高速高精度离散余弦变换的设计与实现.pdf

天津大学
硕士学位论文
高速高精度离散余弦变换的设计与实现
姓名:唐永亮
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:姚素英
20080501
摘要于误差引起的漂移现象。根据标准芯苛擞嘞蚁凳准的图像,且远远超过标准木ǘ纫G蟆关键词:维/电路设计,并对电路进行了功能仿真,逻辑综合,。在本文的一维奇偶分解算法设运算乘法次数减少为次,并且仅使用了龀O凳朔ㄆ魍瓿梢晃怂愕ピ近年来,随着多媒体技术的飞速发展,许多应用领域对视频图像的实时压缩提出了更高的要求。离散余弦变换作为实现空间域压缩的关键,如何减少其计算量,并提高其硬件实现的速度和精度以满足海量视频数据的实时处理,一直是视频编解码领域中的研究热点。本文所研究的内容就是针对应用中高速,高精度二维离散余弦变换及其反变换的硬件实现。本文首先研究了视频编解码标准中淖饔煤头⒄棺纯觯诖嘶∩希进一步研究了和的数学原理,快速算法和硬件实现结构,分析了由化步长和中间有限字长对设计结果精度的影响。然后,采用基子乘法器结构的一维/运算单元和乒乓结构的转置瓿闪薘结构的二于公司的型芯片的验证。实验结果表明,上述设计都可以工作在的时钟频率之上,:一维奇偶分解法、、算法和一维计中,根据算法特点,设计了新的朔ㄆ鳎谑∮布试矗岣吡说缏匪度。然后,。该实现方案根据余弦系数矩阵的特点,合理划分数据流,在该算法的基础上,将一维设计。
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新繇避是导师签名:僦关店永花签字日期:屉永亳独创性声明学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解鑫鲞盘堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权墨鲞盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检或撰写过的研究成果,也不包含为获得墨盗盘堂或其他教育机构的学位或证凇年日本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特另/员曜⒑椭滦恢ν猓畚闹胁话渌艘丫⒈书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中学位论支作者签名:签字日期:二晔作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名:索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得签字日期:f年日
课题背景第一章绪论近年来,视频领域里发生了一系列巨大的变化,数字电视以及高清电视等新技术和新系统正迅速走进我们的生活。自年驴J迹醒氲视台就已经在杭州、成都等城市进行了高清电视节目的试播,年元旦,中央电视台高清影视频道已经在全国范围内播放。与此同时,北京年奥运会将全部使用数字高清信号进行电视转播,数字奥运建设工作正在紧张有序的进行之中。并且计划到年全面实现数字电视广播,同时停止模拟电视广播。与传统的模拟电视相比,数字电视的突出特点是采用了全数字的图像/声音处理技术。但是数字化后的视频和音频信息具有海量性,它给信息的存储和传输造成了较大的困难,成为阻碍人们有效获取和使用信息的瓶颈问题。视频编解码的主要目标是追求较大的压缩率、较快的压缩解压缩速度以及尽可能好的图像重构质量,同时也在向压缩数据的处理:数据组织、检索、重构等方向发展,力求发展一个比较完整的图像压缩处理解决方案。.丫谌澜绶段诘玫搅斯惴旱挠τ茫晌8咔宓缡庸悴ィ尴移动媒体通信,流媒体服务的基础支持性标准。在我国,中央电视台同样也选择了标准,并于年月与松下、日立两家日本厂商签订了合作协议。在视频编解码标准制定之后的主要问题就是完成其硬件实现,将其芯片化,设计生产符合相关标准的视频编解码芯片,板卡以及相关产品。在未来十多年内,国内对音视频编解码芯片的需求量年均将达到万片以上。在基于运动补偿的帧间预测和嘟岷系幕旌媳嗦氲氖悠当嗦氡曜贾校茄顾跬枷窨占淙哂喽鹊闹饕7椒āM模诨贛标准的音视频编解码芯片中,离散余弦变换及其反变换疘占全部计算量的%ィ魑1嘟饴胄酒械囊桓龊诵哪?椋渖杓频乃俣群途ǘ冉苯佑响整个芯片的性能。特别地,随着人们对图像质量要求的提高,高清电视的出现,对离散余弦变换及其反变换模块的性能提出了更高的要求。下面将概述视频编解码的基本知识,并详细介绍视频编解码中离散余弦变换及其反变换的发展状况和当前的研究意义。
.,但是存储和传输方面却给人们带来了很大的麻烦。下面举例说明无压缩视频流H说氖萘浚×:分钟的数据量约为;×小时的数据量就超过了××:分钟的数据量就超过了只悠盗奶×:单位时间内的信息量虽远