High Performance Multi-Standard Architecture for DCT Computation in H.264/AVC High Profile and HEVC Codecs

A new high performance architecture for the computation of all the DCT operations adopted in the H.264/AVC and HEVC standards is proposed in this paper. Contrasting to other dedicated transform cores, the presented multi-standard transform architecture is supported on a completely configurable, scalable and unified structure, that is able to compute not only the forward and the inverse 8×8 and 4×4 integer DCTs and the 4×4 and 2×2 Hadamard transforms defined in the H.264/AVC standard, but also the 4×4, 8×8, 16×16 and 32×32 integer transforms adopted in HEVC. Experimental results obtained using a Xilinx Virtex-7 FPGA demonstrated the superior performance and hardware efficiency levels provided by the proposed structure, which outperforms its more prominent related designs by at least 1.8 times. When integrated in a multi-core embedded system, this architecture allows the computation, in real-time, of all the transforms mentioned above for resolutions as high as the 8k Ultra High Definition Television (UHDTV) (7680×4320 @ 30fps).

Many-core approach to 2D-DCT calculation using an FPGA

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia de Electrónica e Telecomunicações

Como implementar en DCT-3 producto de una planta manufacturera la administración total de calidad con enfoque en la reducción de desperdicios

Tesis (Maestro en Ciencias de la Administracion con Especialidad en Producción y Calidad) - U.A.N.L., 2001

Predictive-DCT Coding for 3D Mesh Sequences Compression

This paper proposes a new compression algorithm for dynamic 3d meshes. In such a sequence of meshes, neighboring vertices have a strong tendency to behave similarly and the degree of dependencies between their locations in two successive frames is very large which can be efficiently exploited using a combination of Predictive and DCT coders (PDCT). Our strategy gathers mesh vertices of similar motions into clusters, establish a local coordinate frame (LCF) for each cluster and encodes frame by frame and each cluster separately. The vertices of each cluster have small variation over a time relative to the LCF. Therefore, the location of each new vertex is well predicted from its location in the previous frame relative to the LCF of its cluster. The difference between the original and the predicted local coordinates are then transformed into frequency domain using DCT. The resulting DCT coefficients are quantized and compressed with entropy coding. The original sequence of meshes can be reconstructed from only a few non-zero DCT coefficients without significant loss in visual quality. Experimental results show that our strategy outperforms or comes close to other coders.

Classification of interstitial lung disease patterns using local DCT features and random forest.

Over the last decade, a plethora of computer-aided diagnosis (CAD) systems have been proposed aiming to improve the accuracy of the physicians in the diagnosis of interstitial lung diseases (ILD). In this study, we propose a scheme for the classification of HRCT image patches with ILD abnormalities as a basic component towards the quantification of the various ILD patterns in the lung. The feature extraction method relies on local spectral analysis using a DCT-based filter bank. After convolving the image with the filter bank, q-quantiles are computed for describing the distribution of local frequencies that characterize image texture. Then, the gray-level histogram values of the original image are added forming the final feature vector. The classification of the already described patches is done by a random forest (RF) classifier. The experimental results prove the superior performance and efficiency of the proposed approach compared against the state-of-the-art.

The DLMT. An alternative to the DCT

In the last recent years, with the popularity of image compression techniques, many architectures have been proposed. Those have been generally based on the Forward and Inverse Discrete Cosine Transform (FDCT, IDCT). Alternatively, compression schemes based on discrete “wavelets” transform (DWT), used, both, in JPEG2000 coding standard and in the next H264-SVC (Scalable Video Coding), do not need to divide the image into non-overlapping blocks or macroblocks. This paper discusses the DLMT (Discrete Lopez-Moreno Transform). It proposes a new scheme intermediate between the DCT and the DWT (Discrete Wavelet Transform). The DLMT is computationally very similar to the DCT and uses quasi-sinusoidal functions, so the emergence of artifact blocks and their effects have a relative low importance. The use of quasi-sinusoidal functions has allowed achieving a multiresolution control quite close to that obtained by a DWT, but without increasing the computational complexity of the transformation. The DLMT can also be applied over a whole image, but this does not involve increasing computational complexity. Simulation results in MATLAB show that the proposed DLMT has significant performance benefits and improvements comparing with the DCT

Diseño e igualación de canal en sistemas multiportadora basados en la DCT-III

Análisis matemático e implementación de la transformada del coseno tipo 3 para transmisión de señales mediante sistemas multiportadora

