應(yīng)用于圖像處理的DCT的算法設(shè)計及硬件實現(xiàn).pdf

1、近幾年來，隨著多媒體系統(tǒng)在眾多領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用和Internet的快速發(fā)展，需要存儲，傳輸和處理的信息的數(shù)量成指數(shù)級的增加。作為次最優(yōu)正交變換的DCT具有計算復(fù)雜度適中，可分離特性，及快速算法等特點，在數(shù)字信號處理，特別在圖像視頻數(shù)據(jù)壓縮/解壓縮編碼領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，在許多相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)中均采用DCT，如：JPEG, H.261, H.263, MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4和數(shù)字電視等。 本文首先介紹了DCT在圖像處理中

2、的作用和原理，詳細(xì)說明了DCT變換實現(xiàn)圖像壓縮的過程，并與其它變換比較說明了用DCT變換實現(xiàn)圖像壓縮的優(yōu)勢。接著，對不同的DCT算法和不同的電路實現(xiàn)結(jié)構(gòu)做了簡單的介紹，在每一種類型中，對一些代表性的論文做了簡短的描述和比較，個別部分做了深入分析。根據(jù)圖像處理的特點，結(jié)合DCT快速算法和硬件實現(xiàn)的設(shè)計方法，以提高速度，減少設(shè)計面積為目標(biāo)，本文給出了一種DCT的硬件設(shè)計方案。該方案利用DCT的行列分離特性，采用流水線設(shè)計技術(shù)，將二維DCT實

3、現(xiàn)轉(zhuǎn)化為兩個一維DCT實現(xiàn)。利用了DCT余弦因子預(yù)先知道和其具有的旋轉(zhuǎn)特性，采用查表，移位和加法邏輯來實現(xiàn)乘法運算，從而避免了采用乘法器設(shè)計所造成的資源和面積的浪費，同時提高了運算速度。在一維DCT設(shè)計中，本文提出了一種DCT的新的無乘法的硬件實現(xiàn)結(jié)構(gòu)，用基于DA分布式算法的CORDIC旋轉(zhuǎn)算法來實現(xiàn)DCT變換，它利用CORDIC旋轉(zhuǎn)算法的架構(gòu)，改變了DA分布式算法的尋址機(jī)制，大大減小了查找表的規(guī)模，使查找表讀出的時間大大減少；查找表的