I nte rna t io na l J o urna l o f   Rec o nfig ura ble a nd   E m be dd e d Sy s t e m s   ( I J R E S)   Vo l.  1 5 ,   No .   1 Ma r ch   20 2 6 ,   p p .   68 ~ 77   I SS N:  2089 - 4864 DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j r es . v 1 5 . i 1 . pp 68 - 77           68     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij r es.ia esco r e. co m   F P G A   i m p le m en t a tion o hig h - pe rf o r m a nce  H u ff m a n encoder   for i m a g e  proces s ing  appli ca tions       M a s o o d Ah m a d M a ha m m a d 1 Appa la   Ra j u Uppa la 2 Sh a i k   M a zha H us s a in 3 Anu s ha   M a ro uthu 4   1 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l ,   El e c t r o n i c s ,   a n d   C o mm u n i c a t i o n   En g i n e e r i n g ,   G I TA M   S c h o o l   o f   T e c h n o l o g y ,   G I TA M   D e e me d   t o   b e   U n i v e r si t y ,   H y d e r a b a d ,   I n d i a   2 D e p a r t me n t   o f   El e c t r o n i c s a n d   C o mm u n i c a t i o n   En g i n e e r i n g ,   G e e t h a n j a l i   C o l l e g e   o f   En g i n e e r i n g   a n d   T e c h n o l o g y ,   H y d e r a b a d ,   I n d i a   3 D e p a r t me n t   o f   El e c t r o n i c a n d   C o mm u n i c a t i o n   En g i n e e r i n g ,   M a l l a   R e d d y   ( M R )   ( D e e me d   t o   b e   U n i v e r si t y ) ,   H y d e r a b a d ,   I n d i a   4 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g ,   K o n e r u   L a k sh m a i a h   E d u c a t i o n   F o u n d a t i o n ,   V i j a y a w a d a ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Dec   4 ,   2 0 2 4   R ev i s ed   Dec   2 2 ,   2 0 2 5   A cc ep ted   J an   1 1 ,   2 0 2 6       A n   o p ti m ize d   Hu ffm a n   e n c o d e is  e ss e n ti a in   a ll   a p p l ica ti o n w h e re   it   i s   n e c e ss a r y   to   a c h iev e   th e   b e st  p e rf o r m a n c e ,   su c h   a a u d i o   c o d in g ,   d a ta   e n c r y p ti o n ,   d a ta  c o m p re ss io n ,   a n d   im a g e   p ro c e s sin g   a p p li c a ti o n s.  T h i s   a rti c le  p re se n ts  a   sp a c e - o p ti m iz e d   e n c o d in g   sc h e m e   to   m a x i m i z e   p e rf o r m a n c e   a n d   m in i m ize   late n c y   in   D u a Hu ffm a n   e n c o d in g .   T h e   p ro p o se d   a p p ro a c h   e m p lo y d y n a m ic  tree   se lec ti o n   u si n g   D u a Hu f fm a n   e n c o d in g .   A   D u a Hu f fm a n   c o d e   w it h   d y n a m ic  tree   se lec ti o n   c a n   b e   ru n   in   p a ra ll e to   su p p o rt  h ig h - t h ro u g h p u a p p li c a ti o n s.  T h e   re su lt i n g   d e sig n   o p t im a l ly   c r e a tes   th e   Hu f fm a n   d u a e n c o d i n g .   T h is   c o d e w o rd   tab le  is  b a se d   o n   a   d y n a m ic  tree   g e n e ra ti o n   a n d   se lec ti o n   a lg o rit h m ,   le a d in g   to   a   fa ste e n c o d in g   p r o c e ss   w it h   lo w e late n c y .   T h e   a rc h it e c tu re   w a d e v e lo p e d   u sin g   V iv a d o   X il in x   2 0 2 3 . 2   a n d   tes ted   o n   t h re e   d if f e re n f ield   p ro g ra m m a b le  g a te  a rra y   ( F P G A )   p latf o rm (Z y n q   7 0 4 5 ,   Zy n q   7 1 0 0 ,   a n d   Kria   K V 2 6 0   A V isi o n   b o a rd ).   A   p e rf o r m a n c e   c o m p a riso n   b e tw e e n   d e v ice d e m o n stra tes   th a th e   Kr ia  KV 2 6 0   h a d   t h e   l o w e st  late n c y   (1 0 0   n s),   a o p p o se d   t o   t h e   Zy n c   7 0 4 5   a n d   Zy n q   7 1 0 0 ,   w h ich   h a d   late n c ies   o f   2 0 0   n a n d   1 5 0   n s,  re sp e c ti v e ly .   T h e se   re su lt e lu c id a te  t h e   sc a lab il it y   o f   th e   a rc h it e c tu re   a n d   it su it a b il i ty   f o re a l - ti m e   im a g e   c o m p re ss io n .   W h e n   im p lem e n ted   o n   t h e   Kria   K V 2 6 0 ,   th e   d y n a m ic  tree   se lec ti o n - b a se d   D u a Hu f fm a n   e n c o d e is  c a p a b le  o f   f a st,  p a ra l lel  ima g e   c o m p re ss io n .   T h e   c o m p re ss io n   m a k e it   a   g o o d   c a n d i d a te  f o a d v a n c e d   F P GA - b a se d   ima g e   p ro c e ss in g   sy st e m w it h   in tern e t   o f   th i n g (Io T )   a p p li c a ti o n s.   K ey w o r d s :   C o m p r ess io n   Dela y   Hig h - p er f o r m a n ce   Hu f f m a n   en co d er   P ar allel  p r o ce s s in g   P ar allelis m   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Ma s o o d   A h m ad   Ma h a m m ad   Dep ar t m en t o f   E lectr ical,   E lectr o n ics,  an d   C o m m u n icatio n   E n g i n ee r i n g GI T A Sc h o o l o f   T ec h n o lo g y   GI T A Dee m ed   to   b Un iv er s it y   H y d er ab ad ,   T elan g an a,   I n d ia   E m ail:   m m ah a m m a @ g ita m . ed u       1.   I NT RO D UCT I O N   Data   co m p r es s io n   p la y s   a   cr u cial   r o le   in   ef f icien tly   s to r in g   an d   tr an s m it tin g   i n f o r m atio n .   T h is   w o r k   f o cu s es   on   i m p le m e n ti n g   a   h i g h - p er f o r m a n ce   D u al   H u f f m a n   en co d er .   T h D u al  Hu f f m a n   e n co d in g   co m p r e s s io n   alg o r it h m   u tili ze s   s y m b o f r eq u e n cie s   to   a s s i g n   s h o r ter   co d es  to   m o r f r eq u en t   s y m b o l s .   T h is   w o r k   ai m ed   to   p r o v id e   h i g h - p er f o r m a n ce   D u al  H u f f m a n   co d in g   i n   Ver ilo g   h ar d w ar d escr ip tio n   la n g u a g e   ( HDL ) .   