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离散余弦变换的研究与硬件设计

作　者: 郭向东
导　师: 施国勇
学　校: 上海交通大学
专　业: 电路与系统
关键词: 离散余弦变换(DCT) 形状自适应离散余弦变换(SA-DCT) 整数余弦变换(ICT) 分布式算法(DA) Booth编码
分类号: TN919.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

离散余弦变换(DCT)及由其引伸出的形状自适应离散余弦变换(SA-DCT)和整数余弦变换(ICT)是目前国内外各大主流图像视频压缩标准如MPEG-2,MPEG-4,AVS等规定的变换压缩算法,本文分别对这三种变换算法做了仔细深入地研究,同时提出了新的算法和对应的硬件设计,使得整个结构在某些具体应用中获得更好的性能。对于DCT的设计,采用分布式算法和专用累加器的硬件结构达到单周期8个象素的处理速度,适合高分辨率图像视频的实时处理。对于SA-DCT,采用Booth算法对DCT系数编码,用可编程处理器的概念实现不同长度DCT的变换,同时提出了一种新颖的转置寄存器阵列实现所必需的转置操作,整个结构面积为12500门,最大功耗为2.54mW。对于ICT,在W.K.Cham的ICT(10,9,6,2,3,1)系数基础上提出了更加简化的结构,仅以6个加法器实现单周期一个象素的处理能力。文中列出了这三种算法各自的推导过程,设计思想、硬件结构和性能指标,以供其他设计者参考。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-9
1 背景介绍  9-17
  1.1 视频数据压缩  9-12
  1.2 MPEG-4 介绍  12-15
  1.3 AVS 介绍  15-17
2 课题研究理论基础  17-28
  2.1 IC 设计概述  17-19
  2.2 分布式算法  19-22
  2.3 BOOTH 编码  22-23
  2.4 规范符号编码  23-24
  2.5 公共因子共享  24
  2.6 4-2 压缩器  24-25
  2.7 低功耗设计  25-28
3 DCT 的设计  28-40
  3.1 DCT 的算法  28-32
  3.2 DCT 的结构设计  32-38
  3.3 DCT 的性能分析  38-39
  3.4 创新点  39-40
4 SA-DCT 的设计  40-55
  4.1 SA-DCT 的算法  41-44
  4.2 SA-DCT 的结构设计  44-46
  4.3 详细设计  46-52
  4.4 SA-DCT 的性能分析  52-53
  4.5 创新点  53-55
5 ICT 的设计  55-64
  5.1 ICT 算法的推导  55-60
  5.2 ICT 的结构设计  60-62
  5.3 ICT 的性能分析  62-63
  5.4 创新点  63-64
6 课题总结  64-66
参考文献  66-69
致谢  69-70
攻读学位期间发表的学术论文  70-72

离散余弦变换的研究与硬件设计

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