本篇论文介绍了在FPGA中实现了一个高精度的双正交9/7小波滤波器。该滤波器旨在为图像处理应用提供高精度处理能力，并且采用了改进的分布式算法（DA），与传统的DA实现相比，新提出的DA在保持较小面积的同时，具有更高的精度。该结构在Xilinx Spartan-6 FPGA上得到验证，并实现了200MHz的运行频率。重构图像的峰值信噪比（PSNR）达到了74dB，与其他实现相比是非常高的。下面将详细介绍文档中涉及的关键技术知识点。
### 双正交小波滤波器
双正交小波滤波器是一种广泛应用于信号处理中的滤波器，具有紧支撑和线性相位特性。这些特性使得双正交小波滤波器在图像处理中非常受欢迎，尤其是在图像压缩和去噪中。小波变换通过多尺度分析可以捕捉信号的局部特征，这在图像处理中尤为重要。
### 离散小波变换（DWT）
离散小波变换（Discrete Wavelet Transform，DWT）是一种高效的信号多分辨率分析工具，它能将信号分解为不同尺度的细节和近似系数。DWT由于其在去除信号冗余以及表达信号局部特征方面的优越性，已被广泛应用于图像处理、语音识别、数据压缩等多个领域。
### FPGA硬件实现
FPGA（Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）是一种可以通过编程配置的半导体设备，可以实现复杂的数字逻辑电路设计。FPGA因其可重复编程、低延迟、并行处理能力强等特点，在信号处理、图像处理等领域得到了广泛应用。FPGA中实现的双正交9/7小波滤波器可以实时处理图像数据，非常适合要求快速处理的应用。
### 高精度分布式算法（DA）
分布式算法（Distributed Algorithms，DA）在硬件实现中通常用于替代乘法器以节省硬件资源。传统的分布式算法在实现小波滤波器时往往存在精度不足的问题。本篇论文提出的改进分布式算法能够在保持硬件资源占用较少的同时，提高算法的精度，这对于保证图像处理的质量至关重要。
### 运行频率与PSNR
在硬件实现中，运行频率是一个重要指标，它决定了系统处理数据的速度。论文中提到的200MHz运行频率表明该FPGA实现可以快速处理图像数据。峰值信噪比（PSNR）是一个衡量图像质量的指标，其中较高的PSNR值意味着重构图像与原始图像的相似度高，噪声小。本篇论文提出的结构在图像处理方面显示出了很高的PSNR，达到了74dB，这表明该结构在图像重构质量方面表现卓越。
### 结论
本篇论文提出了一种高精度的双正交9/7小波滤波器结构，特别适用于图像处理应用。通过改进分布式算法，该结构在FPGA上实现了高精度和高性能，具有较高的运行频率和优秀的PSNR值。这项研究不仅在理论上有重要意义，而且在实际的图像处理应用中也显示出巨大的潜力。
