Исследование и разработка устройства адаптивного сжатия данных на основе динамической реконфигурации программируемых логических интегральных схем
Диссертация
Из вышесказанного следует, что разработка устройства, которое обеспечивает оптимальный выбор алгоритма и высокую степень сжатия в режиме реального времени (on-line) для любых типов передаваемых данных в каналах связи, является актуальной задачей в области телекоммуникации. Цель работы —? увеличение объема передаваемых данных при существующей пропускной способности каналов связи путем уменьшения… Читать ещё >
Список литературы
- Олифер В.Г., Олифер Р. А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. — СПб.: Издательство «Питер», 2000. — 672 с.
- Практическая передача данных: Модемы, сети и протоколы. Ф. Дженнингс- перев. С англ. Мир, 1989.
- Nelson М. The Data Compression Book// New York: M&T Books, 1992
- Птачек M Цифровое телевидение. Теория и техника / Пер. с чешек, под ред. Л. С. Виленчика. М.: Радио и связь, 1990. -528 с.
- Held, Gilbert, Data Compression: Technigues and Applications, Hardware and Software Consierations, second edition, john Willey & Sons, New York, 1987.
- M.K. Stillman The market for Data Compression Products// San Jose: Electronic Trend Publications, 1994.
- Карпов В.И. Передача данных. Элементы теории информации. Кодирование. Каналы связи: Учеб. пособие Пенза: ПТУ, 2000. — 86 с.
- Дженнингс Ф. Практическая передача данных: Модемы, сети и протоколы / Пер. с англ. М.: Мир, 1989. — 456 с.
- Шавенько Н.К. Основы теории кодирования и передачи информации: Учеб. пособие для студентов. М.: Радио и связь, 1999. — 120 с.
- Shannon С.Е., Weaver W. The Mathematical Theory of Communication. I Jrbana: University of Illinois Press, 1949. 456 p.
- Колесник В.Д., Полтырев Г. Ш. Курс теории информации. М.: Наука, 1982.-342 с.
- Abramson A. Information Theory and Coding. New York: McGraw-Hill, 1963.-566 p
- Storer J. A. Data compression: Methods and Theory. Rockville: Computer Science Press, 1988. — 312 p.
- Lynch T.D. Data Compression Technigues and Applications. Belmont: Lifetime Learning Publications, 1985. — 478 p.
- Data Compression. White paper // Gandalf Technologies Inc., February 1995. -10 p.
- Data book. Matsushita Electric Industrial Co. — 2002.
- Ватолин Д., Ратушняк А., Смирнов M., Юкин В. Методы сжатия данных. Устройство архиваторов, сжатие изображений и видео. — М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2002.
- Антонова Н. А. Методы сжатия данных в вычислительных системах. — СПб.: БХВ, 1994.-326 с.
- Williams R. Adaptive Data Compression, Kluwer Boston, MA, 1990, pp.30−44.
- M.W. Marcellin, M.J. Gormish, A. Bilgin, M.P. Boliek. An Overview of JPEG-2000. Proc. of IEEE Data Compression Conference, pp. 523−541, 2000.
- ISO/IEC FCD15444−2. jpeg 2000 image coding system: extensions Jpeg 2000 part ii final committee draft, 7 december 2000.
- Fraunhofer Institut fuer Integrierte Schaltungen: Jahresbericht 2002.
- Fraunhofer Institut fuer Integrierte Schaltungen: Jahresbericht 2000.
- Смирнов,. Ресурсы PC: наиболее полное руководство.
- Мюррей Д., Ван Райпер У. Энциклопедия форматов графических файлов: пер. с англ. Киев: Издательская группа BHV, 1997. — 672 с.
- Nelson, Mark R., The Data Compression Book, M&T Book, Redwood City, 1991.
- Ashdown L. PCX Graphics // С Users Journal, 1991, v.5, № 8. pp. 89−96.
- Azer S. Working With PCX Files //Microcornucopia, 1988, №.42, — pp.42−52.
- Charlap D. The BMP File Format: Part I // Dr. Dobb’s Journal, v.20, № 228, 1995.-pp. 201−212.
- Luse M.D. BMP File Format // Dr. Dobb’s Journal, v.9, № 219, 1994. -pp. 18−22.
- TIFF Revision 6.0, Final. — Aldus Corporation Developer’s Desk, 1992. -368 p.
- TIFF Developer’s Manual. Greeley: Hewlett-Packard Company, 1988. -246 p.
- Блэк Ю. Сети ЭВМ: Протоколы, стандарты, интерфейсы: Пер. с англ. -М.: Мир, 1990.-346 с.
