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一种双三次插值实时超分辨率VLSI设计
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作者 张思言 杜周南 +2 位作者 任一心 邓涛 唐曦 《西南大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期202-212,共11页
视频超分辨率技术具有广阔的应用前景,但基于深度学习方法的算法复杂度过高,难以实现实时计算.因此,近年来研究者们开始探索基于现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的超分辨率算法加速器,以利用FPGA的优势来提... 视频超分辨率技术具有广阔的应用前景,但基于深度学习方法的算法复杂度过高,难以实现实时计算.因此,近年来研究者们开始探索基于现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的超分辨率算法加速器,以利用FPGA的优势来提高算法的性能和能耗,实现实时的视频超分辨率.设计了一种基于FPGA的高效高速双三次线性插值超大规模集成电路(Very Large Scale Integration Circuit,VLSI)架构,可用于4倍实时视频超分辨率.该FPGA架构解决了实现双三次插值过程中所需的复杂内存访问模式的问题,并提出了一种基于乒乓操作的数据重排硬件设计,将算法输出的特定顺序数据重新以行为主进行排列,使得硬件能够直接或较为简单地对接HDMI等视频接口.此外,采用状态机、流水线等方式降低设计功耗和减少时序违例,使得整个硬件设计可以更高频率运行.本研究在Zynq-7020 FPGA上实现了硬件架构,能够实时将qHD(960×540)的视频超采样为UHD(3840×2160)高清视频.实验结果表明,该硬件设计只需缓存1行图像像素,延迟仅为9.6μs,帧率达到192.9 Hz,成功实现实时处理.游戏图像数据集的测试结果表明,该设计峰值信噪比最高可达35.67 dB,结构相似度达到96.3%. 展开更多
关键词 双三次插值 实时超分辨率 现场可编程逻辑门阵列 超大规模集成电路
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CALL FOR PAPERS Dec.2018 Special Issue on Large Scale Renewable Energy Integration
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《Global Energy Interconnection》 2018年第3期299-299,共1页
Guest Editor in Chief:Professor Xiao-Ping Zhang, University of Birmingham The potential for renewable energy to make contributions to mitigating the impact of climate change is expected to increase significantly in th... Guest Editor in Chief:Professor Xiao-Ping Zhang, University of Birmingham The potential for renewable energy to make contributions to mitigating the impact of climate change is expected to increase significantly in the longer term. Renewable energy generation technologies including onshore wind, offshore wind, wave,tidal, marine current, and ocean thermal energy generation as well as PV power generation, which are considered 展开更多
关键词 CALL FOR PAPERS Dec.2018 Special Issue on large scale Renewable Energy integration PES ZHANG
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Videometric research on deformation measurement of large-scale wind turbine blades 被引量:5
3
作者 Xiangyi Sun,Yun Yuan,~(a))Zhaokun Zhu,Xiaohu Zhang,and Qifeng Yu College of Aerospace and Materials Engineering,National University of Defense Technology,Changsha 410073, Hunan,China 《Theoretical & Applied Mechanics Letters》 CAS 2011年第1期22-24,共3页
