论文摘要
离散余弦变换(DCT)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处理核的硬件实现。本文首先介绍了DCT在图像处理中的作用和原理,说明了利用DCT变换实现图像压缩的过程。接着,分析研究了DCT的各种快速算法,总结了前人对DCT快速算法及其实现所做的研究,并指出了其优点与不足。本文利用DCT的行列分离特性,将二维DCT实现转化为两个一维DCT并采用流水线设计技术实现。在一维DCT设计中,根据数据的特点对DA算法的数据进行了优化,通过利用数据的关联性,对占用的存储器数量进行压缩,并把乘法运算转化为移位求和,从而提高了流水线的执行速度,减少了资源占用量。最后,对所设计的DCT处理核进行了综合和时序仿真。结果表明,当使用Altera公司MERCURY系列EP1M350F780C5型FPGA器件时,本文设计的方案能够在80M时钟频率下正确完成8×8的二维DCT的逻辑运算。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 研究背景及意义1.2 国内外研究情况1.3 本论文的研究内容第2章 DCT及其快速算法2.1 引言2.2 一维DCT算法的发展概况2.3 二维DCT变换2.3.1 原始计算公式2.3.2 物理意义2.3.3 二维DCT快速算法2.4 已有的软、硬件实现方案2.4.1 基于通用CPU的方案2.4.2 基于数字信号处理器（DSP）的方案2.4.3 基于FPGA的方案2.4.4 基于ASIC方案2.5 本章小结第3章 FPGA设计流程与方法3.1 EDA简介3.2 FPGA简介3.2.1 FPGA的基本结构3.2.2 FPGA的特点3.3 自顶向下（Top to Down）设计方法3.4 HDL概述3.4.1 VHDL语言简介3.4.2 VHDL设计的特点3.5 QUARTUS简介3.6 DCT处理器top-down设计流程3.7 本章小结第4章 DCT的设计4.1 DCT的硬件实现算法设计4.2 体系结构4.3 用DA算法计算内积4.4 本章小结第5章 DCT仿真5.1 功能仿真5.1.1 SIPO模块的设计5.1.2 RAC模块的设计5.1.3 第二级SIPO模块的设计5.1.4 第二级RAC模块的设计5.1.5 存储中间结果的转置RAM模块设计UNIT的设计'>5.1.6 2-D DCT控制模块CTRLUNIT的设计5.1.7 整个2-D DCT功能仿真结果5.2 综合5.3 时序仿真验证5.4 实时性分析5.5 计算精度分析5.6 本章小结结论致谢参考文献攻读硕士学位期间发表的论文
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