T h is   d u al   Hu f f m an   e n co d in g   is   u s ed   to   co m p r es s   t h i m ag e   s i g n a [ 1 ] .   T h D u al  Hu f f m a n   e n co d er   o f f er s   g o o d   co m p r ess io n   p er f o r m a n ce ,   m in i m a lo s s   o f   i m a g q u ali t y   [ 2 ] ,   an d   ea s o f   ap p licatio n .   T h J o in P h o to g r ap h ic  E x p er ts '   G r o u p   ( J PEG)   en co d in g   is   p r i m ar il y   ac co m p li s h ed   u s i n g   t w o   m eth o d s .   T h C P U - Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t     I SS N:   2089 - 4864       F P GA   imp leme n ta tio n   o h ig h - p erfo r ma n ce   Hu ffma n   en c o d e r   fo r   ima g e     ( Ma s o o d   A h ma d   Ma h a mma d )   69   b ased   s o f t w ar o r   h ar d w ar m eth o d   u s es  f ield   p r o g r a m m a b le  g ate  ar r ay   ( FP GA ) .   FP GAs  ar also   k n o w n   as   FP GAs  o r   ap p licatio n - s p ec i f ic   in te g r ated   cir cu it s   ( A SIC s ).   T h latter   p er f o r m s   ex ce p tio n al l y   w ell  in   ter m s   o f   s y s te m   p o w er   co n s u m p tio n ,   in te g r atio n ,   an d   p r o ce s s i n g   s p ee d .   I n   ce r tain   s itu a tio n s   wh er h i g h   p ict u r p r o ce s s in g   s p ee d   is   n o r eq u ir ed ,   th J P E en co d er   is   co n s tr u cted   u s in g   s ta n d ar d   p ip elin ar ch itec tu r to   en h a n ce   i m ag co m p r es s io n   ef f icien c y   [ 3 ] T h J PEG  en co d er ' s   p ip elin s tr u ct u r co m p r i s es  co lo r   s p ac co n v er s io n ,   d o w n   s a m p lin g ,   t w o - d i m en s io n al  d is cr ete   co s in tr an s f o r m s   ( DC T ) ,   zig za g   s ca n n i n g ,   q u an tizat io n   co d in g ,   DC   co ef f icien d if f er en t ial  p u l s c o d m o d u lat io n ,   an d   H u f f m an   en co d in g .   T h p ip elin ed   J P E en co d in g   i n cr ea s es  t h u tili za tio n   r ate.   Data   b lo ck ag i s   ea s il y   ca u s ed   s in c th p r o ce s s i n g   o f   ea ch   p ip elin s tag d ep en d s   o n   th co m p letio n   o f   th p r ev i o u s   s ta g e ' s   p r o ce s s in g .   A   lo s s less   m e th o d   o f   d ata  co m p r es s io n   i s   D u al  H u f f m a n   en co d in g   [ 4 ] ,   [ 5] .   Fe w er   b its   r ep r esen th m o s co m m o n   s y m b o ls ,   d eter m i n ed   b y   t h p r o b ab ilit y   o f   s u ch   s y m b o ls   in   th k n o w n   d ata  s et.   T h er ar e   t w o   t y p es  o f   H u f f m an   e n co d in g s tatic  lo o k - u p   tab les  an d   d y n a m ic  e n co d in g .   T h latter   r ec eiv in g   p o r is   co m p ar at iv e l y   b asic  b u le s s   ad ap tab le  th an   t h f o r m er   d u to   it s   s o p h is ticated   h ar d w ar e   co n s tr u ct io n .   T h er ef o r e,   th l en g t h   o f   ea ch   co d e w o r d   in   t h Hu f f m a n   en co d in g   is   n o eq u al,   m a k i n g   it  v ar iab le - le n g th   co d in g .   R ea l iz in g   t h J P E co m p r ess io n   [ 6 ]   p ip elin i s   c h alle n g i n g   w h e n   th er ar v ar iatio n s   in   d ata  co m p le x it y ,   s i n ce   t h e   en co d in g   clo ck   c y cle  i s   n o t   co n s ta n t.  A   m u lti - p ip elin d esig n   i s   n ee d ed   to   in cr ea s t h ef f icie n c y   o f   p ictu r co m p r ess io n   [ 7 ]   an d   o p tim ize  t h p r o ce s s in g   o f   th D C T   m o d u le.   P ar allel   co d in g   f o r   Hu f f m a n   en co d in g   is   m o r ef f icie n th a n   co n v en tio n al  Hu f f m a n   co d in g .   He n c e,   D u al  Hu f f m an   en co d er   is   u s ed   to   i m p r o v t h e   p er f o r m a n ce   o f   H u f f m a n   en c o d in g .     T h Hu f f m a n   tr ee   en co d in g   is   im p le m e n ted   u s i n g   b itm ap   an d   s tatic  r an d o m - ac ce s s   m e m o r y .   Yet,   th er w ill   s ti ll  b b lo ck i n g   i n   t h ese  Hu f f m an   e n co d in g s .   T h is   w o r k   p r ese n ts   a   f a s Hu f f m a n   e n co d in g   alg o r ith m   u s i n g   a   d o u b le - b y te   s p licin g   o u tp u Hu f f m an   e n c o d in g   ar ch itect u r e.   Du al  Hu f f m an   e n co d in g   u n its   to   ac h iev n o n - b lo ck i n g   in   th e   J P E p i p elin e.   I m a y   g u ar a n tee  th at  th Min i m u m   C o d in g   Un it  is   en co d ed   in   6 4   clo ck   cy cles,  th s a m am o u n a s   o th er   J P E G   co m p r ess io n   m o d u les,  ev e n   th o u g h   it  w ill  in cr ea s t h e   n u m b er   o f   lo g ic   u n it s .   T h J P E en co d er ' s   n o n - b lo ck i n g   en co d in g   p ip elin e   ar ch itect u r b o o s ts   J P E G   [ 8 ]   co m p r es s io n   ef f ec t iv e n es s .   T h s u g g ested   ar ch itect u r is   i m p le m en ted   o n   th Di g ile n Z y n q   7 0 4 5 ,   Z y n q 7 1 0 0 ,   an d   Xili n x   Kr ia  KV2 6 0   A I   s ta r ter   k it  u s i n g   Xili n x   Vi v ad o   2 0 2 3 . 2 .   T h b en ef i ts   o f   t h h ig h - p er f o r m an ce   D u a l   Hu f f m a n   en co d in g   [ 9 ]   ar th en   co n f ir m ed   b y   co m p ar in g   th r eso u r ce   u s a g an d   clo ck   cy cle s .   Alth o u g h   p ar allel  Hu f f m a n   e n co d in g   w i th   GP Us   an d   FP GA  p latf o r m s   h as   b ee n   s t u d ied ,   th er e   i s   l ac k   o f   r esear ch   o n   n e w   p ar alleliza tio n   ap p r o ac h es  th at  lev er a g n e w l y   d ev el o p ed   a r ch itectu r es,  s u c h   as   m u ltico r C P Us  an d   s p ec ialized   A I   ac ce ler ato r s   lik ten s o r   p r o ce s s in g   u n its   ( T PUs ) .   