Опубликовано в журнале "Программные системы и вычислительные методы" в № 3 за 2016 год в рубрике "Компьютерная графика, обработка изображений и распознавание образов" на страницах 287-298.

Аннотация: Предметом данной работы является разработка алгоритма быстрого обратного дискретного преобразования размера 8х8 стандарта кодирования видео ITU-T H265 (HEVC). Рассматриваются отличия в структуре матрицы обратного преобразования от матрицы обратного дискретного косинусного преобразования, а также подходы, которые могут быть применены для факторизации упомянутой матрицы. Даётся оценка числа операций, необходимых для выполнения преобразования и проводится численный эксперимент для проверки эффективности разработанного алгоритма с точки зрения скорости его исполнения на центральном процессоре (CPU). Метод проведения работы – теоретическое исследование с последующим проведением численного эксперимента со сбором интересующей информации и анализом результатов. Для проведения численного эксперимента была написана программа на языке Си, реализующая стандартный алгоритм обратного преобразования (непосредственное перемножение матрицы преобразования и вектора коэффициентов) и предлагаемый быстрый алгоритм обратного преобразования, разработанный в теоретической части данной работы. Проведено сравнение результатов производительности. Новизна работы заключается в том, что в ней предложен ранее неизвестный алгоритм быстрого обратного преобразования 8х8 стандарта HEVC и схема факторизации матрицы преобразования. По сравнению с предшествующими работами, предложенный алгоритм требует меньшего числа арифметических операций, а значит, может быть исполнен за меньшее время. В данной статье были сделаны выводы относительно возможности реализации быстрого обратного преобразования стандарта HEVC, предложена схема факторизации матрицы указанного преобразования размера 8х8 и разработан быстрый алгоритм обратного преобразования на основе найденной схемы факторизации.

Ключевые слова: HEVC, быстрый алгоритм, факторизация матрицы, обратное дискретное преобразование, сжатие видео, кодек, сжатие с потерями, анализ алгоритма, программный кодек, аппаратный кодек

DOI: 10.7256/2305-6061.2016.3.19558

Статья опубликована с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) – Лицензия «С указанием авторства – Некоммерческая».

Библиография:
Ma T., Liu C., Yibo F., Zeng X. A fast 8x8 IDCT algorithm for HEVC // В кн.: IEEE ASIC (ASICON). 2013. С. 203-208.
Cooley J.W., Tukey J.W. An Algorithm for the Machine Calculation of Complex Fourier Series // Mathematics of Computation. 1965. № 90. С. 297-301.
Блейхут Р. Быстрые алгоритмы цифровой обработки сигналов. М.: Мир, 1989. 448 с.
Chen W.-H., Harrison-Smith C., Fralick S. C. A Fast Computational Algorithm for the Discrete Cosine Transform // IEEE transactions on communications. 1977. № 9. С. 1004-1009.
Winken M., Helle P., Marpe D., Schwarz H., Wiegand T. Transform coding in the HEVC test model // В кн.: IEEE International Conference on Image Processing. 2011. С. 3693–3696.
Park J.-S., Nam W.-J., Han S.-M., Lee S. 2-D Large Inverse Transform (16x16, 32x32) for HEVC (High Efficiency Video Coding) // Journal of semiconductor technology and science. 2012. № 12. С. 204-208.
Hung C.-Y., Landman P. Compact inverse discrete cosine transform circuit for MPEG video decoding // В кн.: IEEE SIPS. 1997. С. 364–373.
Budagavi M., Fuldseth A., Bjøntegaard G., Sze V., Sadafale M. Core Transform Design in the High Efficiency Video Coding (HEVC) Standard // IEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing. 2013. № 6. С. 1029-1041.
Belghith F., Loukil H., Masmoudi N. Efficient Hardware Architecture of a Modified 2‐D Transform for the HEVC Standard // International Journal of Computer Science and Application. 2013. № 4. С. 59-69.
Budagavi M,, Sze V. Unified forward+inverse transform architecture for HEVC // В кн.: IEEE International Conference on Image Processing. 2012. С. 209-212.

Правильная ссылка на статью:
просто выделите текст ссылки и скопируйте в буфер обмена
Арзуманян Р.В., Сухинов А.И. Факторизация матрицы обратного дискретного преобразования 8х8 стандарта кодирования видео HEVC и быстрый алгоритм на её основе.. // Программные системы и вычислительные методы. - 2016. - № 3. - C. 287-298. DOI: 10.7256/2305-6061.2016.3.19558