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1、图像编解码中IDCT的FPGA实现研究 学生姓名 崔 磊 指导老师 张荣芬 图像编解码中IDCT的FPGA实现研究 本次设计的内容 本次设计主要以离散余弦变换的数学算法研究为基础 首先建立了二维离散余弦逆变换的数学模型 然后采用 快速行列分解方法实现了该算法的硬件设计 VHDL描述 最后在QUARTUS II平台上实现了功能仿真 结果正 确 论文的前两章主要是介绍一些相关的知识 从第三 章开始主要是这次论文的设计部分 及仿真部分 图像编解码中IDCT的FPGA实现研究 论文的背景及前景 在过去的十年 数字图像存储和交换发展很快 数码 相机和廉价扫描仪刺激了数字图像广泛应用于消费和商业 领域 解
2、压缩运用在数字图像技术的每个领域 目前 图像的正交变换被广泛应用于图像的特征提取 图像增强图像复原 图像压缩和图像识别等领域 图像编解码中IDCT的FPGA实现研究 IDCT数学算法的研究 由1D DCT 1D IDCT 由2D DCT 2D IDCT 图像编解码中IDCT的FPGA实现研究 2D IDCT快速变换的实现方法主要有两种 1 快速行列式分解法 利用2D IDCT变换的可分解特性 首 先对IDCT矩阵的每一行进行1D IDCT变换 然后对变换结 果的每一列进行1D IDCT变换 得到2D IDCT变换的结果 对于8x8子块 需要进行16次的8点一维变换 2 直接法实现变换 是通过多
3、项式转换把要进行变换子块分 成8组进行1D IDCT变换 然后把变换的结果进行加减组 合 得到2D IDCT变换结果 对于8x8子块 需8次一维变 换和附加组合运算 图像编解码中IDCT的FPGA实现研究 综上两种方法相比 第二种方法实现2D IDCT变换只 需要8次1D IDCT减少了资源消耗 但是时序控制复杂 第一种方法的算法规律性强 实现结构直观 时序控制简 单 本次设计采用行列分解算法 图像编解码中IDCT的FPGA实现研究 IDCT硬件模块的研究 2D IDCT设计结 构原理 图像编解码中IDCT的FPGA实现研究 IDCT功能仿真 2D IDCT输入数据 图像编解码中IDCT的FP
4、GA实现研究 2D IDCT输出结果 图像编解码中IDCT的FPGA实现研究 本次得到的数据通过Matlab精确计算的结果比对可知 2D IDCT模块的设计能够基本正确计算结果 误差主要 受系数的近似截取和乘法器的精度影响 图像编解码中IDCT的FPGA实现研究 总结 本文是针对JPEG标准的基本系统 应用VHDL硬件描 述语言 设计并实现了基于FPGA的图像解码主要模块 设计充分利用了自顶向下的设计方法 使整个系统设计思 路清晰 电路简单 功能实用 工作稳定 采用行列分解 算法较快速简单的完成了设计要求 但是由于工作量较大 时间有限 在未来的工作中还 有许多可以改善和补充的方面 图像编解码中IDCT的FPGA实现研究 谢谢 希望各位老师批评指正
