基于多项式变换的二维整型离散余弦变换快速算法

提出了一种基于多项式变换的二维整型离散余弦变换（DCT）快速算法,利用多项式变换将二维DCT变换的计算转化为一系列一维DCT变换及其变换系数的求和运算,减少了乘法和加法的计算量;利用提升矩阵,实现了整型DCT变换,进一步提高了运算效率的同时,使信号可精确重构。     

矢量基二维离散余弦变换

本文提出一种频率抽取(DIF)矢量基二维离散余弦变换(2D DCT)快速算法。该算法将H.S.HOU的一维离散余弦变换(ID DCT)递归快速算法推广到二维,利用三角恒等式cos(α+β)=2cosαcosβ—cos(α—β),得出数值稳定的二维离散余弦变换快速矢量基算法。其数值稳定性比Haque提出的矢量基2D DCT算法要好,和常用的行列算法相比节省25%乘法运算量。文中给出了算法流图。     

基于快速二维离散余弦变换算法的人脸特征提取

离散余弦变换(DCT)具有图像信号处理后对图像显示效果影响不明显的优点。本文针对离散余弦变换(DCT)系数在人脸识别中的应用,研究不同的DCT块进行编码后其系数对图像质量和识别结果的影响,提出利用快速2D-DCT(二维离散余弦变换)代替普通DCT的人脸特征提取方法。该方法可以使得在对人脸进行平均分割后的图像块处理时间大大减少,从而能够在同样的时间内提取更多的DCT系数用于人脸识别。实验结果表明,该方法快速而且是有效的。     

基于4×4离散余弦变换的H.264量化算法

介绍了新一代视频压缩H.264标准。该算法选择了自适应块大小变换,对误差采用基于4×4块的变换编码。     

二维离散分数余弦变换的改进形式

将一维离散余弦变换的变换核扩展到二维分数形式,得到Pei形式的二维离散分数余弦变换。通过整数阶余弦变换的线性叠加构造一种改进形式的二维离散分数余弦变换,并基于特征值和特征向量理论,分析2种离散分数余弦变换的周期关系。数值仿真结果表明,2种形式可以达到相同的变换结果,适用于图像编码、数字水印等领域。     

H.264标准中的变换和量化研究

新一代视频压缩H.264标准,不同于以往的离散余弦变换(DCT),它是基于4×4离散余弦变换和量化,其算法能通过整型变换整数精确地进行计算,避免了"逆变换误差".执行变换系数量化过程不需要进行除法运算,只进行加法和移位运算,从而极大的降低了计算的复杂程度.     

基于DA算法的二维离散余弦逆变换的ASIC设计

离散余弦变换已成为图像压缩中一标准技术，本文给出了基于DA的二维离散余弦逆变换（2－DIDCT）的ASIC设计。本设计通过采用快速1－DIDCT算法及基于DA算法的乘法累加器来减少面积、加快速度。设计采用自顶向下设计方法，用VHDL进行描述，整个系统在SYNOPSYS工具上进行设计及仿真，最终综合到门级电路。     

适用于分布式视频编码框架的整数离散余弦变换算法

鉴于H.264的整数离散余弦变换(DCT)算法及其量化方法复杂度高,难以直接应用于分布式视频编码(DVC)框架的现状,提出了一种基于大跨度定长(步长为2的正整数次方)量化的整数DCT算法及变换基生成方法。该算法充分地利用整数DCT基的可伸缩特性寻找最迎合硬件工作原理的变换基,在保证“小”变换基的同时将编码器的伸缩量化阶段“转移”到解码器一端以降低编码器复杂度。在“转移”过程中,该算法利用DCT系数饱和放大保证图像质量,利用DCT系数的溢出上限保证算法的可靠性,通过减小基偏差提高压缩性能。实验结果表明,与H.264对应模块相比,该算法的量化方式便于位平面提取,在图像质量达到准无损压缩的前提下将编码器的伸缩量化阶段的运算量缩减至16次整型常量加法运算,图像质量与压缩率的性价比提升了23.9%,适用于分布式编码框架。     

离散余弦变换的归一化正交性

在以前提出的离散余弦变换(DCT)类定义的基础上，给出了一维DCT的归一化正交性的一种简洁证明，为同类问题的证明奠定了基础．     

基于CORDIC算法的一维离散余弦变换的ASIC设计

介绍了基于ＣＯＲＤＩＣ一维离散余弦变换（ＤＣＴ）的ＡＳＩＣ设计,给出了１－Ｄ ＤＣＴ的行为级ＶＨＤＬ描述,验证其功能的正确性,设计采用层次式设计,顶层用结构级描述,底层各功能子模块用ＲＴＬ级描述,整个系统在ＳＹＮＯＰＳＹＳ工具上进行设计及仿真,最终综合到门级电路。     

A comparison of fast inverse discrete cosine transform algorithms

The discrete cosine transform (DCT) is often applied to image compression to decorrelate picture data before quantization. This decorrelation results in many of the quantized transform coefficients equaling zero, hence the compression gain. At the decoder, very few nonzero quantized transform coefficients are received, so the input to the inverse DCT is sparse, greatly reducing the required computation. This paper describes different styles of implementations of fast inverse DCTs designed especially for sparse data and compares them on workstation processors.This research has been sponsored by ARPA     