R esear ch   o n   p ar allel  H u f f m an   e n co d in g   [ 1 0 ]   o p tim izatio n   i n   t h ese  v ar io u s   c o m p u ter   co n te x ts   m a y   lead   to   n o tab le  g ai n s   i n   ef f icie n c y   a n d   s p ee d .   T h s tr u ctu r o f   th i s   p ap er   is   as  f o llo w s .   Sectio n   2   p r esen ts   th e   r esear ch   b ac k g r o u n d   o f   th e   Hu f f m an   en co d in g   m et h o d ,   alo n g   w it h   m et h o d   f o r   m in i m iz in g   th n u m b er   o f   c y cle s .   S ec tio n   3   p r esen ts   an   ex p er i m e n tal  m et h o d   o f   Hu f f m an   e n co d in g   o n   a n   FP GA .   S ec tio n   4   p r esen ts   th ex p er i m en tal  r esu l ts   s ec tio n ,   w h ic h   co m p ar es  t h r es u lt s   w it h   t h o s o f   co m p ar ab le  p r ev io u s   w o r k s   to   co n f ir m   th b en ef its   o f   H u f f m a n   en co d in g   o n   FP G A   s y s te m s .   Sectio n   5   d is cu s s e s   th r es u lts   o f   th w o r k .   Sectio n   6   d ea ls   w it h   t h co n clu s io n   o f   th w o r k .       2.   RE S E ARCH   B ACK G RO U ND   On o f   t h k n o w n   m et h o d s   f o r   d ata  co m p r ess io n   is   H u f f m a n   co d in g   [ 1 1 ] ,   w h ic h   a s s i g n s   v ar iab le - len g th   co d to   ea ch   s y m b o l,  ta k in g   in to   ac co u n o n l y   th eir   o cc u r r en ce   p r o b ab ilit ies  i n   t h s eq u en ce   u s ed .   T h e   m et h o d   w as  later   d ev elo p ed   b y   Dav id   A .   Hu f f m an   i n   1 952   as  w a y   to   m in i m ize  t h av er ag len g th   o f   th e   en co d ed   d ata  by   as s i g n in g   l o n g er   co d es  to   les s   co m m o n   s y m b o l s   an d   s h o r ter   co d es  to   m o r co m m o n   s y m b o ls .   T h is   ap p r o ac h   p r o v id es  b etter   d ata  r ep r esen tatio n   an d   r ed u ce s   th to tal  a m o u n o f   e n co d ed   d ata  co m p ar ed   to   f i x ed - le n g t h   en c o d in g   m eth o d s .   H u f f m a n   en co d in g   i s   es s en tia ll y   p er f o r m ed   b y   r ea d i n g   t h i n p u t   d ata,   w h ic h   m u s also   b s ea r ch ed   to   d eter m in it s   f r eq u en c y   o f   o cc u r r en ce .   I is   ess en tial   to   u n d er s tan d   h o w   f r eq u en tl y   ea c h   s y m b o ap p ea r s   to   ass ig n   th m o s o p ti m al  co d e,   an d   th is   d ata  an al y s is   p r ec is el y   ac co m p li s h es   t h at.   A   w el l - k n o w n   i m p le m e n tatio n   o f   H u f f m an   co d in g   r elies  o n   al g o r it h m s   th a in tr o d u ce   b asic  id ea s   in to   s y m b o f r eq u en c y   an a l y s is   i n   d ata  co m p r ess io n   [ 1 2 ] .   C o n s tr u ctin g   t h e   Hu f f m a n   T r ee .   T o   c r ea te  Hu f f m an   tr ee   af ter   f i n d in g   th f r eq u e n cies  o f   all  s y m b o ls .   S u ch   tr ee   is   co n s tr u cted   u s in g   g r ee d y   m et h o d   b y   co n s ec u tiv el y   m er g in g   t w o   leas f r eq u e n s y m b o ls   in to   o n n o d u n til  all  s y m b o l s   ar u s ed .   B y   m ak in g   m o r f r eq u e n s y m b o ls   clo s er   to   th e   tr ee 's  r o o t,  s h o r ter   co d es  an d   h ig h er   co m p r e s s io n   r ates  ar e   ac h iev ed .   B ec au s o f   its   p o s it i o n   in   th tr ee ,   ea ch   s y m b o l is  ass i g n ed   u n iq u b i n ar y   co d e   w h e n   t h H u f f m a n   tr ee   is   b ein g   b u ilt.   A   s tr in g   o f   0 s   an d   1 s   is   g e n e r ated   w h e n   t h Hu f f m a n   tr ee   is   tr av er s ed   an d   r ea d   f r o m   t h r o o ts   to   ea ch   s y m b o ( u s u a ll y ,   lef b r an ch e s   ar g iv en   t h n u m b er   0 w h ile  r ig h b r an ch e s   g et  th e   v alu o f   1 ) .   T h ass i g n ed   co d es   ar r e p r esen ted   b y   th p ath   o f   s y m b o ls   tr av er s ed   f r o m   t h r o o to   ea ch   le af   n o d in   th tr ee .   No w   s u p p o s th v alu e s   o f   s y m b o ls   A ,   B ,   C ,   D ,   an d   E   o cc u r   w it h   f r eq u e n cie s   5 ,   9 ,   1 2 ,   1 3 ,   an d   1 6 ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4864   I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t Vo l.  1 5 ,   No .   1 Ma r c h   202 6 :   68 - 77   70   r esp ec tiv el y .   I n itia ll y ,   th e s f r eq u en cie s   ar u s ed   to   co n s tr u ct  s i n g le   Hu f f m an   tr ee   f r o m   t h s y m b o ls   w it h   th lo w e s f r eq u e n cie s .   F al s ( f o r   E )   an d   ' 1 0 '   ( f o r   C )   a r t h v alid   Hu f f m a n   co d es  f o r   tr an s itio n i n g   f r o m   ea ch   p o s s ib le  lo ca tio n   i n   t h tr ee .   T h is   en co d in g   i s   h ig h l y   e f f ic i en t   b ec au s H u f f m a n   co d es  c an   b d esi g n ed   to   r ef lect  th d i s tr ib u tio n   o f   s y m b o ls   in   th i n p u t i n f o r m atio n   a cc u r atel y .   Un li k f i x ed - len g t h   co d es ,   w h ich   p r o d u ce   lo n g er   av er ag co d len g th s ,   in   a n y   e n co d in g   s c h e m e,   s h o r ter   co d es  r e p r esen th m o r lik el y   s y m b o l s .   