- J.Ziv and A.Lempel. A universal algorithm for sequential data compression. IEEE Transactions on Information Theory. Vol. IT-23, N.3, May 1977.
- Storer J.A., Szymanski T.G. Data Compression via Textual Substitution // Journal ACM, v. 29, № 4, 1982. pp. 928−951.
- Ziv J., Lempel A. Compression of individual Sequences via Variable-Rate Coding // IEEE Transsaction on Information Theory, v.24, № 5, 1978. pp. 978−988.
- Montgomery B. LZW Compression Used to Encod/Decod a GIF File. -New York: Manuscript Inc., 1988. 240 p.
- Welch T. A. A Technique for High-Performance Data Compression // Computer, v.17, № 6, 1984. pp. 368−376.
- Кадач A.B. Свойства кодов Хаффмана и эффективные методы декодирования префиксных кодов. Новосибирск: Изд-во РАН, 1997. -348 с.
- Д.Мастрюков Сжатие по Хаффмену// «Монитор», NN 7 — 8, 1993.
- Tanaka Н. Data Structure of Huffman Codes and Its Application to Efficient Encoding and Decoding // IEEE Trans. Inform. Theory v. 33, № 1, 1987. -pp. 154−156.
- Facsimil Coding Shemes and Coding Control Functions for Grup4 Facsimil Apparatuse Recommendation. The international Telegraph and Telephone Consutative Committetee (CCITT), Geneva, Switzerland, 1985.
- Hamilton E. JPEG File Interchange Format. Version 1.2. San Jose: C-Cube Microsystems Inc., 1992. — 346 p.
- Д.С. Ватолин. MPEG стандарт ISO на видео в системах мультимедиа // Открытые системы, № 2, 1995. — С. 12−24.
- Cleary G., Teahan W.J., Witten I.H. Unbounded Length Contexts for PPM // Data Compression Conference, 1995.-pp. 12−24.
- Cleary J.G., Witten I.H. Data compression using adaptive coding and partial string matching //IEEE Trans. Communications, v.4, № 3, 1984.-pp396−402.
- Moffat A. Implementing the PPM Data Compression Scheme // IEEE Trans. Comm., v. 38, № 11, 1990.-pp. 1917−1921.
- Прэтт У. Цифровая обработка изображений: Пер. с англ. М.: Мир, 1982. Кн. 1 и 2.-312 и 480 с.
- Steven W. Smith. The Scientist and Engineer’s Guide to Digital Signal Processing: California Technical Publishing, San Diego, California 1999.
- Habibi A., Wintz P.A. Image coding by linear transformation and block quantization // IEEE Trans. Commun. Tech. 1971. — V. COM-19. — № 1. -P.50−63
- Rao K.R., Yip P. Discrete cosine transform algorithms, advantages, applications. — London: Academic Press inc., 1990
- Пеев E., Боянов К., Беляева О. Методи и средства за компрессия на изображения // Автоматика и информатика.-1994.-28, № 3.-стр.З-14.
- Enomoto Н., Shibata К. Orthogonal transform coding system for television signals // IEEE Trans. Electromagnetic Compatibility. 1971. — Special issue on Walsh functions. -V. EMC-13. -13. — P. 11−17.
- Ahmed N., Natarajan Т., Rao K.R. On image processing and a discrete cosine transform // IEEE Trans. Computers. -1974. V. C-23 — № 1.- P.90−93
- Применения цифровой обработки сигналов: Пер. с англ. / Под ред. Э.Оппенгейма. М: Мир, 1980. — 552 с.
- Wallace G.K. The JPEG algorithm for image compression standard // Communications of the ACM. 1991. -V.34. -4. — P. 30−44.
- Wallace G.K. Overview of the JPEG (ISO/CCITT) still image compression: image processing algorithms and techniques // Proceedings of the SPIE. -1990. -V.1244. P. 220−233.
- Kurosaki M., Waki H. A JPEG-compliant colorimage compression/decompresssion LSI // Mitshubisi Elec. Adv. -1994. -V.68, Sept.-P. 17−18.
- Pratt W.K., Chen W.H., Welch L.R. Slant transform image coding // IEEE Trans. Commun. -1974. -V. COM-22. P. l075−1093.
- Ахмед H., Pao К. Ортогональные преобразования при обработке цифровых сигналов: Пер. с англ. М.: Связь, 1980. — 248
- Hung А.С. Image compression: the emerging standard for color images // IEEE Computing Futures. 1989. — Inagural issue. — P. 20−29.
