自适应重编码CORDIC实现低功耗高PSNR FPGA DCT/IDCT架构

"该文提出了一种基于自适应重编码CORDIC（Adaptive Recoding Coordinate Rotation Digital Computer，ARC）的低功耗、高PSNR（峰值信噪比）离散余弦变换（DCT）/逆离散余弦变换（IDCT）架构，适用于图像和视频压缩标准。通过使用两种类型的ARC旋转器以及高效的加法器和移位器为基础的标度因子近似方法，实现了DCT和IDCT的统一架构。该架构在FPGA上进行了验证，以确认其功能并评估性能。" 文章详细介绍了基于自适应重编码CORDIC的DCT/IDCT架构设计，这一方法主要针对图像和视频处理领域，其中DCT和IDCT是关键的信号处理技术，广泛应用于数据压缩算法，如JPEG和MPEG等标准。CORDIC算法是一种简单且计算效率高的数字信号处理技术，它利用坐标旋转来执行各种数学运算，包括乘法和除法。 文章作者Jianfeng Zhang等人提出的新颖架构，旨在降低功耗的同时提高PSNR，这是衡量图像质量的重要指标。他们设计了两种不同类型的ARC旋转器，以适应DCT和IDCT的不同需求。这些旋转器优化了CORDIC算法，减少了所需的计算步骤，从而降低了能量消耗。 在该架构中，一个重要的创新是采用加法器和移位器实现的标度因子近似方法。传统方法通常需要浮点或固定点乘法来处理标度因子，这会增加功耗和硬件复杂性。而新的设计通过精确的近似，能够在保持高精度的同时，减少计算资源和功耗。 为了验证所提出的DCT/IDCT架构，作者将其在FPGA（Field-Programmable Gate Array）平台上实现了。FPGA是一种可编程逻辑器件，适合快速原型验证和高性能硬件实现。通过FPGA验证，他们能够评估其实时性能、功耗以及与现有解决方案相比的效率。 这项研究提供了一个低功耗、高PSNR的DCT/IDCT解决方案，这对于便携式和嵌入式设备尤其重要，因为这些设备通常对电源限制有严格要求。此外，通过使用自适应重编码CORDIC，该架构有可能在不牺牲性能的情况下，实现更紧凑和节能的图像处理硬件设计。