Optimisation de l'algorithme de décompression de flux 3R

Magazine
Marque
Open Silicium
Numéro
17
Mois de parution
janvier 2016
Domaines


Résumé
L'algorithme de compression « 3R » (Recursive Range Reduction) est loin d'être le meilleur encodeur d'entropie, mais son principe rudimentaire a du bon. L'étape de décompression n'utilise qu'une quantité limitée d'opérateurs très simples, elle est très rapide et surtout elle peut fonctionner en flot quasi continu avec une très faible quantité de mémoire temporaire. Ces propriétés sont cruciales pour transmettre ou stocker des signaux avec des microcontrôleurs ou de la logique câblée. Nous allons examiner l'algorithme naïf de décompression puis linéariser sa structure récursive, dans l'optique de réaliser le décompresseur en matériel. Étonnamment cela améliore aussi la performance de la version logicielle !

« I would like, if I may, to take you on a strange journey ». Plus précisément, je voudrais vous inviter dans un étrange voyage entre le logiciel et le matériel... S'il arrive souvent de coder en C tout en « pensant en assembleur », je vous propose ici l'exercice de coder en JavaScript tout en pensant en VHDL. Évidemment, l'assembleur n'est pas loin non plus, car si nous traitons nos données avec des opérations primitives et soigneusement enchaînées, nous pouvons créer du code machine très efficace.

La destination de ce voyage est un codeur/décodeur d'images aussi rapide et compact que possible, que ce soit en matériel (avec des portes logiques dans un FPGA) ou en logiciel. Le taux de compression est un critère secondaire. Les deux versions sont intimement liées et co-développées afin que des données puissent être codées et décodées aussi bien en matériel qu'en logiciel. Il se trouve que cette approche a permis de déceler des optimisations qui n'auraient...

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