离散余弦变换的研究与硬件设计

【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。