T h an k s   to   t h is   co d elen g th   d iv er s i t y ,   th e   H u f f m a n   co d in g   ca n   y ield   b etter   c o m p r ess io n   r atio   f o r   d ata  w i th   p r ed ictab le  s y m b o d is tr ib u tio n s Se v er al   s tr ateg ie s   ar e m p lo y ed   d u r in g   Hu f f m a n   en co d in g   to   en s u r ef f icie n c y   a n d   s p ee d .   T ec h n iq u es  s u c h   as   d y n a m ic  H u f f m a n   co d in g   f u r th er   i m p r o v co m p r ess io n   e f f icien c y   b y   d y n a m ica ll y   ch a n g in g   th co d ass i g n m en ts   w h en   s y m b o o cc u r r en ce s   ar m o d i f ied   d u r i n g   e n co d in g ,   allo w i n g   b etter   p er f o r m an ce   o f   co m p r es s in g   d a ta  w i th   " ch a n g i n g s tatis t ics.  FP G A - b ased   an d   d elay - lo c k ed   lo o p - o p ti m ized   h ar d w ar p ar allel  Hu f f m an   d ec o d in g   h as  b ee n   d ev elo p ed ,   m a k i n g   it  ap p lic ab le  to   b o th   r ea l - t i m e   ap p licatio n s   a n d   h ig h - t h r o u g h p u t   s it u atio n s .   T h ese   r ea lizat io n s   lev er a g p ar allelis m   a n d   o p tim ized   d ata  s u r f ac e s   to   en h an c en co d i n g   s p ee d s .   Hu f f m a n   co d in g   is   u s ed   i n   v ar io u s   ap p licatio n s ,   i n clu d i n g   e m b ed d ed   s y s te m s ,   n et w o r k   p r o to co ls ,   an d   m u l ti m ed ia  p r o ce s s in g .   I t   ca n   b u s ed   to   s av e   s p ac o n   an   ar c h iv e,   m i n i m ize  s to r ag o f   m u lti m ed ia  f iles ,   te x tu al  d o cu m e n ts ,   o r   co m m u n icatio n   p r o to co ls ,   an d   also   co m p r ess   d ata  f o r   d eliv er y   w it h o u co m p r o m is i n g   q u alit y .   Fas H u f f m a n   co d in g   [ 1 3 ]   h as r ec ei v ed   m u c h   atte n tio n .   T h s ea r ch i n g   an d   s o r tin g   al g o r ith m s   u s ed   f o r   s c h e m e s   o p er atin g   o n   b it  p lan es  ar id en tical  to   th o s e   o f   cu r r en tl y   a v ailab le  h a r d w ar e.   As  d e m o n s tr ated   b y   v ar io u s   s tu d ie s   an d   i m p le m en ta tio n s ,   Hu f f m an   c o d in g   [ 1 4 ] ,   f u n d a m e n tal  m eth o d   o f   lo s s less   d ata  co m p r ess io n   th at  a s s i g n s   s h o r ter   co d es  to   m o r f r eq u en s y m b o ls ,   h as  s ee n   s i g n if ica n t   ad v an ce m e n ts   in   b o t h   Sp ee d   an d   ef f icie n c y .   T o   ac h iev e   an   ef f ic ien t   i m p le m e n tatio n   o f   H u f f m a n   co d in g ,   s e v er al  tec h n iq u es,  s u ch   a s   p ar a llelizatio n   m e th o d s   u s i n g   s h ar ed   m e m o r y   s tr u ct u r es,   ar r eq u i r ed   [ 1 5 ] .   T h ese  tech n iq u es  le v er ag p ar allel  co m p u ti n g   r eso u r ce s   an d   m u ltico r p r o ce s s o r s   to   ac ce ler ate  th en co d in g   p r o ce s s ,   r esu lt in g   i n   i m p r o v ed   T h r o u g h p u an d   lo w er   laten c y ,   w h ic h   is   s u i tab le  f o r   liv ap p licatio n s .   A d d itio n al l y ,   tec h n ical  e n h a n ce m en ts   to   t h clas s ical  H u f f m an   co d i n g   [ 1 6 ]   h av b ee n   o p tim ized .   D y n a m ic  Hu f f m an   co d in g   te ch n iq u es  h av b ee n   w id el y   s tu d ied   in   t h liter at u r [ 1 7 ] ,   w h er th co d ass i g n m e n ts   ar u p d ated   d y n a m icall y   ac co r d in g   to   th n e w   f r eq u en c y   o f   s y m b o o b s er v ed   w h ile  p r o ce s s i n g   an   i n p u s tr ea m ,   r es u lti n g   in   h ig h   e n co d in g   e f f icie n c y .   T h ese  tech n o lo g ie s   m a x i m ize  t h co m p r ess io n   r atio   an d   ac ce ler ate  en co d in g ,   w h ic h   is   es s en tial f o r   h ig h - s p ee d   o p er atio n s ,   s u c h   as   d ata  s to r ag e .   Hu f f m a n   en co d in g   h as  b ee n   g r ea tl y   i m p r o v ed   th r o u g h   t h u s o f   h ar d w ar ac ce ler atio n ,   esp ec iall y   o n   FP GA   d e v ices  [ 1 8 ] .   Har d w ar e - b ased   FP G A   s y s te m s   ca n   s i g n i f ican t l y   r ed u ce   e n co d in g   ti m es  co m p ar ed   to   tr ad itio n al  s o f t w ar e - b ased   ap p r o ac h es,  th an k s   to   t h eir   h ar d w ar r eso u r ce s   a n d   in h er en t   p ar allelis m .   T h is   h ar d w ar e - b ased   s o l u tio n ,   w it h   p ar allel  ar ch itect u r es  a n d   e f f icien d ata  p at h s ,   ac h ie v es   h i g h   T h r o u g h p u a n d   lo w   late n c y   in   t h en co d i n g   p r o ce s s   [ 1 9 ] .   P ar alleliza tio n   m et h o d o lo g ies  h a v b ee n   in s tr u m e n tal  i n   ac ce ler atin g   H u f f m a n   en co d i n g   [ 2 0 ]   in   m u lt i m ed ia  an d   d a ta - ce n tr ic  ap p licatio n s .   T h p ar alleliza tio n   o f   en co d in g   u s i n g   GP Us  an d   SMP   h as  b ee n   ex p lo r ed   in   [ 2 ] ,   [ 9 ] ,   y ield in g   s i g n if ican g ain s   in   s it u atio n s   w h er e   m i n u te s   ar n ee d ed   to   s to r m as s i v a m o u n t s   o f   d ata.   T h e s ad v an ce s   u n d er s co r h o w   t h u s o f   h ar d w ar e co m b i n ed   w ith   f ast  p ar alle alg o r ith m s ,   ca n   lead   to   s p ee d y   H u f f m a n - s c h e m i m p le m en ta tio n s   f o r   s ig n i f ica n tl y   d i f f er en co m p u t er   s ce n ar io s .   P r ac tical  s o lu tio n s   v er i f y   th eo r etica b r ea k t h r o u g h s   i n   Hu f f m an   co d in g Fo r   ex a m p le,   t h ef f icien d esig n   an d   s y n th e s i s   o f   Hu f f m an   e n co d er s   [ 2 1 ] - [ 2 3 ]   h a v b ee n   d em o n s tr ated   i n   i m p le m en tati o n s   u s i n g   C ad e n ce   R T L   co m p iler   an d   s y s te m   o n   ch ip   ( So C )   en c o u n ter   [ 2 4 ] .   