Utilization of wind energy is a promising way to generate power,and wind turbine blades play a key role in collecting the wind energy effectively.This paper attempts to measure the deformation parameter of wind turbin... Utilization of wind energy is a promising way to generate power,and wind turbine blades play a key role in collecting the wind energy effectively.This paper attempts to measure the deformation parameter of wind turbine blades in mechanics experiments using a videometric method. In view that the blades experience small buckling deformation and large integral deformation simultaneously, we proposed a parallel network measurement(PNM) method including the key techniques such as camera network construction,camera calibration,distortion correction,the semi-automatic high-precision extraction of targets,coordinate systems unification,and bundle adjustment,etc. The relatively convenient construction method of the measuring system can provide an abundant measuring content,a wide measuring range and post processing.The experimental results show that the accuracy of the integral deformation measurement is higher than 0.5 mm and that of the buckling deformation measurement higher than 0.1mm. 展开更多
关键词 VIDEOMETRICS deformation measurement wind turbine blades large-scale integral deformation buckling deformation
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Recommendations for Large-scale Farmland Operation in Hilly Areas Based on Long Tail Theory
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作者 Changsheng QIU Dingxiang LIU 《Asian Agricultural Research》 2014年第8期53-56,共4页
At the background of urban and rural integration,this paper analyzed and discussed factors restricting large-scale farmland operation in China's hilly areas from the qualitative perspective. It recognized large-sc... At the background of urban and rural integration,this paper analyzed and discussed factors restricting large-scale farmland operation in China's hilly areas from the qualitative perspective. It recognized large-scale farmland operation on the basis of the long tail theory. Finally,it came up with recommendations for developing large-scale farmland operation in hilly areas. 展开更多
关键词 URBAN and RURAL integration HILLY areas large-scal
