Journal of the Institute of Convergence Signal Processing (융합신호처리학회논문지)

The Korea Institute of Convergence Signal Processing (한국융합신호처리학회)
권호 표지

Hardware Implementation of EBCOT TIER-1 for JPEG2000 Encoder

JPEG2000 Encoder를 위한 EBCOT Tier-1의 하드웨어 구현

  • Received : 2009.03.18
  • Accepted : 2010.04.29
  • Published : 2010.04.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

This paper presents the implementation of a EBCOT TIER-1 for JPEG2000 Encoder. JPEG2000 is new standard for the compression of still image for overcome the artifact of JPEG. JPEG2000 standard is based on DWT(Discrete Wavelet Transform) and EBCOT Entropy coding technology. EBCOT(Embedded block coding with optimized truncation) is the most important technology that is compressed the image data in the JPEG2000. However, EBCOT has the artifact because the operations are bit-level processing and occupy the harf of the computation time of JPEG2000 Compression. Therefore, in this paper, we present modified context extraction method for enhance EBCOT computational efficiency and implemented MQ- Coder as arithmetic coder. The proposed system is implemented by Verilog-HDL, under the condition of TSMC 0.25um ASIC library, gate counts are 30,511EA and satisfied the 50MHz operating condition.

본 논문은 JPEG2000 Encoder를 위한 EBCOT Tier-1의 하드웨어 구현에 관한 것이다. 2000년대 초반, JPEG의 단점을 극복하기 위해 차세대 정지영상 압축 표준으로 등장한 것이 JPEG2000이다. JPEG2000 표준은 DWT(Discrete Wavelet Transform)과 EBCOT Entropy coding 기술을 기반으로 하고 있다. 이 중 EBCOT(Embedded block coding with optimized truncation)은 JPEG2000 표준에서 실제 압축을 수행하는 가장 중요한 기술 중 하나이다. 하지만 EBCOT는 Bit-level 처리를 하기 때문에 JPEG2000 압축 과정 중 절반 정도의 연산 시간을 차지하는 단점을 가지고 있다. 그래서 이에 본 논문은 EBCOT 연산의 효율성을 높이기 위해 수정된 Context 추출 방법과 산술 부호화기 MQ- Coder를 하드웨어 구현하였다. 제안된 시스템은 Verilog-HDL로 구현되었으며 TSMC 0.25um ASIC 라이브러리로 합성한 결과, 게이트 카운트는 30,511개로 구현되었으며, 50MHz의 동작 조건을 만족한다.

Keywords

References

  1. 김진만, 주동현, 김두영 "임베디드 시스템의 영상압축을 위한 분할정렬 알고리즘의 개선", 한국신호처리시스템학회 논문지, 제6권 3호, pp. 321-328, 2005.7
  2. K. Andra, C. Chakravarti and T. Achiarya, "A high-performance JPEG2000 Architecture." IEEE Transaction on Circuits and Systems for Video Technology, Vol.13, No. 3, pp. 209-218, March 2003. https://doi.org/10.1109/TCSVT.2003.809834
  3. C. Lian, K. Chen, H. Chen and L. Chen, "Analysis and Architecture Design of Block-Coding Engine for EBCOT in JPEG2000," IEEE Transaction on Circuits and Systems for Video Technology, Vol.13, No. 3, pp. 219-230, March 2003. https://doi.org/10.1109/TCSVT.2003.809833
  4. ITU-R T.800, Information technology - JPEG2000 Image coding system : Core Coding System,: 2002
  5. D. Taubman, ""High performance scalable image compression with EBCOT,"" IEEE Transaction on Image Processing, vol. 9, pp. 1158-1170, July 2000 https://doi.org/10.1109/83.847830
  6. M Lee, J. Kim and B. Kang, "Hardware Implementation of EBCOT coder with ISO/IEC 15444-1 JPEG2000 standard", IT-SoC 2005 Conference, pp. 675-678, March 2003.
  7. IDEC, JPEG2000 정지영상 압축부호화 표준의 이해, 2002.
  8. 이성목, 송진근, 하주영, 이민우, 강봉순 "고해상도 정지영상 압축을 위한 효율적인 JPEG2000용 Context 추출 연구", 한국해양정보통신학회 추계학술대회 논문집, pp.97-100, 2007.10.
  9. 이성목, 조성대, 이민우, 강봉순, "고해상도 JPEG2000 Hardwired Encoder를 위한 EBCOT Tier-1 Coder의 구현", 한국신호처리시스템학회 하계학술대회 논문집, pp.161-164, 2008.6.
  10. 이성목, 조성대, 강봉순, "JPEG2000 Hardwired Encoder를 위한 칼라 2D DWT Processor의 구현," 한국신호처리시스템학회논문지, 제9권 4호, pp. 321-328,2008.10
  11. 장원우, 조성대, 강봉순, "JPEG2000을 위한 Tiling 시스템의 구현," 한국신호처리시스템학회 논문지, 제9권 3호, pp. 201-207, 2008.7.
  12. H. C. Fang, T. C.Wang, C. J. Lian, T. H. Chang, and L. C. Chen, "High speed memory efficient EBCOT architecture for JPEG2000," in Proc. IEEE International Symposium Circuits and System pp. 736-739, May 2003.
  13. Y. Zhang, C. Xu, W. Wang, L. Chen, "Performance Analysis and Architecture Design for Parallel EBCOT Encoder of JPEG2000," IEEE Transaction on Circuits and Systems for Video Technology, Vol.17, No. 10, pp. 1336-1347, March 2003.