基于量化的二维DCT优化算法研究

DCT变换广泛应用于图像压缩算法中,在大多数情况下最有用的信息集中在DCT系数的低频序列中,而对那些经过量化后为零的系数进行计算,不但费时且计算量大幅增加。据此提出了两种新的二维DCT快速截取算法,使得计算一个8×8的二维DCT变换所需的乘法运算次数减少了60％,加法运算次数减少了77％。经过实验验证该算法在峰值信噪比PSNR值损失很少的情况下,显著地降低了算法的复杂度。     

H.264帧内预测算法的优化及应用

现存的视频压缩方法, 大多为提高视频的压缩效果和减少压缩时间, 而采用电路复杂并且造价高昂硬件电路. 针对该情况, 文章根据帧内预测算法的准确性与高效性, 采用H.264帧内预测算法并对其进行优化, 在此基础上设计硬件电路, 后结合JPEG图像压缩算法对视频进一步压缩,从而达到简化硬件电路、缩短编码时间、提高数据的传输速率与可靠性的目的. 测试表明, 研究能够达到上述目的且具有相对成本低廉的市场优势, 在无线视频监控领域上具有较好的发展前景.     

基于H.264的复杂度可分级的DCT算法

改进了一种DCT快速算法,使之可用于降低H.264中整数4×4 DCT的复杂度.考虑到Laplacian模型不能准确地描述实际的H.264 DCT系数的分布,定义了3类简化块,并用统计分析的方法分别建立了这3类块的系数分布模型,进而提出了一种基于新模型的快速DCT算法.设计了简化块的蝶形算法,并分析、比较了所提出的2种快速DCT算法的复杂度.以后者为基础,设计了一种DCT复杂度可分级机制,以调节不同计算能力平台上的4×4DCT的复杂度.实验结果表明,该算法能够准确地按照设定目标控制DCT复杂度,且保证编码性能.     

H.264中整数变换与量化的FPGA实现

H.264以其优异的压缩比率和高图像质量在实时网络视频通信、数字广播电视及高清视频存储播放等方面获得广泛应用。变换量化作为H.264编码框架中的一个基础模块,是熵编码前的一个重要处理过程,它的主要作用是使输入系数间数据相关性降低。鉴于之前大部分的变换量化是基于软件或协处理器来实现以及此种实现方式在速度及吞吐量上的局限,而硬件实现在速度和吞吐量上则具有很大的优势, 因此研究H.264变换量化的硬件实现具有实用价值。采用高速并行处理的架构,基于寄存器传输级（RTL）用硬件描述语言完成了H.264中的整数离散余弦变换（IDCT）及量化算法的实现,并用Altera公司的Cyclone Ⅱ系列可编程逻辑器件实现了硬件验证测试。设计方案消耗了10489个逻辑单元,最高工作时钟频率为184.88MHz,数据处理能力达到2958Mpixels/s,可在一个时钟周期之内完成对一个4×4矩阵数据的变换量化处理,可满足高速高吞吐量数据流处理的要求。     

OFDM系统中基于离散余弦变换的信道估计

提出了两种基于离散余弦变换（DCT）的信道估计方法,适用于多径衰落的正交频分复用（OFDM）系统。利用DCT的能量压缩特性,能有效消除传统基于离散傅立叶变换（DFT）估计算法在信道延时不是采样周期整数倍,或系统子栽波数不等于有用于载波数时产生的频谱泄漏。根据DCT与DFT的等效关系,通过构造不同的对称数据序列,推出两种相应的基于DCT信道估计,其中一种具有更好的性能,另一种更利于实现。仿真和分析结果表明：在多径衰落信道下,两种基于DCT的方法能有效降低频谱泄漏造成的信道估计误差,具有比基于DFT方法更好的性能。     

Reduction of discrete cosine transform/ quantisation/inverse quantisation/inverse discrete cosine transform computational complexity in H.264 video encoding by using an efficient prediction algorithm

This study develops a novel prediction algorithm to effectively save the computational complexity of discrete cosine transform (DCT), quantisation (Q), inverse Q (IQ), and inverse DCT (IDCT) in video encoding for H.264 applications. Based on the DC value of the DCT coefficients that is equal to the sum of residual data in the 4times4 sub-macroblock (sub-MB), a mathematical model is built to develop a prediction algorithm for reducing the computations in the DCT/Q/IQ/IDCT process. Experimental results and comparisons demonstrate that the proposed prediction algorithm significantly reduces the encoding time while incurring little additional overhead, and lowers the bit rate with little peak signal-to-noise ratio degradation.     

H.264视频压缩技术及应用

ISO/IEC和ITU-T联合制定的H.264标准,是目前最新的视频压缩标准。该标准采用一系列最新的压缩技术,提高了压缩率。本文重点介绍了视频编码标准H.264的关键压缩技术,并阐述了它在数字电视、高清晰度电视以及移动通信等方面的应用前景。