2M维矢量矩阵DCT整数变换及并行实现
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K LT (KarhunenLoeve-transform )—•直被认为
收 稿 日 期 ： 2016 - 0 4 -2 0
是最佳变换， 但由于它自身一些局限， 使其应用范 围受到了限制.而 D C T 是 最 接 近 K L T 的准最佳 变换， 它在传输时的抗干扰能力非常强， 但它相比 其他算法数据量大,每一个子块中要处理的数据 要求相对平缓， 变换数据需要是二维的.这就要求 多维数据在处理前需要先降低维度， 使得计算的 复杂度相对提高， 增 加 运 算 时 间 . 经 2M V M D C T 整数变换后， 核矩阵中求出的数值全是
Abstract ：In order to improve the efficiency o f m ulti-dim ensional data processing operations and reduce the computing tim e ， a 2 M -dim ensional vector m atrix DCT ( 2 M -V M D C T ) integer transform parallel processing method is presented， according to the 2 M -dim ensional vector m atrix DCT integer transform theory . F irs tly ， the 2 M -dim ensional vector integer transform core m atrix is introduced ； Then ， 2M -dim ensional vector m atrix integer DCT transform is applied to the video compression coding ， and compared w ith the energy concentration o f the m ulti-dim ensional discrete cosine floating-point transform ； F in a lly ， by introducing the idea o f m ulti-core parallel processing ， the processing speed is im proved . The sim ulation results show that 2 M -dim ensional vector m atrix
摘
要 ：为了大幅降低多维数据在计算上所消耗的时间， 提髙计算速度， 在 2M 维矢量矩阵 DCT(2M-
VMDCT)整数变换理论的基础上， 提绍了 2M 维矢量
整数变换核矩阵的推导过程;其次， 将这种多维整数变换算法应用到多视角视频的压缩编码中， 并与多维矢量 离散余弦浮点变换进行能量集中性比较;最后， 引人多核并行处理的思想， 进一步提髙处理速度. 仿真结果表 明， 2M - VMDCT整数变换有着非常优越的能量集中性， 将其并行实现能使运算效率大幅提髙. 关 键 词 ： 2M 维矢量矩阵;并行 ;DCT;整数变换 ;压缩编码 中图分类号： TN 919. 81 文献标志码： A 文章编号： 1005 -3026(2017)11 -1543 -05
在科技飞速发展的今天， 对多媒体技术以及 网络技术的要求越来越高,其中需要处理的视频 与图像数据存储量相应也变得巨大.因此， 各国学 者将研究重点放在了保持视频[|-2]图像清晰度和 降低存储量等方面上.对于上述两个问题， 主要的 解决办法就是利用变换压缩编码， 目前大部分应 用 的 是 D C T 压缩编码.
第3 8 卷 第 1 1 期 2017年 11月
东
北
大
学
学
报
（ 自 然 科 学 版 ）
Journal of Northeastern University( Natural Science)
V ol .38, No . 11 Nov. 2 0 1 7
doi ：10. 12068/j.issn . 1005 -3026.2017.11.006
2M-dimensional Vector Matrix DCT Integer Transform and Parallel Implementation
SANG Aijun [, CUI Xin-yu [， WANG Ting2 ， LI Xiao-ni[
(1. College of Telecommunication Engineering，Jilin University，Changchun 130022，China; 2. College of Electronic Engineering，Huai5 an College of Information Technology，Huai5 an 223003, China. Corresponding author: SANG Ai-j un， professor， E-mail: sangaj @j . cn)
2 M 维 矢 量 矩 阵 DCT整 数 变 换 及 并 行 实 现
桑 爱 军 \ 崔 新 宇 \ 王 艇 2 ,李 晓 妮 1
( 1 .吉林大学通信工程学院， 吉 林 长 春 130022; 2 . 淮 安 信 息 职 业 技 术 学 院 电 子 工 程 学 院 ， 江 苏 淮 安 223003)
DCT integer transform has a better energy concentration and the parallel implementation improves its operation efficiency significantly . Key words： 2M -dim ensional vector m a trix ；parallel；D C T ; integer transform ; compression coding
