ウェーブレット変換に適した信号処理プロセッサの構成に関する研究

适用于小波变换的信号处理处理器的配置研究

• 批准号: 12750322
• 负责人: 村松 正吾
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Niigata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750322/
• 关键词: ウェーブレット変換; 信号処理プロセッサ; 画像符号化; マルチレート信号処理; フィルタバンク; リフティング実装; メモリアクセス; 積和演算; 低消費電力

本課題は、画像符号化を中心に実用化が進んでいるウェーブレット変換の信号処理プロセッサ(DSP)上での効果的な実現を目的とし、アルゴリズムとアーキテクチャの両面から基礎的な検討と評価を行った。1 今年度の研究概要今年度は、DSPモデル上でのウェーブレット変換の効果的実装の検討を行った。また、画像符号化国際標準JPEG2000で採用されているウェーブレット変換のリフティング実装について検討を行った。リフティング実装については、専用モジュールとして一つの累積加算器からなるアーキテクチャを提案し、ハードウェア記述言語によるモデル化およびその評価を行った。そして、DSPに実装するための手掛かりを得た。2 今年度の研究成果昨年度の研究の結果、アドレス生成器の役割が重要であり、積和演算器の少ないDSPでメモリアクセスを低減化するためには、積和演算の繰り返しの際に2回毎のインクリメント機能が必要であることを確認している。今年度は、多段のウェーブレット変換に対しては2のべき乗毎のインクリメント機能が有効であることを確認した。また、リフティング実装を少数の累積加算器で実現するアーキテクチャの検討を行い、アドレス生成について周期的ではあるが若干複雑な状態遷移が必要となることを確認した。3 今後の研究の展開リフティング実装について更なる検討を続ける。アドレス生成に関しては工夫の余地が残されている。ただし、研究開始当初では、汎用プロセッサに対する期待が大きかったが、技術の進歩によりFPGAのような再構成可能プロセッサが実機に組み込まれることが多くなった。したがって、並列分散処理を念頭においた専用モジュールとしての実装に重点を置く必要がある。JPEG2000の規格が決まり、システム全体からウェーブレット変換への要求が明確になった。速度よりも面積に対する要求が強いため、本研究の成果を活かせると考えている。

该项目的目的是通过从算法和体系结构方面进行基础研究和评估，在目前主要用于图像编码的信号处理处理器（DSP）上有效地实现小波变换。 1 今年研究概述 今年，我们研究了小波变换在 DSP 模型上的有效实现。我们还研究了国际图像编码标准JPEG2000中采用的小波变换的提升实现。关于提升实现，我们提出了一种由一个累积加法器作为专用模块组成的架构，并使用硬件描述语言对其进行建模并对其进行评估。我得到了在 DSP 中实现它的线索。 2 今年的研究成果 根据去年的研究结果，已经确认地址生成器的作用很重要，每次都需要一个增量函数。今年，我们证实了2的每次幂的增量函数对于多级小波变换是有效的。我们还研究了一种使用少量累积加法器实现提升的架构，并确认地址生成需要周期性但有些复杂的状态转换。 3 未来研究的进展 我们将继续进一步考虑解除实施。地址生成方面仍有改进的空间。然而，在研究之初，人们对通用处理器抱有很高的期望，但随着技术的进步，FPGA等可重构处理器越来越多地被纳入实际设备中。因此，有必要重点关注作为专用模块的实现，并考虑并行分布式处理。 JPEG2000标准的确定，对整个系统的小波变换的要求也变得清晰起来。由于对面积的要求比对速度的要求更强，我们相信本研究的结果是可以利用的。

项目成果

曽山 竜海: "完全再構成デ・インタレース化処理のリフティング実装"電子情報通信学会 第15回回路とシステム(軽井沢)ワークショップ 論文集. (発表予定). (2002)

Ryumi Soyama：“完整重建去隔行处理的提升实现”电子、信息和通信工程师学会第 15 届电路与系统（轻井泽）研讨会论文集（预定报告）。

石田 拓磨: "完全再構成デ・インタレース化処理を用いた動画像フレーム/フィールド内符号化"電子情報通信学会 技術研究報告書. CAS2001-80. 25-32 (2001)

Takuma Ishida：“使用完整重建去隔行处理的视频帧/场内编码” CAS2001-80 (2001)。

水谷 直喜: "Memory Access Estimation in Filter Bank Implementations"Prof. Of International Technical Conf. On Circuits/Systems, Computers and Communications. Vol.2. 696-699 (2001)

Naoki Mizutani：“滤波器组实现中的内存访问估计”，国际技术会议，计算机和通信，第 2 卷（2001 年）。

村松 正呉: "De-interlacing with Perfect Reconstruction Property"電子情報通信学会 第16回ディジタル信号処理シンポジウム 講演論文集. 427-432 (2001)

Masao Muramatsu：“具有完美重构特性的去隔行”第 16 届数字信号处理研讨会论文集，电子、信息和通信工程师学会 427-432 (2001)。

水谷直喜: "Memory Access Estimation of Filter Bank Implementation on Different DSP Architectures"電子情報通信学会技術研究報告書. DSP2000-105. 21-28 (2000)

Naoki Mizutani：“不同 DSP 架构上滤波器组实现的存储器访问估计” DSP2000-105 (2000)。