基于图象处理应用的DCT/IDCT IP核的VLSI设计

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离散余弦变换(DCT)及其反变换(IDCT)在图像编解码方面应用十分广泛,至今已被JPEG、MPEG1、MPEG2、MPEG4和H26x等国际标准所采用.由于其计算量较大,软件实现往往难以满足实时处理的要求,因而在很多实际应用中需要采用硬.件设计的DCT/IDCT处理电路来满足我们对处理速度的要求.本文所研究的内容就是针对图像处理应用的8×8二维DCT/IDCT处理核的硬件实现.本文首先介绍了DCT和IDCT在图像处理中的作用和原理,详细说明了DCT变换实现图像压缩的过程,并与其它变换比较说明了用DCT变换实现图像压缩的优势.接着,分析研究了DCT的各种快速算法,总结了前人对DCT快速算法及其VLSI实现所做的研究.根据图像处理的特点和基于IP复用的设计思想,结合DCT快速算法和硬件实现的特点,以提高速度、减少设计面积和功耗为目标,本文给出了一种DCT/IDCT的硬件设计方案.该方案利用DCT的行列分离特性,采用流水线设计技术,将二维DCT/IDCT实现转化为两个一维DCT/IDCT实现.在一维DCT/IDCT设计中,利用了DCT余弦因子预先知道和其具有的旋转特性,采用移位和加法逻辑来实现乘法运算,从而避免了采用乘法器设计所造成的资源和面积的浪费,同时提高了运算速度.最后,对所设计的DCT/IDCT处理核进行了综合和仿真验证,结果表明所设计的DCT/IDCT处理核能够在100M时钟频率下正确完成8×8DCT或IDCT的逻辑运算.采用0.35 um工艺库综合后除所用64×15RAM外,其余部分逻辑的面积为55477.90625um<'2>.

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作者
薛峥;
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作者单位

华中科技大学;

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授予单位华中科技大学;
学科模式识别与智能系统
授予学位硕士
导师姓名沈绪榜;
年度 2004
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类图像编码;数字集成电路、逻辑集成电路;
关键词
离散余弦变换; 离散余弦反变换; IP; VLSI; 流水线;

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