- Кунт M., Икономопулос А., Кошер M. Методы кодирования изображений второго поколения // ТИИЭР. 1985. -Т.73. — № 4. — С. 59
- Woods J.W., Huang T.S. Picture bandwidth compression by linear transformation and block quantization // Picture bandwidth compression / Ed.: Huang T.S., Tretiak O.J. New York: Gordong and Breach, 1972. -P.555−573.
- Прэтт У., Кэйн Д., Эндрюс X. Кодирование изображений посредством преобразования Адамара // ТИИЭР. 1969. — Т.57. — № 1. — С. 66−77.
- Голубов Б.И., Ефимов А. В., Скворцов В. А. Ряды и преобразования Уолша: Теория и применения. М.: Наука, 1987. — 344 с.
- Горлов С.К., Корыстны А. В., Родин В. А. Об одной реализации метода сжатия отображений с помощью нелинейной аппроксимации сумм Фурье-Хаара // Теор. функций и прибл.: Тр. 7-й Саратов, зим. шк. (1994 г.). Ч. 2.- Саратов: Изд.-во СГУ, 1995.
- Rao K.R., Narasimhan М.А., Revuluri К. Image data processing by Hadamard-Haar transform // IEEE Trans. Computers. 1975. — V. C-23. — '9. — P. 888−896
- Gottlieb D., Shu C.-W., Solomonoff A., Vandeven H. On the Gibbs phenomenon I: Recovering exponential accuracy from the Fourier partial sum of a nonperiodic analytic function, J. Comput. Appl. Math., v. 43, 1992, pp. 81−92.
- Угромов Е.П. Цифровая схемотехника. СПб.: БХВ-Санкт-Петербург, 2000. — 528 с.
- Ланцов В.Н. Проектирование ПЛИС на VHDL: Учеб. Пособие. -Владимир: Владимир, гос. ун-т., 2000. 120 с.
- Соловьев В.В. Проектирование функциональных узлов цифровых систем на программируемых логических устройствах. Минск. Билоруская наука, 1996. — 136 с.
- Соловьев В.В., Васильев А. Г. программируемые логические интегральные схемы и их применение -Минск: Билоруская наука- 1998.
- Соловьев В.В. Сложность реализации устройств логического управления на ПЛИС.//Известия РНА. Теория и Системы управления.-1995, № 5,с.248−256.
- В.В.Соловьев. Проектирование цифровых систем на основе программируемых логических интегральных схем. Москва 2001.
- Digital Library.- Altera, 2002.
- Data Book and design Guide.-Xilinx, 2002.
- Слик А.А. Реконфигурирование устройства ПЛИС в системе // Сборник тезисов Всероссийской научно-технической конференции
- Реконфигурируемые электронные средства в системах обработки информации", 2002. С. 32−33.
- Watson А. В. NASA Ames Research Center. Image Compression Using the Discrete Cosine Transform // Mathematica Journal, 4(1), 1994, p. 81−88.
- Солонина А.И., Улахович Д. А., Яковлев JI.А. Алгоритмы и процессоры цифровой обработки сигналов. — СПб.: БХВ-Петербург, 2001. 464 с.
- Lee B.G. FCT A fast cosine transform // Proc. IEEE ICASSP. -1984. — P. 28A3.1−28A3.4.
- Hauque M.A. A two-dimensional fast cosine transform // IEEE Trans. ASSP. -1985. V. 33. — l6. — P.1532−1538.
- Duhamel P., Guillemont C. Polynomial transform computation of 2-D DCT //Proc. ASSP'90. 1990. — P.1515−1518.
- Cho N., Lee S. Fast algorithm and implementation of 2-D discrete cosine transform // IEEE Trans. Circuits and Systems. 1991. -V.38. — P.297−305.
- Duh W.J., Wu J.L. Implementing the Discrete Cosine Transformation by Using CORDIC Techniques // Proceedings the International Symposium on VLSI Technology, Systems and Applications, Taipei, Taiwan, 1989, p. 281 285.
- Feig E., Winigrad S. Fast Algorithms for the Discrete Cosine Transform// IEEE Transactions on Signal Processing, v. 40, N 9, 1992. p. 2174−2193.
- Remote Compression Bridges. A report from National Software Testing Laboratories Inc.//Communication Analyst. Datapro on CD-ROM, 1995.
- Lohscheller H. A subjectively adapted image communication system. IEEE Trans. Commun. COM-32 (Dec. 1984), pp. 1316−1322.
- Gregory K. Wallace. The JPEG Still Picture Compression Standard// IEEE Transactions on Consumer Electronics. December 1991.
- Слик А.А. Применение динамически реконфигурируемых ПЛИС для аппаратного сжатия информации в каналах связи // Сборник трудов Всероссийской научно-технической конференции «Электроника», 2003. -С. 32−33.