DCT Type-III for Multicarrier Modulation

In this paper we propose the use of Discrete Cosine Transform Type-III (DCT3) for multicarrier modulation. There are two DCT3 (even and odd) and, for each of them, we derive the expressions for both prefix and suffix to be appended into each data symbol to be transmitted. Moreover, DCT3 are closely related to the corresponding inverse DCT Type-II even and odd. Furthermore, we give explicit expressions for the 1-tap per subcarrier equalizers that must be implemented at the receiver to perform the channel equalization in the frequency-domain. As a result, the proposed DCT3-based multicarrier modulator can be used as an alternative to DFT-based systems to perform Orthogonal Frequency-Division Multiplexing or Discrete Multitone Modulation

The DLMT hardware implementation. A comparative study with the DCT and the DWT

In the last recent years, with the popularity of image compression techniques, many architectures have been proposed. Those have been generally based on the Forward and Inverse Discrete Cosine Transform (FDCT, IDCT). Alternatively, compression schemes based on discrete "wavelets" transform (DWT), used, both, in JPEG2000 coding standard and in H264-SVC (Scalable Video Coding) standard, do not need to divide the image into non-overlapping blocks or macroblocks. This paper discusses the DLMT (Discrete Lopez-Moreno Transform) hardware implementation. It proposes a new scheme intermediate between the DCT and the DWT, comparing results of the most relevant proposed architectures for benchmarking. The DLMT can also be applied over a whole image, but this does not involve increasing computational complexity. FPGA implementation results show that the proposed DLMT has significant performance benefits and improvements comparing with the DCT and the DWT and consequently it is very suitable for implementation on WSN (Wireless Sensor Network) applications.

Multiplierless DCT Algorithm for Image Compression Applications

This paper presents a novel error-free (infinite-precision) architecture for the fast implementation of 8x8 2-D Discrete Cosine Transform. The architecture uses a new algebraic integer encoding of a 1-D radix-8 DCT that allows the separable computation of a 2-D 8x8 DCT without any intermediate number representation conversions. This is a considerable improvement on previously introduced algebraic integer encoding techniques to compute both DCT and IDCT which eliminates the requirements to approximate the transformation matrix ele- ments by obtaining their exact representations and hence mapping the transcendental functions without any errors. Apart from the multiplication-free nature, this new mapping scheme fits to this algorithm, eliminating any computational or quantization errors and resulting short-word-length and high-speed-design.

Crescimento, composição corporal e performance motora em crianças e adolescentes de 7 a 14 anos provenientes de familias de baixo nivel socio-economico e participantes do projeto esporte solidario, São Luis - MA

Universidade Estadual de Campinas . Faculdade de Educação Física

Antropometria de idosos residentes no município de Joinville-SC, Brasil

Objetivo: Fornecer dados antropométricos de idosos residentes na área urbana do município de Joinville, SC. Metodologia: Foram analisados 218 idosos com idade igual ou superior a 60 anos, de ambos os sexos, não institucionalizados e residentes na área urbana da cidade de Joinville-SC, no ano de 2002. Os idosos foram apresentados segundo sexo e grupo etário: 60-69 anos, 70-79 anos e 80 e mais. As variáveis antropométricas foram apresentadas sob a forma de média, desvio-padrão e percentil (P5, P10, P25, P50, P75, P90 e P95). Resultados: Dos 218 idosos, 130 (59,6%) foram mulheres e 88 (40,4%) homens. Apesar de os valores médios da maioria das variáveis investigadas sugerirem uma tendência a diminuir com o aumento da idade, não houve diferença estatisticamente significativa dos valores médios entre os grupos etários para ambos os sexos (p>0,05). Quando comparados por sexo, os valores médios de IMC, CQ e DCT das mulheres foram significativamente superiores aos dos homens. Estes, em contrapartida, apresentaram valor médio da CC significativamente superior ao das mulheres (p<0,05). Conclusão: A maioria dos estudos realizados com idosos em outros países tem investigado esta categoria considerando pessoas com idade igual ou superior a 65 anos, o que dificulta a comparação com os dados brasileiros. Somado a outros estudos realizados com idosos no Brasil, os dados obtidos neste estudo podem contribuir para a construção de um padrão antropométrico da população idosa brasileira, ainda inexistente no país

Avaliação do estado nutricional dos idosos residentes em Fortaleza/CE: o uso de diferentes indicadores antropométricos

