基于DCT-Ⅱ系数的图像采样率变换的算法研究及其结构设计

摘要

该论文在Yuh-Feng Hsu和Yung-Chang Chen提出的EIDCT算法的基础上,采用信号处理的理论证明了EIDCT不仅适用于插值,而且适用于抽取,进而形成一种既能用于插值,又能用于抽取,既能作整数倍,又能作分数倍采样率变换的统一的算法.同时在VLSI实现上改进了原文献提出的方法,便于硬件实现.该文作了如下几方面的工作:第一,对文献中的基于DCT系数的算法进行了研究和对比,确定使用EIDCT算法作为硬件设计的基础,详见第二和第三章.第二,原文献中EIDCT算法只是用于插值(升采样)过程,该文将其推广至抽取(降采样)过程,详见第三章.第三,原文献给出了用VLSI实现EIDCT的递归算法,该文指出了其缺陷,并进一步提出了实现EIDCT算法的电路结构.随着集成电路制造技术的发展,功耗问题已然成为一个值得重点关注的方面,因此,该文在考虑硬件实现算法时,特别重视计算复杂度的高低,因为它直接影响到电路的功耗.详见第四章.

目录

文摘

英文文摘

第一章引言

1.1图像的显示格式

1.1.1模拟图像

1.1.2数字图像

1.2本课题的意义

1.3前人工作的概述

1.4本文的内容和工作简介

1.5创新点

第二章现有的图像采样率变换算法

2.1插值和抽取

2.2图像采样率变换的两种途径：时域法和变换域(transform domain)法

2.2.1时域法

2.2.2变换域法

2.3基于DCT-Ⅱ系数的算法

2.3.1插值算法

2.3.2抽取算法

2.4小结

第三章EIDCT算法

3.1用于插值的EIDCT算法

3.2 EIDCT算法在抽取情况下的适用性

3.3基于DCT-Ⅱ系数的算法的模拟结果

3.3.1插值算法的模拟结果

3.3.2抽取算法的模拟结果

3.3.3模拟结果的讨论

3.4 EIDCT法与时域法的比较

3.5传统抽取方法的讨论

3.6小结

第四章 EIDCT算法的结构设计

4.1预备知识

4.1.1 IDCT-Ⅱ的快速算法

4.1.2 DFT的快速算法

4.1.3一维DCT-Ⅰ和DST-Ⅰ的快速算法

4.1.4 4.1.3节算法的改进

4.2原文献提出的EIDCT硬件实现算法

4.3改进的EIDCT硬件实现第法

4.3.1K和L不等于16且为2的整数次幂时的硬件实现算法

4.3.2K和L非2的整数次幂时的硬件实现算法

4.3.3K和L取其他值时的硬件实现算法

4.4结构设计

4.4.1与4.3.2节算法一对应的硬件结构

4.4.2与4.3.2节算法二对应的硬件结构

4.5字长与误差分析

4.6小结

第五章结束语

5.1 EIDCT算法及其设计的改进

5.1.1 EIDCT算法的改进

5.1.2硬件设计的改进

5.2进一步的研究方向

附录 传统抽取方法的讨论

参考文献

攻读博士学位期间发表论文情况

致谢

论文独创性声明及论文使用授权声明