Параунитарные банки фильтров на основе умножителей кватернионов для трансформационного кодирования изображений в ограничениях арифметики с фиксированной запятой

Abstract

Разработаны методы блочной лестничной схемной факторизации передаточных матриц Q-ПУБФ и операторов умножения кватернионов на основе 2D CORDIC-алгоритма и модулей распределенной арифметики как обратимых преобразователей, характеризующиеся тем, что округление как лестничных коэффициентов, так и результатов умножения не влияет на обратимость преобразования, а число операций округления почти в 3 раза меньше по сравнению со стандартной факторизацией, что соответствует необходимым условиям трансформационного кодирования изображений по схеме L2L. Реализована программируемая система FPSoC-P2EQ-PUFB трансформационного кодирования цифровых изображений по схеме L2L на кристалле ПЛИС Xilinx Zynq, ядром которой является параллельно-поточный процессор “16in-16out” (P2E Q-PUFB) 2D преобразования Q-ПУБФ. В режиме кодирования lossless цифровых изображений исходное и реконструированное изображения идентичны, по объективному показателю PSNR результаты сжатия 1 : 32, 1 : 16, 1 : 8, в режиме lossy сопоставимы с альтернативными преобразованиями, а для изображений с относительно сильными высокочастотными компонентами преобразование Q-ПУБФ имеет выше эффективность.