O objetivo deste estudo foi avaliar, utilizando diferentes indicadores antropométricos, o estado nutricional dos idosos de Fortaleza. Este estudo é de base populacional, do tipo transversal, com coleta de dados primários. As variáveis antropométricas analisadas foram: índice de massa corporal (IMC), dobra cutânea tricipital (DCT) e circunferência muscular do braço (CMB). O estado nutricional foi definido a partir dos diagnósticos obtidos com a análise das variáveis antropométricas: eutrófico (idoso, no qual as três variáveis antropométricas (IMC, DCT e CMB), simultaneamente, indicassem o estado de eutrofia, segundo os padrões adotados) e não eutrófico (demais idosos). Foram selecionados 385 domicílios para comporem a amostra deste estudo, nos quais foram entrevistados 483 idosos (68% mulheres). Quanto ao IMC, 47,3% do total de idosos foram considerados eutróficos. As mulheres apresentaram maior proporção de valores de IMC excessivo (21,9%), quando comparadas aos homens (13,5%). Foi verificada associação estatisticamente significativa entre adequação de IMC e sexo. Os valores de DCT mostraram que 54,4% do total de idosos eram eutróficos. Não houve associação estatisticamente significativa entre a adequação da DCT e sexo. Quanto à CMB, os homens apresentaram maior prevalência de desnutrição (66,5%), quando comparados às mulheres (40,6%). Foi verificada associação estatisticamente significativa entre adequação da CMB e sexo. Ao verificar o estado nutricional por meio das variáveis antropométricas, observou-se que 83,9% dos homens foram considerados não eutróficos, assim como maior parte das mulheres (74,2%). Foi observada associação estatisticamente significativa entre estado nutricional e sexo. Os idosos de Fortaleza apresentam estado nutricional vulnerável, visto as prevalências de não eutróficos

Choroidal expansion during the water drinking test

To evaluate the correlation between intraocular pressure (IOP) rise, ocular pulse amplitude (OPA), and choroidal thickness (ChT) during the water drinking test (WDT). Primary open-angle glaucoma (POAG) patients were submitted to the WDT followed by serial IOP measurements using dynamic contour tonometry (DCT), Goldman tonometry (GAT), and ChT measurements using ultrasonographic A and B-scan (USG). A control group not submitted to the test was also evaluated using DCT, GAT, and USG. Intraclass correlation coefficient (ICC) was calculated in the control group in order to assess the reproducibility of measurements. Spearman`s coefficient (rho) was used to assess the correlation between the variables. Thirty eyes were included in the study. There was a significant IOP rise during the WDT using both GAT and DCT (p < 0.001). The OPA and ChT measurements also increased significantly (p < 0.001). Spearman`s correlation between the OPA values and ChT measurements was significant and moderate (rho = 0.40, p = 0.005). The average increase of OPA and ChT measurements occurred 15 min before the IOP rise. There was a significant increase of OPA and ChT measurements followed by an IOP rise during the WDT. Increased choroidal volume due to hemodynamic forces may be enrolled in the mechanism of IOP elevation during this stress test.

Codificador JPEG baseado em FPGA

O presente trabalho consiste na implementação em hardware de unidades funcionais dedicadas e optimizadas, para a realização das operações de codificação e descodificação, definidas na norma de codificação com perda Joint Photographic Experts Group (JPEG), ITU-T T.81 ISO/IEC 10918-1. Realiza-se um estudo sobre esta norma de forma a caracterizar os seus principais blocos funcionais. A finalidade deste estudo foca-se na pesquisa e na proposta de optimizações, de forma a minimizar o hardware necessário para a realização de cada bloco, de modo a que o sistema realizado obtenha taxas de compressão elevadas, minimizando a distorção obtida. A redução de hardware de cada sistema, codificador e descodificador, é conseguida à custa da manipulação das equações dos blocos Forward Discrete Cosine Transform (FDCT) e Quantificação (Q) e dos blocos Forward Discrete Cosine Transform (IDCT) e Quantificação Inversa (IQ). Com as conclusões retiradas do estudo e através da análise de estruturas conhecidas, descreveu-se cada bloco em Very-High-Speed Integrated Circuits (VHSIC) Hardware Description Language (VHDL) e fez-se a sua síntese em Field Programmable Gate Array (FPGA). Cada sistema implementado recorre à execução de cada bloco em paralelo de forma a optimizar a codificação/descodificação. Assim, para o sistema codificador, será realizada a operação da FDCT e Quantificação sobre duas matrizes diferentes e em simultâneo. O mesmo sucede para o sistema descodificador, composto pelos blocos Quantificação Inversa e IDCT. A validação de cada bloco sintetizado é executada com recurso a vectores de teste obtidos através do estudo efectuado. Após a integração de cada bloco, verificou-se que, para imagens greyscale de referência com resolução de 256 linhas por 256 colunas, é necessário 820,5 μs para a codificação de uma imagem e 830,5 μs para a descodificação da mesma. Considerando uma frequência de trabalho de 100 MHz, processam-se aproximadamente 1200 imagens por segundo.