离散余弦变换的IP核及视频图象采集与处理系统的设计

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1、摘要在许多I圉象应用领域，都会遇到需要对大量图象数据进行传输和存储的问题。在图象和视频信号压缩的变换编码方法中，离散余弦变换(DCT)被广泛认为是最高效的一种方法。但是，如果用分离元件来实现的话，却有很大的计算复杂度和较大的实现成本。而现在，图象处理系统与其它现代电子系统一样，随着集成电路产业的飞速发展，将整个系统功能集成在一块硅芯片上，即系统芯片SOC(systemonachip)越来越成为业界广泛关注的焦点。SOC意味着更大的设计规模和更高的复杂度，而电子产品的生命周期却在不断的缩短，为了满足产品上市时间的压力，在芯片设计中采用IP(IntellectualProperty)是IC设计发展

2、到SOC时代的必然选择。IP模块的再利用，除了可以缩短SOC芯片设计时间以外，还可以提高设计效率、节省人力、降低设计成本，提高可靠性，以及满足面市时间(Tune．to-market)的要求。因此，研发可嵌入式的能重复利用的口功能模块将在集成电路设计和现代SOC电子系统研发颁域具有广泛的应用前景和现实意义。为此，本文根据m核设计思想，研究了离散余弦变换反变换(DCT／IDCT)的实现算法，设计了结合分布式算法和基于存储器查表的并发体系结构。在此基础上，遵循现代Ic设计自顶向下(ToptoDown)的设计方法，从系统总体要求出发，由上自下分层次分模块地逐步将设计内容细化，最后完成系统的整体电路设计

3、，得到了一个不需要乘法器，只霜存储器、加法嚣和寄存器的高性能的IP核电路设计。仿真综合鳍暴褒明，该设计结构慧单、层次清晰，具有高度的规则性和模块性。此外，本文还在深入研究现代视频图象采集与处理的硬件实现技术的基础上，提出了一个在简单图像采集系统的基础上加上基于ASIC技术的可编程帧存储器系统和通用DSP系统构成实时裔效多功能的视顿图像采集与处理系统的设计方案，它可以根据不同的要求对DSP进行不同功能的图象处理算法的编程，从而使之具餐了宽广的而不是单一的实时图象处理功能，能够广泛应用于视频会议、工业视觉、非接触性尺度测量、豳像处理、圈像识别、目标标定与跟踪等领域的实际应用和算法研究上。Abstr

4、actAmongmanyofmethodsoftransformandencodingofimageandvideosignal，discretecosinetransform(DCT)isbroadlyregardedasthemostefficientone．ButifutilizediscretecomponentstOrealizeit,therewillbegreatcomputingcomplicationandhighercost．Withthefastdevelopmentofintegratedcircuit，inimageprocesssystem，asthesameaso

5、thermodemelectronicsystems,menintegratethewholefunctionintoachip，namelysystemchipSOC(systemonachip)becomesmoreandmoreimportant．SOCmeal峪largerdesignscaleandhighercomplication，butthelifetimeofelectronicproductbecomegraduallyshorter．Inordertosatisfytherequirementoftheproduct’Stimetomarket,usingIP(intel

6、lectualProperty)inchipdesignisthenecessarychoiceintheSOCer8．ThereuseofIPmoduleCannotonlyshortenthetimeofSOCchipdesignbutalsoimprovethedesignefficiency,saveworkforce,reducedesigncost，enhancereliabilityandsatisfytherequirementoftime-to-market．Thispaperhasresearchedthealgorithmrealizeationofdiscretecos

7、inetransformandinversetransform，designedaparallelarchitecturecombiningdistributedalgorithmandlook-uptablebasedmemory．AccordingtothemodemICdesignmethodofToptoDown，dividedthewholesystemintomodulefromthe