A fast DCT algorithm with reduced propagation error in the fixed-point compuitation

고정 소수점 연산시 오차의 전파를 줄이는 고속 이산 여현 변환 알고리즘

  • 정연식 (연세대학교 전자공학과) ;
  • 이임건 (대우전자 디지털 TV 연구소) ;
  • 최영호 (연세대학교 전자공학과) ;
  • 박규태 (연세대학교 전자공학과)
  • Published : 1998.09.01

Abstract

Discrete cosine transform (DCT) has wide applications in speech and image coding. In this paper, we propose a novel fast dCT scheme with the property of reduced multiplication stages and the smaller number of additions and multiplications. This exploits the symmetry property of the DCT kernel to decompose the N-point dCT to N/2 point, and can be generally applied recursively to $2^{m}$-point. The proposed algorithm has a structure that most of multiplications tend to be performed at final stage, and this reduces propagation of truncation error which could occur in the fixed-point computation. Also the minimization of the multiplication stages further decreases the error.

이산 여현 변환(Discrete Cosine Transform: DCT)은 음성 및 영상 신호의 압축에 광범위하게 응용되고 있다. 본 논문에서는 $2^{m}$-포인트의 일반적인 경우로 확장이 가능한 새로운 고속 DCT 알고리즘과 구조를 제안한다. 제안한 알고리즘은 커널의 대칭성을 이용하여 N-포인트의 DCT를 N/2-포인트의 DCT로 나누어 처리하며 이를 재귀적으로 적용해 나간다. 제안한 알고리즘은 적은 덧셈 및 곱셈 연산을 통해 변환을 수행하며, 변환을 위해 통과해야 하는 곱셈 연산단의 수가 적고 대부분의 곱셈 연산이 흐름도상의 후반부에서 일괄적으로 수행되므로 고정 소수점 연산시에 발생할 수 있는 오차의 전파를 줄일 수 있다.

Keywords

References

  1. Multiresolution Signal Decomposition A. N. Akansu;R. A. Haddad
  2. Discrete Consine Transform - Algorithms, Advantages, Applications K. R. Rao;P. Yip
  3. IEE Trans. Signal Processing v.39 no.2 A new two-dimensional fast cosine transform algorithm S. C. Chan;K. L. Ho
  4. IEEE Trans. Acoustics, Speech, and Signal Processing v.ASSP-28 A fast cosine transform in one and two dimensions J. Makhoul
  5. IEEE Trans. Comput. v.C-23 Discrete cosine transform N. Ahmed;t. Natarajan;K. R. Rao
  6. IEEE Trans. Acoustics, Speech, and Signal Processing v.ASSP-32 no.6 A new algrithm to compute the discrete cosine tranform B. G. Lee
  7. IEEE Trans. Acoustics, Speech, and Signal Processing v.ASSP-35 no.10 A fast recursive algorithm for computing the discrete cosine transform H. S. Hou
  8. IEEE Trans. Signal Processing v.42 no.7 Restructured recursive DCT and DST algorithms P. Lee;F. Huang
  9. IEEE TENCON-Digital Signal Processing Applications A fast algorithm suitable for DCT implementation with integer multiplication Y. Jeong;I. Lee;T. Yun;G. Park;K. T. Park