一种可变精度的近似DCT电路设计

发布时间：2023-12-02 10:53

　　随着多媒体服务的发展,视频和图像已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。然而,由于其庞大的数据量,视频和图像信息的传输会消耗大量功耗,缩短移动设备电池的寿命。为了解决这个问题,一般在图像传输之前使用图像压缩系统对数据进行压缩,而离散余弦变换(DCT)通常作为这个系统的核心。但是,DCT是运算密集型的运算,电路直接实现会占用大量的硬件资源,引入较大的功耗,影响整个系统的稳定性。为了简化DCT运算,本文提出了一种可变精度的近似DCT设计。该方案利用了图像像素之间的相关性,设计了两种不同精度的系数的近似CSD编码方案,并对其进行了位宽调节。然后,对DCT运算中不同的常系数乘法采用不同程度的近似,得到了近似DCT结构。为了使电路能够工作于不同的环境,结合DCT的能量集中特性,在原有结构的基础上加入了可变精度设计,使电路拥有正常模式、M1、M2和M3四种工作模式。对提出的DCT|结构进行硬件的复杂度分析,忽略可变精度设计中的与门,完成一维DCT运算需要43个加法或减法器和37个移位器,相较于传统DCT的64个加法器和46个移位器,硬件开销降低了约30%。使用基于0.18um工艺的标准单元库实现设计...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景和意义
    1.2 国内外发展现状
    1.3 研究内容
    1.4 本文的结构安排
    1.5 本章小结
第二章 DCT电路设计原理
    2.1 图像压缩系统简介
    2.2 DCT电路原理
    2.3 常见的DCT算法
        2.3.1 Loeffler算法
        2.3.2 基于DA的 DCT
        2.3.3 基于CORDIC的 DCT
        2.3.4 基于MCM的 DCT
    2.4 本章小节
第三章 可变精度的近似DCT设计
    3.1 DCT近似方法
        3.1.1 算法近似
        3.1.2 电路近似
    3.2 近似DCT算法
        3.2.1 近似CSD编码方案
        3.2.2 系数的位宽调节
        3.2.3 近似DCT设计
        3.2.4 可变精度设计
    3.3 DCT架构设计
        3.3.1 一维DCT电路
        3.3.2 转置模块
        3.3.3 状态控制器
    3.4 本章小结
第四章 近似DCT电路仿真与后端设计
    4.1 DCT电路仿真
        4.1.1 仿真工具与环境
        4.1.2 功能仿真
        4.1.3 电路综合
        4.1.4 性能仿真
        4.1.5 实验结果对比与分析
    4.2 DCT后端设计
        4.2.1 数字后端工具与环境
        4.2.2 布局布线
        4.2.3 静态时序分析
        4.2.4 物理验证
        4.2.5 形式验证
    4.3 本章小结
第五章 总结和展望
    5.1 论文总结
    5.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3869520