T h ese  ar th f ir s r es u lt s   t o   co n f ir m   t h u s o f   s tate - of - t h e - ar a lg o r it h m s   i n   p r ac tical   s ce n ar io s   a n d   th e   f ea s ib ili t y   o f   f ast  e n co d in g   al g o r ith m s .   An   in ter p la y   o f   alg o r ith m ic  i n n o v atio n s   h a s   d r iv en   th d ev elo p m e n t   o f   f a s H u f f m a n   en co d i n g ,   p ar allel  p r o ce s s in g   tec h n iq u es,   an d   d ed icate d   h ar d w ar i m p le m en ta tio n s   [ 2 5 ] ,   [ 2 6 ] .   Su ch   m u lti - f ac eted   ap p r o ac h   h as  i m p r o v ed   b o th   co d in g   s p ee d   [ 2 7 ]   an d   ef f ec tiv e n e s s ,   an d   ex te n d ed   its   ap p licatio n s   to   v ar io u s   f ield s ,   in clu d i n g   m u lti m ed ia  p r o ce s s in g ,   e m b ed d ed   s y s te m s ,   a n d   h ig h - p er f o r m a n ce   co m p u ti n g   e n v ir o n m en t s .   Fa s Hu f f m an   e n co d in g   [ 2 8 ] ,   [ 2 9 ]   r em ai n s   v ital  p er s p ec tiv f o r   ac h iev i n g   ef f ec tiv e   d ata  co m p r es s io n   with   lo w er   co m p u tat io n al  co s t   an d   t h h ig h e s T h r o u g h p u t,   as  f u tu r w o r k   i n   co m p r es s io n   tec h n iq u es p r o g r ess es .       3.   E XP E R I M E NT A L   M E T H O D   T h Du al   Hu f f m a n   e n co d er ,   a ls o   k n o w n   as  ta n d e m   co d in g ,   is   h i g h - le v el  t y p o f   d ata  co m p r e s s io n   th at  e n h a n ce s   co m p r es s io n   e f f icien c y   f o r   d ata  w ith   c h a n g i n g   ca u s es,  u tili z in g   t w o   d is ti n ct  Hu f f m a n   tr ee s .   T h D u al  Hu f f m an   en co d in g   m et h o d   is   illu s tr ated   in   Fig u r 1 .   I t   is   b etter   th an   s tan d ar d   Hu f f m a n   en co d in g .   S y m b o ls   ar e n co d ed   in to   v ar iab le - len g t h   co d es  b y   clas s ic  Hu f f m an   co d in g ,   w h er f r eq u en tl y   o cc u r r in g   s y m b o ls   h a v s h o r ter   co d es.  B y   co n tr as t,  th Du al  H u f f m a n   E n co d er   g en er ates  s ep ar ate  Hu f f m an   tr ee   f o r   ea ch   o f   t h t w o   s p lit  g r o u p s ,   an d   its   p r o p er ties   d if f er   f r o m   o n an o t h er .   T h d u al - tr ee   s tr u c tu r en ab les a  m o r ac cu r ate  esti m atio n   o f   t h s y m b o f r eq u e n c y   d i s tr ib u tio n   f o r   ea ch   s u b s et,   r es u lti n g   i n   a   b etter   co m p r ess io n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t     I SS N:   2089 - 4864       F P GA   imp leme n ta tio n   o h ig h - p erfo r ma n ce   Hu ffma n   en c o d e r   fo r   ima g e     ( Ma s o o d   A h ma d   Ma h a mma d )   71   r atio   an d   lo w er   d ata  en tr o p y .   T h d ata   m u s b p ar titi o n ed ,   th s y m b o f r eq u e n c y   i n   ea ch   s et  an al y ze d ,   an d   Hu f f m a n   tr ee s   co n s tr u cted t h ese  tr ee s   th e n   as s i g n   co d es ,   an d   th d ata  ar e   en co d ed   ac co r d in g l y .   T h is   ap p r o ac h   h as  m u ltip le  p o s iti v asp ec ts i m a y   ac h ie v g r ea ter   co m p r ess io n   d u to   t h p r e c is io n   o f   f r eq u en c y   d is tr ib u tio n   m o d elin g   an d   lo w er   en tr o p y   ( a n d   th u s   co r r ec d ec o d in g ) .   B ein g   p ar a m eter i ze d ,   it   is   s u itab le  f o r   v ar io u s   ta s k s ,   s u ch   a s   d ata  tr an s f er ,   s to r ag e,   an d   m u l ti m ed ia  co m p r es s io n ,   a m o n g   o th er s .           Fig u r 1 .   T h D u al  Hu f f m a n   e n co d in g   ar c h itect u r e       T h Du al  Hu f f m a n   E n co d er   ca n   ef f ec ti v el y   p r o ce s s   t h e   t w o   tr ee s   in   p ar allel  w h en   u s ed   o n   s o p h is ticated   FP G A   p latf o r m s ,   s u c h   as  th Z y n q - 7 0 4 5 ,   Z y n q - 7 1 0 0 ,   an d   Kr ia .   T h ese  p latf o r m s   h a v lar g e   p r o g r am m ab le  lo g ic  r eso u r ce s   an d   h ig h   o p er atin g   f r eq u en c ie s .   W h ile  th Kr ia  b o ar d ,   r u n n i n g   at  2 . 2   GHz ,   ca n   ac h iev e   lo w   p r o ce s s i n g   ti m e s   an d   h i g h   T h r o u g h p u t,  m a k i n g   it  p er f ec f o r   r ea l - ti m ap p licatio n s ,   t h Z y n q - 7 0 4 5   an d   Z y n q - 7 1 0 0 ,   w ith   th eir   lar g L UT   co u n t s   an d   p r o ce s s in g   ca p ab ilit ie s ,   ca n   m an a g co m p le x   p r o ce s s es  w it h   m in i m a l   d elay .   A l th i n g s   co n s id er ed ,   th Du al  Hu f f m a n   E n co d er   is   v alu ab le  to o f o r   ap p licatio n s   th at  r eq u ir e   lo r ed u n d an c y   a n d   h i g h - s p ee d   d ata  p r o ce s s in g .   I is   an   e x a m p le  o f   co m p lex   co m p r es s io n   ap p r o ac h   th at  l ev er ag es  co n te m p o r ar y   FP GA   ca p ab ilit ies,  o f f er in g   i m p r o v ed   co m p r ess io n   ef f icien c y   a n d   Sp ee d .     3 . 1 .     Dy na m ic  t re s elec t io ba s ed  D ua l H uff m a n e nco di ng :   Fig u r 2   ill u s tr ates  t h d y n a m ic  tr ee   s elec tio n - b ased   D u a Hu f f m an   en co d in g   p r o ce s s .   T h in p u t   i m a g w il b s p lit   i n to   t w o   p ar ts   b ased   o n   e v e n   a n d   o d d   p ix el  d is tr ib u tio n s .   