文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
基于SIMD架构的二维DCT/IDCT变换电路模块的设计与实现
姓名:彭永克
申请学位级别:硕士
专业:软件工程
指导教师:毛志刚
20081208
上海交通大学硕士学位论文摘要
基于 SIMD 架构的二维 DCT/IDCT 变换电路模块的设计与实现

摘要
离散余弦变换(DCT)及其反变换(IDCT)在图像和视频处理中应用十
分广泛,已被 JPEG、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4 和 H26x 等国际标准
所采用。由于其计算量较大,因而在很多实际应用中常采用 ASIC 方式设
计电路来满足实时处理的要求。
本文首先介绍了 DCT 和 IDCT 在图像处理中的作用和原理。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,结合 DCT 快速算法,以提高速
度、减少设计面积和功耗为目标,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,将二维 DCT/IDCT 变换转化为两
个一维 DCT/IDCT 实现。在一维 DCT/IDCT 设计中,采用 SIMD 架构,
合理划分了 DCT 变换中的计算,利用 Synopysys 的 EDA 工具对所设计
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 处理核能够在最高 155M 时钟频率下正确完成 8×8 数据块的
DCT/IDCT 的逻辑运算。满足 JPEG 和 MPEG 标准对于 DCT 的处理要求。
采用工艺库综合后包含一个转置 RAM 在内的整个模块的面积为
µm2。

关键词:离散余弦变换, 离散余弦反变换, SIMD, 综合流水线

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上海交通大学硕士学位论文 ABSTRACT
The Design and Implementation of 2-D DCT based SIMD Architecture

ABSTRACT
Discrete Cosine Transform and Inverse Discrete Cosine Transform are
wildly used in coding and decoding of image processing. So far, it has
adopted by many internationalstandards like JPEG,MPEG1,MPEG2, MPEG4
and H26x etc. Usually people make it a module with ASIC flow to satisfy the
requirement for real-time owing to its heavy quantity puting.
The paper introduces principle and effect of DCT/IDCT in image
processing at first, and analyzes and studies various fast algorithms of DCT,
summarizing the working for DCT fast algorithms and its VLSI
implementation which has done by previous on
characteristics of image process, combining DCT fast algorithms, on the
purpose of improving speed and decreasing area and power, the thesis
presented a way of DCT/IDCT hardware implementation. The way turns 2-D
DCT/IDCT into two 1-D DCT/IDCT based on characteristic of row-column
position. In the designing of 1-D DCT/IDCT, we arrange DCT
calculation timing, and employ SIMD last, synthesize and
verification for des