ΝΕΟΙ ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΙ ΚΑΙ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΕΣ VLSI ΓΙΑ ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΕΙΚΟΝΩΝ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣMΩΝ DCT, WAVELETS ΚΑΙ ΔΙΑΝΥΣΜΑΤΙΚΗΣ ΚΒΑΝΤΙΣΗΣ

Abstract

ΣΤΗΝ ΠΑΡΟΥΣΑ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΠΡΟΤΕΙΝΟΝΤΑΙ ΝΕΟΙ ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΙ ΚΑΙ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΕΣ VLSI ΓΙΑ ΤΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΕΙΚΟΝΩΝ ΣΕ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟ ΧΡΟΝΟ. ΑΡΧΙΚΑ, ΜΕΛΕΤΑΤΑΙ Ο ΔΙΑΚΡΙΤΟΣ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ ΣΥΝΗΜΙΤΟΝΟΥ (DCT) ΚΑΙ ΠΡΟΤΕΙΝΟΝΤΑΙ ΔΥΟ ΝΕΟΙ ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΙ ΓΙΑΤΟΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟ ΤΟΥ ΜΟΝΟΔΙΑΣΤΑΤΟΥ ΚΑΙ ΔΙΔΙΑΣΤΑΤΟΥ DCT ΚΑΙ ΜΙΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΙΚΗ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΓΙΑ ΤΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΙΚΗ ΑΠΕΙΚΟΝΗΣΗ ΤΟΥ ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΟΥ ΔΙΔΙΑΣΤΑΤΟΥ DCT ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΥ ΣΕ ΑΠΟΔΟΤΙΚΕΣ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΕΣ VLSI. ΣΤΗ ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΠΡΟΤΕΙΝΕΤΑΙ ΕΝΑΣ ΝΕΟΣ ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΣ ΓΙΑ ΤΟ ΜΟΝΟΔΙΑΣΤΑΤΟ ΔΙΑΚΡΙΤΟ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟ ΗΜΙΤΟΝΟΥ (DST). ΜΕΛΕΤΩΝΤΑΙ ΑΚΟΜΗ ΟΙ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΙ ΜΙΚΡΟΥ ΚΥΜΑΤΟΣ (WAVELET TRANSFORMS). ΠΡΟΤΕΙΝΟΝΤΑΙ ΝΕΟΙ ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΙ ΣΥΜΠΙΕΣΗΣ ΠΟΥ ΒΑΣΙΖΟΝΤΑΙ ΣΤΟ ΔΙΑΚΡΙΤΟ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟ ΜΙΚΡΟΥ ΚΥΜΑΤΟΣ. ΤΟ ΠΡΟΒΛΗΜΑ ΤΗΣ ΥΛΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΥ ΤΥΠΟΥ ΚΥΜΑΤΟΣ ΣΕ ΥΛΙΚΟ ΕΙΝΑΙ Η ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗ ΤΟΥ ΠΟΛΥΠΛΟΚΟΤΗΤΑ. ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΣΗ ΑΥΤΟΥ ΤΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ, ΠΡΟΤΕΙΝΕΤΑΙ ΣΤΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ, ΕΝΑΣ ΝΕΟΣ ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΣ ΓΙΑ ΤΟΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟ ΤΗΣ ΣΥΝΕΛΙΞΗΣ, ΠΟΥ ΕΙΝΑΙ Η ΒΑΣΙΚΗ ΠΡΑΞΗ ΤΟΥ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΥ ΜΙΚΡΟΥ ΚΥΜΑΤΟΣ. ΣΤΗΣΥΝΕΧΕΙΑ ΜΕΛΕΤΑΤΑΙ Η ΤΕΧΝΙΚΗ ΤΗΣ ΚΒΑΝΤΙΣΗΣ ΔΙΑΝΥΣΜΑΤΟΣ (VECTOR QUANTIZATION). ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΣΗ ΤΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΠΟΛΥΠΛΟΚΟΤΗΤΑΣ ΤΗΣ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΑΥΤΗΣ ΠΡΟΤΕΙΝΕΤΑΙ ΣΤΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΕΝΑΣ ΓΡΗΓΟΡΟΣ ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΣ, ΓΙΑ ΤΟ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟ ΤΩΝ ΒΙΒΛΙΩΝΚΩΔΙΚΩΝ ΚΑΙ ΕΝΑΣ ΝΕΟΣ ΚΒΑΝΤΙΣΤΗΣ ΔΙΑΝΥΣΜΑΤΟΣ. ΤΕΛΟΣ, ΠΡΟΤΕΙΝΟΝΤΑΙ ΠΕΝΤΕ ΑΠΟΔΟΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΣΥΜΠΙΕΣΗΣ ΑΚΙΝΗΤΩΝ ΕΙΚΟΝΩΝ ΒΑΣΙΣΜΕΝΑ ΣΕ ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΥΣ, ΠΟΥ ΠΡΟΤΑΘΗΚΑΝ ΣΤΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ.

IN THIS DISSERTATION, NEW ALGORITHMS AND VLSI ARCHITECTURES FOR REAL TIME IMAGECOMPRESSION, ARE PROPOSED. FIRST, THE DISCRETE COSINE TRANSFORM (DCT) IS STUDIED AND TWO NEW ALGORITHMS FOR THE COMPUTATION OF THE ONE-DIMENSIONAL AND TWO-DIMENTIONAL (2-D)DCT ARE PROPOSED. A METHODOLOGY FOR THE SYSTEMATIC MAPPINGOF THE PROPOSED 2-D DCT ALGORITHM ONTO EFFICIENT VLSI ARCHITECTURES IS ALSO PROPOSED. A NEW EFFICIENT ALGORITHM FOR THE DISCRETE SINE TRANSFORM (DST) IS THEN PRESENTED. THEN THE WAVELET TRANSFORMS (WT) IN IMAGE CODING ARE STUDIED AND NEW ALGORITHMS FOR IMAGE COMPRESSION, BASED ON THE DISCRETE WAVELET TRANSFORM ARE PROPOSED. THE PROBLEM OF THE HARDWARE IMPLEMENTATION OF THE WT IS ITS COMPUTATIONAL COMPLEXITY. TO ALLEVIATE THIS PROBLEM, A NEW ALGORITHM FOR THE COMPUTATION OF THE CONVOLUTION, WHICH IS THE BASIC OPERATION OF THE WT, IS PROPOSED. THE VECTOR QUANTIZATION TECHNIQUE IS THEN STUDIED AND ALGORITHM FOR CODEBOOK DESIGN AND A NEW VECTOR QUANTIZER ARE PROPOSED. FINALLY FIVE EFFECTIVE SCHEMES FOR STILL IMAGE COMPRESSION, BASED ON THE PROPOSED ALGORITHMS ARE PRESENTED.