一种有效的修正离散余弦反变换递归算法

修正的离散余弦变换及反变换在许多领域有广泛的应用,但计算量很大。本文针对修正的离散余弦反变换提出一种迭代方法,得到了一种快速有效的算法,与已有方法相比,该方法不需要区分N的奇偶性而给出了统一的递归公式,降低了硬件实现的复杂性,可以更方便的采用VLSI实现。同时,实验表明本文的方法速度更快,效率更高,更适于解决大计算量的问题。

修正离散余弦变换与同时掩蔽效应曲线的关系

通过研究修正离散余弦变换(MDCT)、离散傅氏变换(DFT)和同时掩蔽效应曲线之间的关系,指出由于XMDCT(k)系数代表的谐波其强度和频率移动都与取样率和波数k等参数有关,因此,不可能通过理论或实验的方法得到一个适用于所有取样率和变换块大小的MDCT同时掩蔽效应曲线,量化MDCT系数时仍需通过DFT来计算掩蔽阈.

节约器件的三维离散余弦正/反变换通道式算法结构

针对3D离散余弦正/反变换(DCT/IDCT)算法单元通道式结构需大量使用延时器和选择器以及不同分块器件的兼容性问题,提出一种节约延时器和选择器的通用性通道式算法单元及整体结构。首先,根据三维DCT理论提出兼容正反变换通用的通道式算法结构;建立由延时器和选择器组成的可重复使用的延时器组模型,使其具有整合性和嵌套性。然后,提出节约延时器的三维DCT通用性通道式算法单元及整体结构。最后,利用提出的节约器件的三维DCT/IDCT通道式结构对不同格式、不同大小分块的视频信号进行处理。实验结果表明,随着分块增大,提出的节约器件的方法使用的延时器和选择器的数量明显减小,当分块大小达到64×64×64时,延时器和选择器使用个数分别降低了54.7%和44.5%。得到的结果说明提出的方法可以减少延时器和选择器的使用,满足硬件对降低成本的要求,提高了能效,同时便于不同分块的集成。

一种适用于高清视频解码的反离散余弦变换的VLSI实现(英文)

提出了一种面向视频处理应用的二维8×8IDCT(反离散余弦变换)处理器结构.该处理器设计利用了IDCT算法中的对称性,采用基于并行的乘累加器的结构加快处理速度.设计过程中对于有限位宽对运算结果误差及精度的影响进行了仿真与分析,并根据要求确定了运算位宽的优化值,在满足精度的条件下使芯片的面积开销最小.该处理器核的面积为48K逻辑门,能够在0.64μs内完成对一个数据块的运算,可以满足对高清晰度视频实时解码的性能需求.

二维离散余弦变换及其逆变换的VLSI实现

针对适用于H.263及H.264视频压缩协议的编解码算法,二维离散余弦变换(DCT),及二维反离散余弦变换(IDCT),设计了ASIC高速电路,并完成了电路的FPGA模拟验证。在高速算法设计方面,利用一维变换来实现二维变换,通过对变换矩阵的特殊处理,使得一维变换中只含移位和加法运算;在电路设计方面,采用流水线结构并行处理数据,用寄存器堆实现矩阵的转置。对算法及电路设计的优化和改进,大大减少了完成一个矩阵二维正反变换所需要的周期数,提高了电路的吞吐率和运算速度。ASIC设计采用0.18μm CMOS工艺,在最坏情况下,综合电路可达到的最高频率为250MHz;FPGA模拟验证最高频率可达170MHz。

适于图像解压的离散余弦逆变换快速算法

讨论了离散余弦变换(DCT)的基本图像的特性以及实际图像数据的特点,提出了利用基本图像进行二维8×8离散余弦逆变换(IDCT)的快速算法.新算法通过三个技术降低二维8×8IDCT的运算量(1)利用基本图像的对称性;(2)把反量化过程和IDCT融为一步;(3)利用实际图像数据的特点绝大多数量化后的变换系数为零值且非零系数中又有许多的值为±1.理论分析表明,三种技术的融合可大大减少计算量.以多幅标准图像为样本数据,对新方法和当前最有影响的Feig算法做了比较,结果表明文中算法的乘法次数降了约60%,加法次数降了约15%.

医学图像的离散余弦变换

利用Matlab图像处理函数和编程技巧对医学图像进行离散余弦变换(DCT),实现图像的压缩和重建。

基于新的Arnold反变换的图像信息隐藏方案

基于新的Arnold反变换提出了对公开图像进行置乱变换的信息隐藏算法。算法一反常规地不是对秘密图像而是对公开图像实施置乱预处理。首先对公开图像进行Arnold变换,然后对变换后的公开图像分块进行DCT,在低频部分嵌入秘密信息,最后运用新的Arnold反变换恢复原图。这样大大减少了运算量,极大增强了信息的安全性,攻击及对比实验充分表明了此算法的鲁棒性和有效性,也证明了新的Arnold反变换的优势和可行性。

基于频差修正的余弦信号频率估计算法

针对余弦振动信号的频率高精度估计需求,提出了一种基于频差修正的频率估计算法。对连续时间信号进行采样后,使用Candan算法估计出频差,运用频差对信号的频率进行修正。对修正后的信号使用Liang算法再次进行频偏估计。最后将2次估计得到的频率值相加求得最终估计频率。通过频差修正,避免了Candan算法因插值方向错误和Liang算法自身特点导致估计精度降低的问题,虽然增加了计算量,但并不影响信号实时处理。仿真结果表明:在相对频偏为任意值的情况下,改进算法的频率估计均方误差接近克拉美罗下限(CRLB),性能优于现有频率估计算法。

