DSP環(huán)境下JPEG2000中嵌入式塊編碼模塊的加固與優(yōu)化.pdf

1、在航天偵測領域，隨著圖像處理技術的進步和應用需求的發(fā)展，海量的探測數據和有限的空地數傳帶寬之間的矛盾亟待解決。高性能數字信號處理器(Digital Signal Processor,DSP)的出現(xiàn)使得高速在軌圖像壓縮成為可能，依靠多個功能部件并發(fā)執(zhí)行指令和軟件流水排布技術，高性能DSP顯著提升了程序代碼尤其是其中循環(huán)代碼的執(zhí)行效率。但是由于其編譯器在進行軟件流水線排布時對程序結構有著諸多嚴苛的限制，且在運用于宇宙空間中時存在由高能粒子射

2、線引起的可靠性問題，高性能DSP在航天偵測領域中的應用仍然受到制約。為促進解決航天偵測領域的空地數據傳輸瓶頸，本文基于高性能 DSP平臺，研究圖像壓縮算法JPEG2000的嵌入式塊編碼（Embeded Block Coding,EBC）模塊的優(yōu)化實現(xiàn)方法，并研究有效的軟件容錯技術對其進行加固以解決可靠性問題，具有重要的理論意義和應用價值。
　　本文的主要工作歸納如下：
　　1.針對EBC模塊算法復雜，不利于在DSP上實現(xiàn)的問

3、題，本文提出了EBC模塊在DSP環(huán)境下的優(yōu)化實現(xiàn)方案。分別針對EBC模塊的兩個主要過程——位平面掃描過程和MQ編碼器編碼過程在DSP環(huán)境下實現(xiàn)的難點提出了解決方法。通過使用循環(huán)合并、符號編碼和通道準入參數提前計算、MQ編碼后移、消除上下文及通過兩級流水實現(xiàn)MQ編碼器等技術，使EBC模塊在DSP環(huán)境下的性能大幅提升。
　　2.提出了基于冪等性的循環(huán)軟加固技術（Idempotence Based Soft Reinforcement

4、for Cycling,IBSRC）。對程序中的循環(huán)進行加固是基于DSP的軟件容錯的難點問題，能否在保證軟件流水排布效果的情況下對循環(huán)進行有效保護決定了DSP軟件容錯的成敗。IBSRC基于循環(huán)的冪等性，對循環(huán)進行分類，對不同類型的循環(huán)采用不同的檢測與恢復方法，并提出了軟件流水破壞指令順序影響加固效果問題的解決方法，在不影響軟件流水排布的情況下，達到對循環(huán)進行保護的目的。
　　3.提出了EBC模塊的軟加固方案。該方案根據EBC模塊的