- Микроконтроллеры PIC16C8X. Архитектура, программирование и применение: Учеб. пособие / С. И. Малафеев, А. А. Малафеева, B.C. Мамай и др.- Владим. гос. ун-т- Владимир, 1999. — 180 с.
- Слик А.А. Интеллектуальная аппаратная модель сжатия на базе динамических реконфигурированных схем // Всероссийский научно-технический журнал «Проектирование и технология электронных средств». N2, 2002. — С. 53−54.
- Слик А.А. Применение ДР ПЛИС и перспективы их развития // Сборник научных трудов преподавателей, аспирантов и магистрантов «Электроника, информатика и управление», вып. 3. Владимир: ВлГУ, 2002.-С. 61−63
- Реутов Д.В., Руфицкий М. В., Слик А. А. Сжатие данных на базе динамически реконфигурируемых вычислителей // Всероссийский научно-технический журнал «Проектирование и технология электронных средств». N4, 2001. — С. 10−12.
- Слик А.А. Аппаратное сжатие информации на базе динамически реконфигурируемых ПЛИС // Материалы II Международной научно-практической конференции"Компьютерные технологии в науке, производстве, социальных и экономических процессах", 2001. С35−37.
- Слик А.А. Статический алгоритм Хаффмана на основе динамически реконфигурируемых вычислителей // Сборник тезисов Всероссийской научно-технической конференции «Реконфигурируемые электронные средства в системах обработки информации», 2002. С. 7−8.
- Реутов Д.В., Слик А. А. Аппаратная защита звуковой информации в каналах связи // Сборник трудов Всероссийской научно-технической конференции «Электроника», 2002. С. 35−36.
- Реутов Д. В., Руфицкий М. В. Оптимизация выполнения функций с помощью реконфигурируемого сопроцессора // Сборник трудов Всероссийской научно-технической конференции «Электроника», 2002.- С. 22−23.
- Привалов А. А., Руфицкий М. В., Федотов М. Ю. Математические основы проектирования динамически реконфигурируемых систем обработки информации // Сборник трудов Всероссийской научно-технической конференции «Электроника», 2002, — С.53−54.
- Руфицкий М.В., Федотов М. Ю. Оценка эффективности применения динамически реконфигурируемого сопроцессора // электроника, информатика и управление: Сб. науч. тр. Вып.2-Владимир, 2001.-С. 59−64.
- JPEG File Interchange Format, September, 1992.
- Руфицкий M.B., Слик A.A., Филиппов А. К. Адаптивное дискретное косинусное преобразование // Сборник трудов пятой международной научно-технической конференции «Перспективные технологии в средствах передачи информации», 2003. С. 23−25.
- Руфицкий М.В., Слик А. А., Филиппов А. К. Анализ методов расчета дискретного косинусного преобразования для реализации на электронно-вычислительных средствах // Российская конференция по атмосферному электричеству, Владимир 2003. С. 45−48.
- Рабинович 3. JL, Раманаускас В. А. Типовые операции в вычислительных машинах. Киев: Техника, 1980. — 264 с.
- Байков В.Д., Смолов В. Б. Аппаратурная реализация элементарных функций в ЭЦВМ. Л.: Изд-во ЛГУ, 1975. — 96 с.
- Smith W. The Scientist and Engineer’s Guide to Digital Signal Processing.- San Diego: California Technical Publishing, 1999. p. 650.
- Осипов JI. А. Обработка сигналов на цифровых процессорах. Линейно-аппроксимирующий метод. — М.: Горячая линия Телеком, 2001.-112с.
- Пантелеев С.В., Данилин С. Н., Яковлев А. В. Оптимизация алгоритмов обработки цифровой информации // Сборник докладов 3-ей международной конференции «Цифровая обработка сигналов и ее применения», Санкт-Петербург, 2000. Т.1.
- Baker P.W. Parallel Multiplicative Algorithms for Some Elementary Functions // IEEE Transactions on Computers, 1975, v. 24, № 3, p. 322−325.
- Армстронг Дж.Р. Моделирование цифровых систем на языке VHDL/Пер. с анлг. М.: Мир, 1992. — 175 с.
- Бибило П.Н. Синтез логических схем с использованием языка VHDL. М.: СОЛОН-Р, 2002. — 384 с.
- ANSI/IEEE Std 1076−1987. IEEE Standard VHDL Language Reference Manual, New York: IEEE publication No. SHI 1957.
- ANSI/IEEE Std 1076−1993. IEEE Standard VHDL Language Reference Manual, New York: IEEE publication No. SHI6840.
