论文部分内容阅读
离散正交变换在信息处理，尤其是视频、图像处理领域具有非常重要的地位，其算法及硬件实现一直是信息处理领域的研究热点。新视频压缩标准H.265-HEVC发布后，典型单一的离散正交变换已不能满足应用要求，多变换通用架构将成为该领域的研究热点。在视频、图像处理领域，为满足人们对图像处理技术不断提高的要求，设计出能实现多种正交变换且性能优良的通用架构(Unified architecture)是亟待解决的问题。本文针对以上研究热点问题，对离散正交变换的算法以及三种类型离散正交变换的通用架构展开研究，主要研究工作包括：1.首先，研究一种基于CORDIC的基-2DCT算法，通过奇偶分解和三角函数的性质归纳该算法输入信号分解规律，推导该算法的变换核函数.随后在DCT的算法基础上进行DST、IDCT、IDST、DWHT和Haar_DWT算法的推导，整理出适合通用架构的算法模型，作为接下来设计超大规模集成电路(VLSI)通用架构的理论基础。2.其次，通过前一章推导的算法，设计具有代表性的几种通用架构，包括：DCT-DST通用架构、 DCT-DST-IDCT-IDCT通用架构和DCT-DWHT-Haar_DWT通用架构。并对以上通用架构进行硬件描述语言Verilog建模以及硬件仿真，用Synopsys Design Compiler进行综合，分别在面积，功耗，速度等性能指标上做了详细比较。最后通过Cadence Soc Encounter进行版图的实现。对比结果表明本文的通用架构计算简单和硬件复用率高，便于超大规模集成电路(VLSI)的实现。3.然后，研究通用架构在实际应用中的表现。对DCT-DST和DCT-DST-IDCT-IDCT通用架构的计算精度和还原性进行验证。分别设计了计算精度和还原性的验证平台，将所提出的通用架构在FPGA开发平台上实现，并将结果与MATLAB的计算结果进行对比。结果表明，本文的通用架构具有计算精度高、还原型好的特点。