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一种改进的低成本自适应双三次插值算法及VLSI实现 被引量:17
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作者 庞志勇 谭洪舟 陈弟虎 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期407-417,共11页
提出了一种新型图像缩放算法,由自适应锐化滤波器和双三次插值组成.锐化滤波器减轻了双三次插值产生的模糊效应,自适应技术进一步提升了图像缩放质量.为了减少运算量,提出前置滤波和后置滤波技术.与其他几种算法相比较,本文的算法在主... 提出了一种新型图像缩放算法,由自适应锐化滤波器和双三次插值组成.锐化滤波器减轻了双三次插值产生的模糊效应,自适应技术进一步提升了图像缩放质量.为了减少运算量,提出前置滤波和后置滤波技术.与其他几种算法相比较,本文的算法在主观和客观评价方面都明显胜出.为了实现实时低成本设计,提出了一种该算法的流水线超大规模集成电路(Very large scale integration,VLSI)架构.在现场可编程逻辑器件(Field-programmable gate array,FPGA)上实现,占用695个逻辑单元(Logic elements,LEs),时钟频率达到165MHz,减少了36.8%逻辑单元,图像质量平均峰值信噪比(Peak signal-to-noise ratio,PSNR)提升了1.5dB. 展开更多
关键词 双三次插值 图像缩放 拉普拉斯变换 自适应 超大规模集成电路 现场可编程逻辑器件
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基于3DES的跳频序列族构造方法的VLSI实现 被引量:1
6
作者 李赞 蔡觉平 +1 位作者 金力军 常义林 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期501-504,580,共5页
基于3DES的迭代型分组密码产生的跳频序列具有好的安全性、随机性、均匀性及频率间隔特性等性能指标,利用VHDL语言有限状态机的设计方法,自顶而下进行系统的模块划分,通过状态机的逐层嵌套和模块的相互调用,完成了基于3DES的跳频序列族... 基于3DES的迭代型分组密码产生的跳频序列具有好的安全性、随机性、均匀性及频率间隔特性等性能指标,利用VHDL语言有限状态机的设计方法,自顶而下进行系统的模块划分,通过状态机的逐层嵌套和模块的相互调用,完成了基于3DES的跳频序列族构造方法的VLSI实现.测试结果表明,使用ALTERAFLEX10K20开发的跳频加密芯片在1 5MHz~24MHz的时钟范围内,均能满足2000跳/秒的高速跳频要求,并且具有运算速度快、占用资源少、输入方式灵活等特点,开发出的芯片已应用于高速跳频通信系统中. 展开更多
关键词 分组密码 跳频序列 VHDL(VHSIC Hardware Description Language) vlsi(very large scale Integrated circuits)
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MPEG-2运动补偿的VLSI设计 被引量:4
7
作者 惠新标 郑志航 叶楠 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第7期903-906,共4页
基于 MPEG-2解码中运动补偿的控制复杂、数据吞吐量大、实现较困难 ,提出了一种适合于 MPEG-2 MP@ML的运动补偿硬件实现方案 ,解决了时序分配、输入输出控制等较难处理的问题 .文中的方案已经采用 VHDL描述 ,并使用电子设计自动化 ( EDA... 基于 MPEG-2解码中运动补偿的控制复杂、数据吞吐量大、实现较困难 ,提出了一种适合于 MPEG-2 MP@ML的运动补偿硬件实现方案 ,解决了时序分配、输入输出控制等较难处理的问题 .文中的方案已经采用 VHDL描述 ,并使用电子设计自动化 ( EDA)工具进行了模拟和验证 .结果表明 ,方案满足 MPEG-2解码的要求 ,可用于 MPEG-2的 展开更多
关键词 运动补偿 MPEG-2 设计 运动图像压缩 vlsi
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MPEG-2视频反量化和IDCT的VLSI设计 被引量:6
8
作者 惠新标 叶楠 郑志航 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期193-196,共4页
反量化(IQ)和反离散余弦变换(IDCT)是MPEG-2 中恢复帧内编码系数或差分系数的重要手段.设计了用于MPEG-2 MP@ ML视频解码超大规模集成电路(VLSI)的IQ 和IDCT电路结构,采用VHDL进行描述并... 反量化(IQ)和反离散余弦变换(IDCT)是MPEG-2 中恢复帧内编码系数或差分系数的重要手段.设计了用于MPEG-2 MP@ ML视频解码超大规模集成电路(VLSI)的IQ 和IDCT电路结构,采用VHDL进行描述并通过模拟得以验证.采用全硬件实现的方法,并针对性地提出了相应的硬件电路结构设计,减少了电路规模以适应MPEG-2MP@ ML视频较大的数据量,达到了实时解码的目的. 展开更多