T h d y n a m i Hu f f m a n   tr ee   u n it   co n s is ts   o f   s y m b o f r eq u e n c y   co u n ter ,   Hu f f m an   tr ee   b u ild er ,   an d   an   en co d er .   T h s y m b o f r eq u e n c y   co u n ter   is   r esp o n s ib le  f o r   co u n ti n g   th n u m b er   o f   s y m b o ls .   Hu f f m an   tr ee   b u ild er   r esp o n s f o r   th Hu f f m a n   tr ee   b ased   o n   th cu r r en f r eq u en c y   d ata.   Fi g u r 3   s h o w s   t h Hu f f m a n   en co d in g   al g o r ith m .   A   h ig h - s p e e d ,   d y n am ic   t r e s e le c t i o n - b a s e d   D u a Hu f f m an   en c o d e r   i s   im p l em en te d   in   an   F P GA   u s in g   X i l in x   V iv a d o   2 0 2 3 . 2   t o o l s .   Ou r   r e s ea r c h   f o cu s e s   o n   a ch i ev in g   h i g h   c o m p r es s i o n   r a ti o s   an d   e f f e c ti v e   p a r a l l el  p r o c e s s in g   u s in g   h ig h - s p e e d ,   d y n am i t r e s el e c ti o n - b as e d   D u a l   H u f f m an   en c o d e r .   D y n am ic   t r e s e l e c ti o n - b a s e d   D u al   H u f f m an   en c o d in g   u t i li z e s   p a r a ll e p r o c e s s in g   t o   a c h ie v e   h ig h   p e r f o r m an c e .   T h e   en c o d e r   g en e r a te s   t h e   H u f f m an   c o d e w o r d s   u s i n g   t h e   cu r r en t   t r e e .   B i t   s t r e am   m e r g e r   c o m b in es   th e   o u t p u t   o f   th e   en c o d e r s .   T h o u t p u t   i s   th c o m p r e s s e d   im ag e   b i s t r e am .   A   d y n am i t r e s el e c t i o n - b a s e d   D u al   Hu f f m an   en c o d in g   al g o r i th m   is   im p lem en t e d   o n   th e   d i lig en t   FP G A   Z y n q 7 0 4 5 ,   Z y n q 7 1 0 0 ,   a n d   X i lin x   K r i a   K V 2 6 0   A I   v i s io n   b o a r d .   T h e   s p e e d   o f   th e   d y n am i c   t r e e   s e l e c ti o n - b a s e d   D u a l   Hu f f m an   e n c o d e r   i s   c o m p a r e d   am o n g   th e   F PGA   b o a r d s .   T h o v er v ie w   o f   th d i f f er en FP GAs b ein g   co m p ar ed   is   a s   f o llo w s :   a.   Z y n q - 7 0 2 0   FP GA   b o ar d t h Z y n q - 7 0 2 0   f r o m   t h Xi lin x   Z y n q - 7 0 0 0   f a m il y   is   h i g h l y   i n te g r ated   e m b ed d ed   p latf o r m   co m b i n i n g   2 8   n m   p r o g r a m m ab le  lo g ic   w i th   a   d u al - co r A R C o r te x - A 9   p r o ce s s o r   o p er atin g   u p   to   8 6 6   MH z.   I s u p p o r ts   u p   to   1   GB   D DR 3 / DDR3 L   m e m o r y ,   en ab li n g   m e m o r y - in ten s i v e   ap p licatio n s .   T h d ev ice  f ea t u r es  r an g o f   r ic h   p er ip h er als ,   in cl u d in g   U SB ,   Gig ab it  E t h e r n et,   SD/ SDI O,   UART ,   I 2 C ,   an d   S P I .   W ith   ap p r o x im a tel y   8 5 lo g ic  ce lls ,   2 2 0   DSP   s lices,  an d   5 6 0   KB   b lo ck   R A M,   it   s u p p o r ts   cu s to m   lo g ic  a n d   s i g n al   p r o ce s s in g   ta s k s .   T ig h t   co u p lin g   b et w ee n   t h AR M   p r o ce s s o r   an d   p r o g r am m ab le  lo g ic  e n ab le s   ef f icie n h ar d w ar e s o f t w a r co - d esig n .   Du to   its   f le x ib ilit y   an d   p er f o r m a n ce ,   t h Z y n q - 7 0 2 0   is   w id el y   u s ed   i n   i n d u s tr ia co n tr o l,  au to m o ti v i n f o tai n m e n t,  m ed ica l   i m a g in g ,   an d   co n s u m er   e lectr o n ics.   b.   Vir tex   Ultr aSca le  FP GA   b o ar d Vir tex   Ultr aSca le  FP GA s   d eliv er   h i g h   p er f o r m a n ce   an d   p o w er   ef f icien c y   u s i n g   ad v an ce d   f ab r icatio n   te ch n o lo g y .   S u p p o r tin g   u p   to   2 . 5   m illi o n   lo g ic  ce lls ,   t h e y   p r o v id ex ce p tio n al   s ca lab ilit y   f o r   lar g an d   co m p lex   d esi g n s .   I n te g r ated   Ultr aR A an d   h i g h   b an d w id th   m e m o r y   ( HB M)   en ab le  f ast  o n - ch ip   d ata  ac ce s s ,   w h ile  m u lt i - g i g ab it  tr an s c eiv er s   s u p p o r d ata   r ates  u p   to   3 2 . 7 5   Gb p s .   T h ese  f ea t u r es  m a k U ltra Sc ale  FP G A s   id ea l   f o r   d ata  ce n ter s ,   telec o m m u n icatio n s   ( i n c lu d in g   5 G) ,   a n d   ae r o s p ac an d   d ef en s ap p l icatio n s   r eq u ir i n g   h ig h   t h r o u g h p u t ,   lo w   laten c y ,   a n d   m as s i v p ar allel   p r o ce s s in g .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4864   I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t Vo l.  1 5 ,   No .   1 Ma r c h   202 6 :   68 - 77   72   c.   Z y n q - 7035  b o ar d t h Z y n q - 7 0 3 5   is   v er s atile  So C   i n te g r atin g   d u al - co r A R M   C o r te x - A 9   p r o ce s s o r   w it h   2 8   n m   p r o g r a m m ab le  lo g ic.   I o f f er s   ap p r o x i m a tel y   1 2 5 , 0 0 0   lo g ic  ce lls ,   2 4 0   DSP   s lic es,  an d   4 . 9   MB   b lo ck   R A M,   s u p p o r tin g   d i g ita s ig n al  p r o ce s s i n g   a n d   cu s to m   h ar d w ar ac ce ler atio n .   T h d ev ice  s u p p o r ts   u p   to   1   GB   DDR3 /DDR 3 L   m e m o r y   an d   in cl u d es  in ter f ac es  s u ch   as  Gi g ab it  E th er n et,   USB ,   an d   SD/S DI O.   T h clo s e   i n teg r ati o n   o f   th p r o ce s s in g   s y s te m   a n d   FP G A   f ab r ic  m a k e s   it  s u ita b le  f o r   in d u s tr ia l   au to m at io n ,   a u to m o ti v s y s te m s ,   m ed ical  d e v ices,  a n d   co n s u m er   elec tr o n ic s ,   w h er p er f o r m an ce   an d   f le x ib ilit y   ar cr itical.   