5 - Conception d'un composant matériel réutilisable flexible pour la transformation en ondelettes 2D

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Pour citer ce document :
URI: http://hdl.handle.net/2042/2250
Title: 5 - Conception d'un composant matériel réutilisable flexible pour la transformation en ondelettes 2D
Author: SAVATON (G.); CASSEAU (E.); MARTIN (E.); LAMBERT-NEBOUT (C.)
Abstract: Dans cet article, nous nous intéressons à l'implantation matérielle de la transformation en ondelettes discrète 2D sous forme d'un composant réutilisable flexible. Ce composant, compatible avec le standard JPEG2000, est destiné à être intégré dans une variété d'applications embarquées de compression d'images. Une méthodologie de conception originale reposant sur les nouveaux outils de synthèse de haut niveau nous a permis d'atteindre un degré élevé de flexibilité dans la spécification et la synthèse de ce composant. Celle-ci autorise en effet la personnalisation de paramètres fonctionnels (choix du banc de filtres lifting, nombre de niveaux de décomposition), de contraintes de communication (ordre de parcours des pixels de l'image, date de lecture/écriture des données) et de contraintes de performances (vitesse de traitement, parallélisme de calcul) qui facilitent ainsi sa réutilisation dans différentes applications et environnements d'intégration. Dans cet article, nous dressons tout d'abord un état de l'art des nouvelles approches en conception de systèmes intégrés. Nous rappelons brièvement les bases théoriques de la transformation en ondelettes discrète et nous présentons les approches classiques pour son implantation sous forme d'architectures VLSI. Après avoir présenté les principes de notre méthodologie de conception, nous déclinons ses étapes successives, de l'algorithme aux architectures, dans le cas de la transformation en ondelettes 2D utilisant le Lifting Scheme. Nous concluons par des résultats de synthèse démontrant l'efficacité de la démarche suivie en termes de flexibilité de la spécification obtenue.
Description: This paper deals with the implementation of the 2D discrete wavelet transform in the form of a reusable, flexible hardware component. This component is compliant with the JPEG2000 standard and targets a variety of embedded imaging applications. A novel design methodology based on the emerging high-level synthesis tools allowed us to achieve a high degree of flexibility in the specification and synthesis of this component. Customization of functional parameters is supported (choice of the lifting-based filter bank, number of decomposition levels) as well as communication constraints (pixel ordering and I/O scheduling) and performance constraints (computation speed and parallelism), facilitating reuse in various applications and integration environments. In this paper, we first provide a summary of the recent trends in embedded system design. Then the theoretical bases of the discrete wavelet transform and the classical approaches for implementing it in hardware are briefly presented. After presenting the principles of our design methodology, we detail the successive design stages, from the algorithm to the architectures, in the case of the 2D lifting-based discrete wavelet transform. We conclude with synthesis results demonstrating the effectiveness of our approach for designing highly flexible hardware components.
Subject: Transformation ondelette discrète; Circuit intégré; Compression image; Synthèse haut niveau; Flexibilité; Spécification; Personnalisation; Banc filtre; Ecriture; Réutilisation; Etat actuel; Conception circuit; Algorithme; Adéquation algorithme architecture; Traitement signal; Traitement image
Publisher: GRETSI, Saint Martin d'Hères, France
Date: 2004

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