关键词 MPEG-2 反量化 视频信号 vlsi IDCT 设计
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H.264标准中Exp-Golomb编解码器的VLSI设计 被引量:3
9
作者 吴斌 郭树旭 +2 位作者 王明江 郑凡 陈玫玫 《吉林大学学报(信息科学版)》 CAS 2008年第3期244-247,共4页
为提高Exp-Golomb码的编解码效率,提出了一种基于快速"首位1检测"的Exp-Golomb编解码器硬件实现方法,降低了计算量并节省了硬件资源。该Exp-Golomb编解码器已通过RTL(Register Transfer Level)级仿真和综合,并在FPGA(Field Pr... 为提高Exp-Golomb码的编解码效率,提出了一种基于快速"首位1检测"的Exp-Golomb编解码器硬件实现方法,降低了计算量并节省了硬件资源。该Exp-Golomb编解码器已通过RTL(Register Transfer Level)级仿真和综合,并在FPGA(Field Programmable Gate Array)开发平台进行了验证,在133 MHz时钟频率下编解码器的综合门数分别为765门和632门。该编解码器能满足Baseline档次(30帧/s),分辨率为352×288视频序列的实时编解码对质量和速度的要求。 展开更多
关键词 H.264标准 熵编码 指数哥伦布码 大规模集成电路
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HEVC帧内预测Planar和DC模式的VLSI架构设计与实现 被引量:3
10
作者 周巍 黄晓东 +2 位作者 朱洪翔 郭龙 张仁鹏 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2015年第8期160-164,共5页
在研究新一代高性能视频编码标准(HEVC)帧内预测中planar和DC模式预测算法的基础上,分别设计了高效VLSI架构,通过状态机的自适应控制和模块的复用来实现速度的提高和面积的减少。针对planar模式,设计了一种基于状态机自适应控制的寄存... 在研究新一代高性能视频编码标准(HEVC)帧内预测中planar和DC模式预测算法的基础上,分别设计了高效VLSI架构,通过状态机的自适应控制和模块的复用来实现速度的提高和面积的减少。针对planar模式,设计了一种基于状态机自适应控制的寄存器累加架构;针对DC模式,设计了一种基于算法的分割处理架构。实验结果表明,所设计的架构在TSMC180 nm的工艺下最高频率为350 MHz,面积合计为68.1 kgate,能够实现对4∶2∶0格式7 680×4 320@30 f/s视频序列的实时编码,最高工作频率可以达到23.4 MHz。 展开更多
关键词 高性能视频编码标准(HEVC) 帧内预测 planar模式 DC模式 超大规模集成电路(vlsi)架构设计
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MPEG-2视频变长码解码VLSI设计 被引量:3
11
作者 惠新标 郑志航 叶楠 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第9期1111-1113,共3页
提出了一个MPEG2 视频解码中变长码解码的VLSI设计.采用桶形移位缓冲器并行解变长码、分别进行变长码的长度计算和解码以及将码表分割成多个小码表等新的硬件设计,使得每个周期解一个变长码的码字,保证了MPEG2 M... 提出了一个MPEG2 视频解码中变长码解码的VLSI设计.采用桶形移位缓冲器并行解变长码、分别进行变长码的长度计算和解码以及将码表分割成多个小码表等新的硬件设计,使得每个周期解一个变长码的码字,保证了MPEG2 MP@ ML的实时解码,并为更复杂的应用提供了扩展的余地. 展开更多
关键词 MPEG-2 变长解码 视频解码 vlsi 设计
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求解VLSI电路划分问题的混合粒子群优化算法 被引量:24
12
作者 郭文忠 陈国龙 +1 位作者 XIONG Naixue 彭少君 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期833-842,共10页
电路划分是VLSI物理设计过程中的一个关键阶段.该问题本质上是一个NP困难的组合优化问题.针对该问题,提出了一种带FM策略的混合粒子群优化算法.引入遗传算法的两点交叉算子和随机两点交换变异算子,保证了粒子在位置更新后依然可行;为了... 电路划分是VLSI物理设计过程中的一个关键阶段.该问题本质上是一个NP困难的组合优化问题.针对该问题,提出了一种带FM策略的混合粒子群优化算法.引入遗传算法的两点交叉算子和随机两点交换变异算子,保证了粒子在位置更新后依然可行;为了提高算法的局部搜索能力,将具有较强局部搜索能力的FM策略融入算法的位置更新;设计了种群多样性变异策略,提高了种群多样性,避免了易陷入局部最优的缺陷.对ISCAS89标准测试电路的仿真实验结果表明,所构造的算法是有效的. 展开更多