d.   Z y n q - 7045  b o ar d t he   Z y n q - 7 0 4 5   co n s is ts   o f   d u al - co r AR C o r te x - A 9   p r o ce s s o r   clo c k ed   u p   to   1   GHz   w it h   lar g e   FP G A   r eso u r ce s .   I o f f er s   m o r th a n   3 5 0 , 0 0 0   lo g ic  ce lls ,   2 , 2 0 0 DSP  s lices,  an d   1 9 . 1   MB  o f   b lo ck   R A f o r   h a n d lin g   h i g h - th r o u g h p u d ata  j o b s .   Hig h - s p ee d   in ter f ac es.  A ll   o f   t h o th er   in ter f ac e s   w it h   r o u n d - tr ip   late n cies  les s   t h an   5 0 0   Mb p s   lis ted   in   T ab le  1   ar h ig h - s p ee d   lin k s   w i th   lo w er   o v er h ea d s ,   s u c h   as  P C I e,   E th er n et,   o r   USB ,   w h ic h   ar id ea f o r   d ata - i n ten s i v co m m u n icatio n   ( e. g . ,   au to m o ti v e,   in d u s tr ial  a u to m at io n ,   an d   v id eo   p r o ce s s in g ) .   P o w er f u to o lin g   co n ti n u e s   to   s tr ea m li n d e v elo p m e n a n d   ac ce ler ate  d ep lo y m e n t.     e.   Z y n q - 7 1 0 0   FP GA   b o ar d it  is   th to p - of - th e - li n m e m b er   o f   t h Z y n q - 7 0 0 0   f a m il y   a n d   c o m b i n es   d u al - co r A R C o r tex - A 9   u p   to   1   GHz   w ith   ab u n d an FP G A   r eso u r ce s   th at  co n s is o f   m o r t h an   4 4 4 lo g ic   ce lls ,   2 , 0 2 0   DSP   s lices,  an d   p r o v id es  2 6 2 6 . 5   Mb   b lo ck   R A M.   Hi g h - s p ee d   s er ial  tr an s ce i v er s   an d   in ter f ac e s ,   s u c h   as  U SB ,   Gig a b it  E th er n et,   a n d   P C I e,   h elp   i m p r o v s y s te m - le v el  co n n ec ti v it y .   I is   w ell - s u ited   f o r   d e m a n d in g   ap p licatio n s ,   in cl u d in g   A D AS,  ae r o s p ac an d   d ef en s s y s te m s ,   h i g h - p er f o r m a n c e   co m p u ti n g   ( HP C ) ,   an d   ad v a n c ed   in d u s tr ial  a u to m a tio n .   f.   Kr ia  KV2 6 0   Vis io n   A I   s tar te r   b o ar d t he   Kr ia  KV2 6 0   Vis i o n   A I   S tar ter   Kit  is   a n   ed g e - A I   d ev elo p m en t   p latf o r m   b u il ar o u n d   th Kr ia   K2 6   s y s te m - on - m o d u le .   I i n clu d es  q u ad - co r A R C o r te x - A 5 3   an d   d u al - co r C o r tex - R 5 p r o ce s s o r s ,   alo n g   w it h   p r o g r a m m ab le  lo g ic.   T h b o a r d   f ea tu r es   USB ,   HDM I ,   Dis p la y P o r t,  E th er n et,   an d   ca m er in ter f ac es,  as  w ell  as  p r e - i n s talled   s o f t w ar an d   A I   m o d els.  I n teg r ati o n   w it h   A I   f r a m e w o r k s ,   s u ch   as  T en s o r Flo w   a n d   th e   Viti s   A I   en v ir o n m e n t,  i n cr ea s e s   ea s e   o f   u s e.   I d ea f o r   ed g v is io n   ap p licatio n s   i n   s m ar cities,  i n d u s tr ia in ter n et  o f   th i n g s   ( I o T ) ,   r o b o tics ,   an d   au to m ated   r etail,   th KV2 6 0   p r o v id es a   p lu g - a n d - p la y   s o l u tio n   w i th   r o b u s t e co s y s te m   s u p p o r t .       I n p u t   I m a g e S y m b o l   s p l i t t e r B i t st r e a m   m e r g e r D y n a m i c   t r e e   H u f f m a n   u n i t   B D y n a m i c   t r e e   H u f f m a n   u n i t   A S y m b o l   f r e q u e n c y   c o u n t e r S y m b o l   f r e q u e n c y   c o u n t e r H u f f m a n   t r e e   b u i l d e r H u f f m a n   t r e e   b u i l d e r H u f f m a n   e n c o d e r H u f f m a n   t r e e   b u i l d e r C o m p r e ss e d   i m a g e   o u t p u t   s t a r t I n p u t   d a t a H u f f m a n   L o o k u p   T a b l e V L C   e n c o d i n g M a k e   u p   1 6 - b i t s F I F O   e m p t y ? E x t r a   b i t ? E n d   V L I   e n c o d i n g Y e s Y e s No No       Fig u r 2 .   T h p r o p o s ed   d y n a m ic  tr ee   s elec tio n   Fig u r e   3 .   Hu f f m a n   en co d in g   f l o w   ch ar b ased   o n   Du al  Hu f f m an   e n co d in g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t     I SS N:   2089 - 4864       F P GA   imp leme n ta tio n   o h ig h - p erfo r ma n ce   Hu ffma n   en c o d e r   fo r   ima g e     ( Ma s o o d   A h ma d   Ma h a mma d )   73   T ab le  1 .   C o m p ar Hu f f m a n   e n co d in g   in   d i f f er en t a r ticle s   ( lis ted   in   r ef er en ce s )   R e l a t e d   p r e v i o u s w o r k s i n   c o mp a r i so n   M a t a i   e t   a l .   [ 2 7 ]   El a sk a r y   e t   a l .   [ 2 8 ]   C h o i   e t   a l .   [ 2 9 ]   P r o p o se d   w o r k   N a me   o f   F P G A   b o a r d   Zy n q   7 0 2 0   V i r t e x   u l t r a sc a l e   Zy n q   7 0 3 5   Zy n q   7 0 4 5   Zy n q   7 1 0 0   K r i a   K V   2 6 0   O p e r a t i n g   F r e q u e n c y   ( H z )   1 7 3 M   2 5 0   M   2 0 0 M     8 0 0   M H z     1   G   2 . 2   G   N o   L U T w e r e   u se d   7 6 1   4 2 0 5 2   6 2 4   4 1 0   4 0 0     3 6 0   N u mb e r   o f   c y c l e s   r e q u i r e d   4 4 8   2 5 6   64   64   64   64   T i me   ( n s)   2 5 9 0   1 0 2 4   3 2 0   80   64   29   T h r o u g h p u t   ( M b i t / s)   2 3 7 2 . 2   2 0 0 0   6 4 0 0   8 0 0 0   1 0 0 0 0   2 2 0 0 0       4.   E XP E R I M E NT A L   RE SUL T S   Ver ilo g   co d o f   d y n a m ic  tr e s elec tio n - b ased   D u al  H u f f m an   en co d er   w as  d esi g n ed   an d   s i m u lated   u s i n g   Xilin x   Viv ad o   2 0 2 3 . 