Abstract
This paper presents an efficient image compression method for memory reduction in multimedia processor which can be simply implemented in hardware and provides high performance. The multimedia processor, which includes processing of high-resolution images and videos, requires large memories: they are external frame memories to store frames and internal line memories for implementing some linear filters. If we can reduce those memories by adopting a simple compression method in multimedia processor, it will strengthen its cost competitiveness. There exist many standards for efficiently compressing images and videos. However, those standards are too complex for our purpose and most of them are 2-D block-based methods, which do not support raster scanned input and output. In this paper, we propose a low-complexity compression method which has good performance, can be implemented with simple hardware logic, and supports raster scan. We have adopted 1${\times}$8 Hadamard transform for simple implementation in hardware and compression efficiency. After analyzing the coefficients, we applied an adaptive thresholding and quantization. We provide some simulation results to analyze its performance and compare with the existing methods. We also provide its hardware implementation results and discuss about cost reduction effects when applied in implementing a multimedia processor.
본 논문은 최근 많은 관심이 되고 있는 멀티미디어 프로세서 구현에 사용되는 메모리를 줄일 수 있는 성능이 우수하면서 하드웨어적으로 쉽게 구현이 가능한 영상 압축 알고리즘을 제안한다. 특히 고화질 영상을 처리하는 멀티미디어 프로세서는 영상 프레임을 저장하기 위하여 외부에 많은 양의 프레임 메모리를 사용하며, 또한 대부분의 프로세서에서 저 대역 필터와 같은 선형 필터를 구현하기 위하여 많은 양의 라인 메모리를 프로세서 안에 포함한다 이러한 메모리들은 멀티미디어 프로세서를 구현하는데 있어서 많은 비중을 차지하기 때문에, 만약 화질의 손상이 없으면서 이러한 메모리를 대폭 줄일 수 있다면 프로세서의 경쟁력을 높일 수가 있다. 기존의 JPEG과 같은 표준 압축 방법은 2차원 블록 단위로 처리하고 구현하기에 복잡하기 때문에 멀티미디어 프로세서에서 요구하는 래스터 스캔 입출력을 갖는 용도에는 적합하지가 않다. 본 논문에서는 래스터 스캔의 입출력을 위해 1${\times}$8 블록 단위로 처리하고 하드웨어적으로 쉽게 구현하고 압축 효율을 높이기 위해 Hadamard 변환을 이용하고, 변환된 계수의 특성을 분석하여 그에 따라 적응적으로 thresholding을 적용한 후 양자화를 하였다. 모의실험을 통해 메모리를 반으로 줄였을 때 기존의 압축 방법과 성능을 비교하였으며, 하드웨어의 구현을 통해 멀티미디어 프로세서를 구현하는데 있어서 어느 정도 경쟁력을 높일 수 있는 지를 분석하였다.
