，行变换时数据流输入后依次寄存在寄存器D1，D2，D3，D4中。如图4(a)，寄存器D1，D2，D3，D4中已分别寄存了输入数据X4，X3，X2，X1，而寄存器D5，D6，D7则分别寄存了数据Y2，Y1，Y0。此时利用寄存器D1，D2，D3中的数据X4，X3，X2经过预测步骤，得到预测结果y3=x3-(x2+x4)／2；此前已在寄存器D5，D6，D7中分别寄存了前3个时钟分别完成计算的结果Y2，Y1，Y0，则经过更新步骤可得y1=x1+(y0+y2+2)／4。此时通过数据选择器输出的值Y1是奇数地址，因此仅需要完成预测步骤运算的结果(即寄存器D6中的数据)，也就是说输出寄存器D6中的Y1值，放弃更新步骤产生的Y1值。

在下一个时钟沿来临时，X4，X3，X2依次取代X3，X2，X1的位置，输入的X5则寄存在X4的位置，同理Y2，Y1依次取代Y1，Y0的位置，预测产生的Y3值则寄存在Y2，则下一次计算时，寄存器中的值如图4b，预测步骤产生Y4，更新步骤产生Y2，由于是偶数地址，所以通过数据选择器输出经过更新步骤的Y2值。