圖片編解碼中IDCT的FPGA實(shí)現(xiàn)研究PPT

1、圖像編解碼中IDCT的FPGA實(shí)現(xiàn)研究學(xué)生姓名：崔 磊指導(dǎo)老師：張榮芬圖像編解碼中IDCT的FPGA實(shí)現(xiàn)研究本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容 本次設(shè)計(jì)主要以離散余弦變換的數(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的數(shù)學(xué)模型；然后采用快速行列分解方法實(shí)現(xiàn)了該算法的硬件設(shè)計(jì)（VHDL描述）；最后在QUARTUS II平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了功能仿真，結(jié)果正確。 論文的前兩章主要是介紹一些相關(guān)的知識(shí)，從第三章開(kāi)始主要是這次論文的設(shè)計(jì)部分，及仿真部分。圖像編解碼中IDCT的FPGA實(shí)現(xiàn)研究 論文的背景及前景 在過(guò)去的十年，數(shù)字圖像存儲(chǔ)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,解壓縮運(yùn)用在數(shù)字

2、圖像技術(shù)的每個(gè)領(lǐng)域。 目前，圖像的正交變換被廣泛應(yīng)用于圖像的特征提取，圖像增強(qiáng)圖像復(fù)原，圖像壓縮和圖像識(shí)別等領(lǐng)域。圖像編解碼中IDCT的FPGA實(shí)現(xiàn)研究IDCT數(shù)學(xué)算法的研究由1D-DCT1D-IDCT 由2D-DCT2D-IDCT NCNF2u 1 2x cos xf u( 2u)(1 -N0 x） NCNf2u 1 2x cos uF u( 2x)(1 -N0u） NMCCMNFMN2 v12y cos 2u 12x cos nm,f v u2 vu10 x10y， NMCCMNMN2 v12y cos 2u 12x cos vu,F v u2 yxf10 x10y，圖像編解碼中IDCT的

3、FPGA實(shí)現(xiàn)研究2D-IDCT快速變換的實(shí)現(xiàn)方法主要有兩種：1.快速行列式分解法：利用2D-IDCT變換的可分解特性，首先對(duì)IDCT矩陣的每一行進(jìn)行1D-IDCT變換，然后對(duì)變換結(jié)果的每一列進(jìn)行1D-IDCT變換，得到2D-IDCT變換的結(jié)果。對(duì)于8x8子塊，需要進(jìn)行16次的8點(diǎn)一維變換。2.直接法實(shí)現(xiàn)變換：是通過(guò)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，然后把變換的結(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。圖像編解碼中IDCT的FPGA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減少了資

4、源消耗，但是時(shí)序控制復(fù)雜。第一種方法的算法規(guī)律性強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)直觀，時(shí)序控制簡(jiǎn)單，本次設(shè)計(jì)采用行列分解算法。圖像編解碼中IDCT的FPGA實(shí)現(xiàn)研究IDCT硬件模塊的研究2D-IDCT設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)原理：圖像編解碼中IDCT的FPGA實(shí)現(xiàn)研究IDCT功能仿真2D-IDCT輸入數(shù)據(jù)：圖像編解碼中IDCT的FPGA實(shí)現(xiàn)研究2D-IDCT輸出結(jié)果：圖像編解碼中IDCT的FPGA實(shí)現(xiàn)研究 本次得到的數(shù)據(jù)通過(guò)Matlab精確計(jì)算的結(jié)果比對(duì)可知，2D-IDCT模塊的設(shè)計(jì)能夠基本正確計(jì)算結(jié)果，誤差主要受系數(shù)的近似截取和乘法器的精度影響。圖像編解碼中IDCT的FPGA實(shí)現(xiàn)研究總結(jié) 本文是針對(duì)JPEG標(biāo)準(zhǔn)的基本系統(tǒng)，應(yīng)用VHDL硬件描述語(yǔ)言，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的圖像解碼主要模塊。設(shè)計(jì)充分利用了自頂向下的設(shè)計(jì)方法，使整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路清晰、電路簡(jiǎn)單、功能實(shí)用、工作穩(wěn)定；采用行列分解算法較快速簡(jiǎn)單的完成了設(shè)計(jì)要求。 但是由于工作量較大，時(shí)間有限