关键词 电路划分 最小割 粒子群优化 超大规模集成电路
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一种VLSI剖分系统的研究与实现 被引量:3
13
作者 冷明 孙凌宇 郁松年 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2010年第3期62-66,共5页
基于多水平方法,设计并实现了一种VLSI剖分系统(Multilevel-based VLSI Partitioner,MVP)。介绍了MVP系统的结构框图、处理流程及模块功能。MVP系统的多水平剖分程序引入图核到粗化阶段,谱图论到初始剖分阶段,群智能到投影优化阶段,得... 基于多水平方法,设计并实现了一种VLSI剖分系统(Multilevel-based VLSI Partitioner,MVP)。介绍了MVP系统的结构框图、处理流程及模块功能。MVP系统的多水平剖分程序引入图核到粗化阶段,谱图论到初始剖分阶段,群智能到投影优化阶段,得到了无向赋权图更优的剖分。MVP系统特点体现在VLSI线网到无向赋权图的转换,避免了剖分算法直接在VLSI线网上进行剖分,提高了VLSI剖分的效率。实验及分析表明MVP系统的多水平剖分程序能找到更优的图剖分,以及MVP系统找到比现有技术更优的VLSI剖分,提高了VLSI剖分的性能。 展开更多
关键词 多水平方法 超大规模集成电路 剖分 电子设计自动化 无向赋权图
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VLSI中高性能X结构多层总体布线器 被引量:3
14
作者 刘耿耿 庄震 +1 位作者 郭文忠 陈国龙 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期79-93,共15页
X结构带来物理设计诸多性能的提高,该结构的引入和多层工艺的普及,使得总体布线算法更复杂.为此,在XGRouter布线器的基础上,本文设计了三种有效的加强策略,包括:1)增加新类型的布线方式;2)粒子群优化(Particle swarm optimization,PSO)... X结构带来物理设计诸多性能的提高,该结构的引入和多层工艺的普及,使得总体布线算法更复杂.为此,在XGRouter布线器的基础上,本文设计了三种有效的加强策略,包括:1)增加新类型的布线方式;2)粒子群优化(Particle swarm optimization,PSO)算法与基于新布线代价的迷宫布线的结合;3)初始阶段中预布线容量的缩减策略,继而引入了多层布线模型,简化了XGRouter的整数线性规划模型,最终构建了一种高性能的X结构多层总体布线器,称为ML-XGRouter.在标准测试电路的仿真实验结果表明,ML-XGRouter相对其他各类总体布线器,在多层总体布线中最重要的优化目标|溢出数和线长总代价两个指标上均取得最佳. 展开更多
关键词 X结构 多层布线 超大规模集成电路 总体布线 粒子群优化
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MPEG-4运动补偿处理器的VLSI结构设计 被引量:3
15
作者 王占辉 刘大明 刘龙 《电子器件》 EI CAS 2005年第3期546-550,共5页
针对MPEG-4编解码中运动补偿控制复杂、数据吞吐量大、实现较困难的特点,提出了一种适合MPEG-4的运动补偿硬件实现方案,解决了时序分配、输入输出控制等较难处理的问题。文中的方案已经在XilinxISE6.1i集成开发环境下,采用了VHDL进行描... 针对MPEG-4编解码中运动补偿控制复杂、数据吞吐量大、实现较困难的特点,提出了一种适合MPEG-4的运动补偿硬件实现方案,解决了时序分配、输入输出控制等较难处理的问题。文中的方案已经在XilinxISE6.1i集成开发环境下,采用了VHDL进行描述,并使用了电子设计自动化(EDA)工具进行了模拟和验证。仿真和综合结果表明,该处理器逻辑功能完全正确,能满足MPEG-4CoreProfiles&Level2实时编码要求,可用于MPEG-4的VLSI实现。 展开更多
关键词 超大规模集成电路 MPEG-4 运动补偿
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素域上椭圆曲线密码IP的高效VLSI实现 被引量:4
16
作者 朱华 周玉洁 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第16期165-167,共3页
基于素域上的椭圆曲线密码算法,提出一种新型ECC IP的VLSI设计,采用层次化方法,新的点运算策略和改进的Montgomery模乘器,实现了ECC点标量乘、倍点和点加减运算并支持RSA功能。应用NIST推荐的256 bit和521 bit椭圆曲线,每秒分别能运行12... 基于素域上的椭圆曲线密码算法,提出一种新型ECC IP的VLSI设计,采用层次化方法,新的点运算策略和改进的Montgomery模乘器,实现了ECC点标量乘、倍点和点加减运算并支持RSA功能。应用NIST推荐的256 bit和521 bit椭圆曲线,每秒分别能运行120次和18次的点乘运算。设计通过了ASIC综合和FPGA验证。 展开更多
关键词 椭圆曲线密码 素域 超大规模集成电路 MONTGOMERY模乘
