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实时视频编码的二维 !"# $ %!"# 的实现
山洪刚,郑南宁,杨晓衡
· 论文 ·
1西安交通大学 人工智能与机器人研究所,陕西 西安 #!,,/"2
【 摘 要】用 345& 3678!,9!0, 实现了二维离散余弦变换和逆变换 1:*; , 满足 **);; 标准要求. 【 关键词】离散余弦变换;现场可编程门阵列;图像压缩 【 &'()*+,) 】 ;@AB CDCEF GEBHFAIEB J@E AKCLEKEMJDJANM NO JPN%GAKEMBANMDL ONFPDFG DMG AMQEFBE :ABHFEJE *NBAME
;FDMBONFK ( :*; DMG ):*;) RBAMS J@E &6;7T& 3678!,9!0, 345&+ ;@E &FH@AJEHJRFE AB IDBEG NM J@E HNMQEM' JANMDL FNP%HNLRKM GEHNKCNBAJANM KEJ@NG+ ;@E RBE NO KRLJACLAEF IDBEG NM J@E B@AOJ%BRK DMG CACELAMAMS FEGRHEB J@E @DFGPDFE FEURAFEKEMJ DMG DH@AEQEB @AS@%BCEEG NCEFDJANM+ ;@E HLNHV OFEUREMHW AB 00 => + 3RFJ@EFKNFEX J@AB -%: :*; BH@EKE BDJABOAEB J@E DHHRFDHW BCEHAOAHDJANM NO **);; FEHNKKEMGDJANM+
【 -./ 01*2(】 :*;; 345& ; AKDSE HNKCFEBBANM
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引言
由于离散余弦变换 1:*;2 是最接近于统计最优
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二维 :*; < ):*;
二维 !\! 点 :*; :;Y 与多种成 熟的压缩标准如 Z475, =475, >+-$[ 等都采用了基 于 :*; < ):*; 的压缩编码.但是, :*; 的运算量很 大, 一个大小仅为 .\. 的图像子块如果直接进行二 维 :*; 需进行 . !"- 次乘法和 0 ]./ 次加法操作. 在 =475%! 解码时, 计算 ):*; 的时间约占总时间 的 0.^ .因而在一些高速或实时场合, 能否快速实 现 :*; 就成为一个关键因素. 本 文 用 &6;7T& 公 司 的 345& 3678!,9!0, 实现了二维离散余弦变换和逆变换 1-%: :*; < ):'
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% #a! " - < -;#a!, , …!%!. 由于二维 :*; 34567 ;3==5L'M指出, 这种方法 -2/ 的查找表方法, 不但会使乘法器的面积很大, 而且只能微弱地改善 均方差,从 -2/ 中读出数据的速度也限制了处理 核的速度.因此本文采用了一种新的方法解决.经 过分析, 发现本算法中需要 !' 个乘法器, 而且都是 与一个固定的系数相乘.把 !' 个固定系数乘以一 个整数, 将小数转换成整数, 经过仿真试验, 系数都 乘以 '!D. 对转换后的整数, 将其表示成 ' 的幂的和, 如表 ! 所示. 一个变量乘以 '!, 相当于将变量左移 ! 位,这样乘法操作就可以用左移求和操作来实现. 对输出结果再除以 '!D,通过恰当的舍入得到正确 的结果.当然, 除法操作可以通过右移操作来实现. 对右移操作尽量要做得晚, 这样可以使小数部分相 加保持较高的精度. 一般来说, 位操作是非常快的, 是在一个 移 但 时钟内要实现几个数的移位和多位加法操作, 仍然 会成为整个 #$% 处理核的瓶颈, 为了提高处理核的 吞吐量从而增强计算性能, 在提高性能和所耗费的

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