圖片編解碼中IDCT的FPGA實(shí)現(xiàn)研究專家講座

圖像編解碼中IDCTFPGA實(shí)現(xiàn)研究此次設(shè)計(jì)內(nèi)容此次設(shè)計(jì)主要以離散余弦變換數(shù)學(xué)算法研究為基礎(chǔ)，首先建立了二維離散余弦逆變換數(shù)學(xué)模型；然后采取快速行列分解方法實(shí)現(xiàn)了該算法硬件設(shè)計(jì)（VHDL描述）；最終在QUARTUSII平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了功效仿真，結(jié)果正確。論文前兩章主要是介紹一些相關(guān)知識(shí)，從第三章開始主要是這次論文設(shè)計(jì)部分，及仿真部分。圖片編解碼中IDCT的FPGA實(shí)現(xiàn)研究專家講座第1頁圖像編解碼中IDCTFPGA實(shí)現(xiàn)研究

論文背景及前景

在過去十年，數(shù)字圖像存放和交換發(fā)展很快。數(shù)碼相機(jī)和廉價(jià)掃描儀刺激了數(shù)字圖像廣泛應(yīng)用于消費(fèi)和商業(yè)領(lǐng)域,解壓縮利用在數(shù)字圖像技術(shù)每個(gè)領(lǐng)域。當(dāng)前，圖像正交變換被廣泛應(yīng)用于圖像特征提取，圖像增強(qiáng)圖像復(fù)原，圖像壓縮和圖像識(shí)別等領(lǐng)域。圖片編解碼中IDCT的FPGA實(shí)現(xiàn)研究專家講座第2頁圖像編解碼中IDCTFPGA實(shí)現(xiàn)研究IDCT數(shù)學(xué)算法研究由1D-DCT1D-IDCT

由2D-DCT2D-IDCT

圖片編解碼中IDCT的FPGA實(shí)現(xiàn)研究專家講座第3頁圖像編解碼中IDCTFPGA實(shí)現(xiàn)研究2D-IDCT快速變換實(shí)現(xiàn)方法主要有兩種：1.快速行列式分解法：利用2D-IDCT變換可分解特征，首先對(duì)IDCT矩陣每一行進(jìn)行1D-IDCT變換，然后對(duì)變換結(jié)果每一列進(jìn)行1D-IDCT變換，得到2D-IDCT變換結(jié)果。對(duì)于8x8子塊，需要進(jìn)行16次8點(diǎn)一維變換。2.直接法實(shí)現(xiàn)變換：是經(jīng)過多項(xiàng)式轉(zhuǎn)換把要進(jìn)行變換子塊分成8組進(jìn)行1D-IDCT變換，然后把變換結(jié)果進(jìn)行加減組合，得到2D-IDCT變換結(jié)果。對(duì)于8x8子塊，需8次一維變換和附加組合運(yùn)算。圖片編解碼中IDCT的FPGA實(shí)現(xiàn)研究專家講座第4頁圖像編解碼中IDCTFPGA實(shí)現(xiàn)研究綜上兩種方法相比，第二種方法實(shí)現(xiàn)2D-IDCT變換只需要8次1D-IDCT降低了資源消耗，不過時(shí)序控制復(fù)雜。第一個(gè)方法算法規(guī)律性強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)直觀，時(shí)序控制簡單，此次設(shè)計(jì)采取行列分解算法。圖片編解碼中IDCT的FPGA實(shí)現(xiàn)研究專家講座第5頁圖像編解碼中IDCTFPGA實(shí)現(xiàn)研究IDCT硬件模塊研究2D-IDCT設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)原理：圖片編解碼中IDCT的FPGA實(shí)現(xiàn)研究專家講座第6頁圖像編解碼中IDCTFPGA實(shí)現(xiàn)研究IDCT功效仿真2D-IDCT輸入數(shù)據(jù)：圖片編解碼中IDCT的FPGA實(shí)現(xiàn)研究專家講座第7頁圖像編解碼中IDCTFPGA實(shí)現(xiàn)研究2D-IDCT輸出結(jié)果：圖片編解碼中IDCT的FPGA實(shí)現(xiàn)研究專家講座第8頁圖像編解碼中IDCTFPGA實(shí)現(xiàn)研究此次得到數(shù)據(jù)經(jīng)過Matlab準(zhǔn)確計(jì)算結(jié)果比對(duì)可知，2D-IDCT模塊設(shè)計(jì)能夠基本正確計(jì)算結(jié)果，誤差主要受系數(shù)近似截取和乘法器精度影響。圖片編解碼中IDCT的FPGA實(shí)現(xiàn)研究專家講座第9頁圖像編解碼中IDCTFPGA實(shí)現(xiàn)研究總結(jié)

本文是針對(duì)JPEG標(biāo)準(zhǔn)基本系統(tǒng)，應(yīng)用VHDL硬件描述語言，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于FPGA圖像解碼主要模塊。設(shè)計(jì)充分利用了自頂向下設(shè)計(jì)方法，使整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)思緒清楚、電路簡單、功效實(shí)用、工作穩(wěn)定；采取行列分解算法較快速簡單完成了設(shè)計(jì)要求。不過因?yàn)楣ぷ髁枯^大，時(shí)間有限，在未來工作中還有許多能夠改進(jìn)和補(bǔ)充方面。圖片編解碼中IDCT的FPG