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求解VLSI布线问题的离散粒子群优化算法 被引量:5
17
作者 刘耿耿 王小溪 +2 位作者 陈国龙 郭文忠 王少铃 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2010年第10期197-201,共5页
最小矩形Steiner树问题是VLSI布线的一个关键问题,且是一个典型的NP完全问题。为了有效地解决VLSI布线中考虑障碍物的最小矩形Steiner树问题,提出了一种改进的离散粒子群优化算法。考虑到存在障碍物,设计了一个基于惩罚的适应度函数。... 最小矩形Steiner树问题是VLSI布线的一个关键问题,且是一个典型的NP完全问题。为了有效地解决VLSI布线中考虑障碍物的最小矩形Steiner树问题,提出了一种改进的离散粒子群优化算法。考虑到存在障碍物,设计了一个基于惩罚的适应度函数。引入了遗传算法的变异和交叉算子,增加了种群的多样性并适当地扩展了粒子的寻优范围。实验结果表明,算法是有效的,实现简单,且相对遗传算法能更有效迅速地收敛。 展开更多
关键词 超大规模集成电路 布线 粒子群优化 最小矩形Steiner树 障碍物
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并行可配置的HEVC熵编码的VLSI结构 被引量:4
18
作者 路伟 余宁梅 +1 位作者 南江涵 王冬芳 《计算机工程与应用》 CSCD 2014年第3期121-124,144,共5页
提出了一种并行的可配置HEVC熵编码的VLSI结构。通过对HEVC参考软件算法分析,针对HEVC中CABAC编码采用高度并行的语法元素处理方式,设计了针对CABAC中语法元素并行处理的硬件结构。同时采用可配置的PE-Array结构,在提高了吞吐率和计算... 提出了一种并行的可配置HEVC熵编码的VLSI结构。通过对HEVC参考软件算法分析,针对HEVC中CABAC编码采用高度并行的语法元素处理方式,设计了针对CABAC中语法元素并行处理的硬件结构。同时采用可配置的PE-Array结构,在提高了吞吐率和计算效率的同时,平衡了VLSI设计中面积过大的问题。在SMIC 0.13μm工艺库下,进行了逻辑综合,系统总门数为16.2 K,片上存储为20.8 KB。在时钟频率300 MHz下,可处理3 840×2 160@30 frame/s的视频序列。 展开更多
关键词 基于上下文模型的二进制算术编码 高效视频编码技术 可配置 超大规模集成电路
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分像素插值算法的VLSI实现 被引量:2
19
作者 王刚 陈贺新 陈绵书 《吉林大学学报(信息科学版)》 CAS 2014年第1期1-7,共7页
针对H.264/AVC标准中分像素插值运算复杂度高和存储访问量大的问题,提出新的分像素插值算法。该算法采用易于硬件实现的4阶滤波器取代6阶滤波器进行分像素插值;基于算法给出了一种1/4像素精度的8×8块插补流水线结构。经性能分析和... 针对H.264/AVC标准中分像素插值运算复杂度高和存储访问量大的问题,提出新的分像素插值算法。该算法采用易于硬件实现的4阶滤波器取代6阶滤波器进行分像素插值;基于算法给出了一种1/4像素精度的8×8块插补流水线结构。经性能分析和滤波器结构比较表明,该结构在一个时钟内可以完成32个1/2像素位置的插值运算,可应用于所有大小块,且有面积小,速度快的特点。实验结果表明,与H.264标准相比,该算法可以降低15%的空间复杂度,提高了峰值信噪比,降低了比特率,提高了编码性能。 展开更多
关键词 H 264标准 分像素 vlsi结构 空间复杂度 峰值信噪比 比特率
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JPEG2000全并行位平面编码器的VLSI设计验证 被引量:1
20
作者 刘文松 朱恩 +2 位作者 王健 徐龙涛 黄宁 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1132-1136,共5页
研究了JPEG2000位平面编码器的算法和全并行电路结构.以单列样本点作为数据单元,分析了通道编码过程中数据的关联性.只需缓存前一列样本点的显著性状态信息,并读取当前列和后续2列的原始数据,便可在一个编码窗口内完成当前列的通道和位... 研究了JPEG2000位平面编码器的算法和全并行电路结构.以单列样本点作为数据单元,分析了通道编码过程中数据的关联性.只需缓存前一列样本点的显著性状态信息,并读取当前列和后续2列的原始数据,便可在一个编码窗口内完成当前列的通道和位平面并行编码;每次仅需读入一列新的数据,即可实现编码循环.据此设计了三级流水线的全并行电路结构,仅需259个周期就可处理完32×32的小波子带,同时保持了较低的硬件开销.FPGA综合结果表明,系统时钟可以综合到76.355 MHz,达到301.9Mcoefficient/sec的处理能力,可满足现有图像实时处理要求. 展开更多
关键词 JPEG2000 位平面编码 通道并行 位平面并行 vlsi
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