- IEEE Standard Interpretations: IEEE Std 1076−1987, IEEE Standard VHDL Language Reference Manual // IEEE Std 1076/INT-1991, New York: IEEE publication No. SHI4894.
- ГОСТ P50 754−95. Язык описания цифровых систем VHDL. М.: Госстандарт, 1995.
- Бибило П.Н. Основы языка VHDL. Москва2000, изд."Солон-Р", 2000.
- Configurable Logic Design and Application Book. Atmel, 1999.
- Internet-издание книги: Lehmann G., Wunder В., Selz M. Schaltungsdesign in VHDL, Karlsruhe-Erlangen, 1994.
- Волков A.H., Руфицкий M.B. Проектирование электронных средств на основе программируемых логических интегральных схем: классификация, технология изготовления, маршрут проектирования. -Владимир: ВлГУ, 2002. -112 с.
- Схема электрическая принципиальная макетного образца
- ФРАГМЕНТЫ ПРОГРАММЫ АДКП НА MATLAB. function imlclc-1.= imread ('plan.png')-1.= im2double (I)-1. N = 256−1. T = dctmtx (N) —
- PSNR1 = 10*logl0((65 025*al*a2)/w2)imshow (I), figure, imshow (I2) imwrite (I2,'varl .bmp') — imshow (I2), figure, imshow (D2) imwrite (D2,'varln.bmp')-1. T3 = dctmtx (8) —
- NB3 = blkproc (B3,8 8.,'Pl.*x', mask2)-13 =blkproc (NB3,8 8.,'P1 *x*P2', T3', T3)-1. D3=I-I3−1. C2 = max (D3)-1. MAX2 = max (C2)a3 = size (D3,l)-a4 = size (D3,2)-1. DA3 = D3. A2−1. E3 = sum (DA3)-w3 = sum (E3) —
- RMS2 = sqrt (sum (w3)/(a3 *a4)) PSNR2 = 10*logl0((65 025*a3*a4)/w3)imshow (D2), figure, imshow (I3) imwrite (I3,'var2.bmp') — imshow (I3), figure, imshow (D3) imwrite (D3,'var2n.bmp') —
- ФРАГМЕНТЫ ПРОГРАММЫ ДКП НА ЯЗЫКЕ VHDL.1. Для N=8 library IEEE-use IEEE. stdlogicl 164. all- use IEEE.stdlogicarith.all- entity dct8 isport (clk, reset, start: in stdlogic-
- IN STD LOGIC —: IN STD LOGIC —
- OUT STDLOGICVECTOR (2 DOWNTO 0) end component- component dctmul port (dataa datab result
- OUT STD LOGIC VECTOR (3 DOWNTO 0) mulend component component dct: port (dataa datab result)-end component- component dctcosl6 port (
- STD LOGIC VECTOR (11 DOWNTO 0) — IN STD LOGIC VECTOR (11 DOWNTO 0) — IN STD LOGIC-
- OUT STD LOGIC VECTOR (11 DOWNTO 0)1. STD LOGIC- IN STD LOGIC-
- Поз. обозн. Наименование Кол. Примечание1. Конденсаторы 1. С1 SR16−470 мкФ 11. SR16−100 мкФ 11. SR16−47 мкФ 21. Чип 0805 NPO 30pF ± 5% 101. Чип 0805 Y5V 0.1 OuF 401. Микросхемы
- DA1 КР142ЕН5А 1 7805 (ТО-220)1.2937ET-2.5 1 (Т0−220)1.3940IT-3.3 1 (Т0−220)
- DDI EP1K100QC208−3 1 (PQFP)1. ATmega8L-8PI (DIP)1. AT45DB081B-RC 1 (SOIC)
- AS4LC256K16E0−60JC 1 (SOJ)1. SN74HC244DW 1 (SOIC)1. SN74HC245DW 1 (SOIC)
- HG1 Индикатор светодиодный SA05 1
- Индикатор ЖК WH0802A 1 LM2465 (LM2070)1. Резисторы
- R1 Чип 0805 100 Ом ± 5% 20 RC-05−101JT
- Чип 0805 470 Ом ± 5% 10 RC-05−471JT
- Чип 0805 1 кОм ± 5% 10 RC-05−102JT
- Резисторная сборка HP 1−4-9 2.2 кОм 2 RA-A10−222J
- Резисторная сборка HP 1−4-9 470 Ом 1 RA-A10−471J
- Резисторная сборка HP 1−4-9 10 кОм 2 RA-A 10−103 J1. Подстроенный резистор 1
- Поз. обозн. Наименование Кол. Примечание