收 稿 日 期 ： 2016 - 0 4 -2 0
是最佳变换， 但由于它自身一些局限， 使其应用范 围受到了限制.而 D C T 是 最 接 近 K L T 的准最佳 变换， 它在传输时的抗干扰能力非常强， 但它相比 其他算法数据量大,每一个子块中要处理的数据 要求相对平缓， 变换数据需要是二维的.这就要求 多维数据在处理前需要先降低维度， 使得计算的 复杂度相对提高， 增 加 运 算 时 间 . 经 2M V M D C T 整数变换后， 核矩阵中求出的数值全是
Abstract ：In order to improve the efficiency o f m ulti-dim ensional data processing operations and reduce the computing tim e ， a 2 M -dim ensional vector m atrix DCT ( 2 M -V M D C T ) integer transform parallel processing method is presented， according to the 2 M -dim ensional vector m atrix DCT integer transform theory . F irs tly ， the 2 M -dim ensional vector integer transform core m atrix is introduced ； Then ， 2M -dim ensional vector m atrix integer DCT transform is applied to the video compression coding ， and compared w ith the energy concentration o f the m ulti-dim ensional discrete cosine floating-point transform ； F in a lly ， by introducing the idea o f m ulti-core parallel processing ， the processing speed is im proved . The sim ulation results show that 2 M -dim ensional vector m atrix
摘
要 ：为了大幅降低多维数据在计算上所消耗的时间， 提髙计算速度， 在 2M 维矢量矩阵 DCT(2M-
VMDCT)整数变换理论的基础上， 提绍了 2M 维矢量
整数变换核矩阵的推导过程;其次， 将这种多维整数变换算法应用到多视角视频的压缩编码中， 并与多维矢量 离散余弦浮点变换进行能量集中性比较;最后， 引人多核并行处理的思想， 进一步提髙处理速度. 仿真结果表 明， 2M - VMDCT整数变换有着非常优越的能量集中性， 将其并行实现能使运算效率大幅提髙. 关 键 词 ： 2M 维矢量矩阵;并行 ;DCT;整数变换 ;压缩编码 中图分类号： TN 919. 81 文献标志码： A 文章编号： 1005 -3026(2017)11 -1543 -05
在科技飞速发展的今天， 对多媒体技术以及 网络技术的要求越来越高,其中需要处理的视频 与图像数据存储量相应也变得巨大.因此， 各国学 者将研究重点放在了保持视频[|-2]图像清晰度和 降低存储量等方面上.对于上述两个问题， 主要的 解决办法就是利用变换压缩编码， 目前大部分应 用 的 是 D C T 压缩编码.
第3 8 卷 第 1 1 期 2017年 11月
东
北
大
学
学
报
（ 自 然 科 学 版 ）
Journal of Northeastern University( Natural Science)
V ol .38, No . 11 Nov. 2 0 1 7
doi ：10. 12068/j.issn . 1005 -3026.2017.11.006
2M-dimensional Vector Matrix DCT Integer Transform and Parallel Implementation
SANG Aijun [, CUI Xin-yu [， WANG Ting2 ， LI Xiao-ni[
(1. College of Telecommunication Engineering，Jilin University，Changchun 130022，China; 2. College of Electronic Engineering，Huai5 an College of Information Technology，Huai5 an 223003, China. Corresponding author: SANG Ai-j un， professor， E-mail: sangaj @j . cn)
2 M 维 矢 量 矩 阵 DCT整 数 变 换 及 并 行 实 现
桑 爱 军 \ 崔 新 宇 \ 王 艇 2 ,李 晓 妮 1
( 1 .吉林大学通信工程学院， 吉 林 长 春 130022; 2 . 淮 安 信 息 职 业 技 术 学 院 电 子 工 程 学 院 ， 江 苏 淮 安 223003)
DCT integer transform has a better energy concentration and the parallel implementation improves its operation efficiency significantly . Key words： 2M -dim ensional vector m a trix ；parallel；D C T ; integer transform ; compression coding