一种高性能的适用于AVS的二维整数逆变换实现结构

针对AVS视频标准中的整数逆变换,本文提出了一种高性能的硬件实现方案。本方案采用两个一维逆变换核和4个16×16的双口SRAM。通过合理控制SRAM的读写方式,避免了数据的预处理与后处理,流水线的深度也得到减少。在列变换时,改变数据运算次序,从而保证了4个双口SRAM不影响运算速度。处理8×8的数据块,本结构仅需要37个时钟,与传统的实现方案相比,在同等运算速度下,面积节约28%。实验表明该结构适用于采用AVS标准的HDTV编解码器。

基于误差修正的二值水印图像提取算法

为了减少水印算法中设置阈值带来的不便,减少水印提取时的计算量。设计了一种图像数字水印盲检测算法,分析了离散余弦变换(DCT)系数位置对水印质量的影响,采用黄金分割选取待嵌入水印的DCT系数位置。在原始灰度图像中嵌入二值水印图像,采用修改二进制DCT系数来实现水印的盲检测,水印提取时,用闭环误差修正的方法提取水印信息。分别用椒盐噪声、压缩等攻击进行实验,得到了一些有益的实验结果。该算法计算量小,隐蔽性好。

MPEG4编码器二维DCT变换的FPGA实现及优化

本文提出了一种适用于MPEG4视频编码系统的二维DCT的FPGA设计方案,该方案具有实时、高精度、易于FPGA实现的特点。在设计中,分别对DCT的算法及实现方法进行了分析和选择;在此基础上,对系统的结构进行了优化,提出了一种不同于传统二维DCT系统的新结构。最后对IDCT单元的运算精度进行了验证。

基于CORDIC变换实现任意点MDCT与IMDCT的算法

改进离散余弦变换(MDCT)与其反变换(IMDCT)是当今主流音频压缩标准中普遍采用的时频变换单元,也是计算量最密集的模块之一。传统的解决办法是采用基于旋转坐标变换(CORDIC)的FFT快速算法完成,但这要求MDCT变换点数为2次幂。提出了1种基于CORDIC变换实现任意点数的MDCT算法,不需要ROM存储三角函数值,可应用在支持多个标准的硬件框架中。

H.264反量化编码的优化设计与FPGA验证

反量化、反变换(IQIT)是H.264解码过程中的重要环节之一.文中根据H.264规范,设计了一种节省资源的IQIT模块.通过对其中矩阵运算单元进行多次复用,大大降低了对资源的占用,并通过FPGA进行了验证.该设计结构能够满足低功耗、便携式解码设备要求.

单片音频解码芯片的设计

论文设计了单片音频解码芯片,完成了定点解码MPEG1/2音频部分的实时处理,并对解码过程中运算量大的IMDCT和综合子带滤波器两部分进行了优化分析。通过优化算法,使得18-36点的IMDCT仅需58次乘法和80次加法,综合子带滤波器输出一个样点只要15.75次乘法和14.75次加法,实时解码时芯片的工作频率仅为36.5MHz,芯片还使用分层总线架构,进一步降低了芯片的功耗。

硬件资源消耗少的IMDCT分解算法

提出一种新的改进离散余弦反变换(IMDCT)分解算法,把变换长度为N点的IMDCT分解为一对N/4点的IV-型离散余弦变换(DCT-IV/DCT-IV)。该变换的实现可以共享部分资源,从而减少所需的硬件。与已有的一些IMDCT快速算法相比,新的分解算法计算效率提高了3倍;硬件实现减少了1个锁存器(20%)、4个加法器(44%)和3个乘法器(50%)。设计相应的IMDCT硬件加速器并应用于AC-3音频的实时解码,验证了该算法的实用性。

MPEG-4视频解码器一致性测试

一个特定的profile&level的解码器需要通过MPEG-4标准第四部分中定义的测试过程才能被认为是一个一致性的解码器。对这个测试过程作了较为详细的介绍,给出了MPEG-4Advancedsimpleprofile1ASP@level5的解码器的测试方法和测试过程。

DRA算法及其实时解码器设计

DRA是一种新的音频编解码标准,其在每声道64Kbit/s时重建的音质达到ITU-R规定的"人耳不可识别损伤"的主观音质评定。研究了DRA的编码与解码原理,在对解码算法进行了优化的基础上,设计并实现了基于PXA270平台的DRA实时解码器。主观听音测试结果表明,该解码器音质良好,满足实时解码应用的要求。

基于ZEVIO 1020的JPEG解码设计与实现

以LSILogic公司的双核嵌入式处理芯片ZEVIO1020为核心,构建了一个高性能的JPEG解压缩处理系统,并根据处理器中ARM9和ZSP400的配合调用机制.该系统从SD卡中获取压缩数据,经过熵编码、反量化、IDCT变换等步骤,实现了JPEG压缩数据的快速解码.实验结果表明,所设计和实现的解码系统具有高性能、高效率、低成本的特点.

HDTV音频解码系统算法优化及实现

Dolby AC-3是杜比实验室的第三代感知音频编解码系统,将心理声学模型溶入其中,大大地提高了编解码性能.本文介绍了Dolby AC-3音频标准解码算法的基本原理,并通过C程序实现该解码算法.详细推导了用两个N/4点的DCT-II来实现N点的改进离散余弦反变换(IMDCT)解码单元的优化算法,将此AC-3解码算法进行仿真试验,对仿真结果进行主客观评价.评价结果显示解码速度得到提高,为AC-3解码器的实时实现奠定了基础.