2 .   T h im a g co m p r ess io n   r esu lts   o n   d if f er en FP G A   b o ar d s   ar p r esen ted   in     T ab le   1 .   T h o p er atin g   f r eq u en cies  o f   t h ese  FP G A   b o ar d s   ar s h o w n   i n   Fi g u r e   4 .   T h clo ck   c y cle  ti m f r eq u en c y   o f   d y n a m ic  tr ee   s elec tio n - b ased   Hu f f m a n   co d in g   in   FP G A   b o ar d s   is   p r esen ted   in   Fig u r e   5 T h Dela y   t i m e   in   d y n a m ic  tr ee   s elec tio n   [ 8 ]   b ased   o n   H u f f m an   co d in g   is   p r esen ted   i n   FP GA   F ig u r 6 .   T h T h r o u g h p u p er f o r m an ce   o f   t h Hu f f m an   e n co d er   f o r   d y n a m ic  s elec tio n   tr ee - b ased   tr an s m i s s io n   b y   FP G b o ar d s   is   p r esen ted   in   Fig u r 7 .   I ca n   b e   o b s er v ed   f r o m   T a b le  1   th at  th FP GA   i m p le m e n tatio n   o f   H u f f m a n   en co d er   is   th b est  ch o ice  f o r   h ar d w ar e.   T h u s ,   th FP G A ' s   h ig h - s p ee d   ca p ab ilit y   ca n   b u ti lized   to   c o n s tr u ct  a   h ig h - p er f o r m a n ce   Hu f f m an   e n co d er   f o r   d ata  c o m p r ess io n T h Hu f f m a n   en co d er   is   u s ed   f o r   im a g en co d in g .   Th h ig h   s p ee d   o f   co m p r es s io n   is   v er y   u s ef u f o r   I o T   n o d es On e   ca n   p er f o r m   i m ag p r o ce s s i n g ,   co m p r es s io n ,   a n d   ar tif ic ial  i n t ellig e n ce - r elate d   alg o r ith m s   u s in g   a n   FP G A .   T h er ef o r e,   th e   FP GA   r ea lizat io n   o f   d y n a m ic  tr ee   s elec tio n - b ased   Hu f f m a n   e n co d er   is   b en e f icial  f o r   m u lt i m ed ia   an d   i m a g p r o ce s s i n g   ap p licatio n s .           Fig u r 4 .   Op er atin g   f r eq u en c y   o f   v ar io u s   FP GA   b o ar d s           Fig u r 5 .   Nu m b er   o f   clo ck   c y c les u s ed   in   th d y n a m ic  tr ee   s e lectio n - b ased   Hu f f m a n   en co d e r   b y   FP G A   b o ar d s   0 5 0 0 1 0 0 0 1 5 0 0 2 0 0 0 2 5 0 0 Zy n q   7 0 2 0 Virtex u l tras c a le Zy n q   7 0 3 5 Zy n q   7 0 4 5 Zy n q Kria Fre q u en cy FP GA   b o ar d s Ope ra ti ng   F re que nc y   (MH z ) 0 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 Zy n q   7 0 2 0 Virtex u l tras c a le Zy n q   7 0 3 5 Z y n q   7 0 4 5 Zy n q Kria clo ck   cy cles FP GA   b o ar d s Numbe of c lock c y c les Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4864   I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t Vo l.  1 5 ,   No .   1 Ma r c h   202 6 :   68 - 77   74       Fig u r 6 .   Dela y   ti m in   t h d y n a m ic  tr ee   s elec tio n - b ased   H u f f m a n   en co d er   b y   FP G A   b o ar d s           Fig u r 7 .   T h r o u g h p u t o f   th d y n a m ic  tr ee   s elec tio n - b ased   H u f f m a n   en co d er   o f f er ed   b y   FP GA   b o ar d s       5.   DIS CU SS I O N S O RE SUL T S   C o m p ar is o n   b et w ee n   t h p r o p o s ed   w o r k   a n d   p r ev io u s   w o r k s   o n   d if f er e n FP G A   b o ar d s   is   g i v e n .   T h co m p ar is o n   i n v o l v es  Z y n q   7 0 2 0 ,   Vir tex   Ultr ascale,   Z y n q   7 0 3 5 ,   Z y n q   7 0 4 5 ,   Z y n q   7 1 0 0 an d   Kr ia.   T h e   co m m u n icati n g   p ar a m eter s   ar o p er atin g   f r eq u e n c y ,   t h n u m b er   o f   u tili ze d   L U T s ,   th e   lat en c y   in   d etec tin g   a   b u r s t,  w h ich   i s   d escr ib ed   in   ter m s   o f   th n u m b er   o f   c y cles  an d   t h ti m it  ta k es  to   b p r o ce s s ed ,   an d   T h r o u g h p u t.  I n   ter m s   o f   o p er atin g   f r eq u en c y ,   Ma tai  a n d   co w o r k er s   e m p lo y ed   Z y n q   7 0 2 0   at  1 7 3   MH z,   an d   E lask ar y   R . M. ,   e al.   u tili ze d   th Vir te x   Ultr ascale  r u n n i n g   at   2 5 0   MH z.   C h o i   J   et  al.   ap p lied   th 2 0 0   MH z   Z y n q   7 0 3 5 .   I n   co n tr ast,  th p r esen w o r k   u tili ze s   h i g h - e n d   F P GA s Z y n q   7 0 4 5   an d   Z y n q   7 1 0 0   ( o p e r atin g   at   f r eq u en c ies  o f   8 0 0   MH an d   1   GHz ) ,   w it h   t h Kr ia  b o ar d   r u n n in g   at  2 . 2   GHz p r o v id in g   en h a n ce d   p r o ce s s in g   p o te n tial.  T h u s e   o f   L UT s   in d icate s   t h co m p lex it y   an d   e f f icie n c y   o f   th d esig n .   T h Vir tex   Ultr ascale  u ti lis ed   to tal  o f   4 2 , 0 5 2   L UT s ,   m u ch   m o r th a n   th Z y n q   7 0 2 0   ( 7 6 1   L UT s )   a n d   Z y n q   7 0 3 5   ( 6 2 4   L UT s ) .   I n   o u r   w o r k ,   w ar u s in g   Z y n q   7 0 4 5 ,   Z y n q   7 1 0 0 ,   an d   Kr ia  b o ar d s ,   w h ic h   u til ize  o n l y   4 1 0   L UT s ,   4 0 0   L UT s ,   an d   3 6 0   L UT s ,   r esp ec tiv el y .   T h is   d em o n s tr ates  t h at   th o p tim u m   u tili za tio n   o f   l o g ic  w a s   ac h iev ed ,   ev en   th o u g h   t h o p er atin g   f r eq u en c y   is   in cr ea s ed .   T h n u m b er   o f   p r o ce s s i ng   r o u n d s   also   d e m o n s tr ate s   p er f o r m a n ce   ef f icie n c y .   T h Z y n q   7 0 2 0   to o k   4 4 8   cy cle s ,   th Vir tex   Ultr a s ca le  ac h ie v ed   it  in   2 5 6   cy cles,  an d   th Z y n q   7 0 3 5   r e q u ir ed   j u s t 6 4   cy cle s .   I t c an   b s ee n   t h at  all   FP GA s   i n   t h p r o p o s ed   s tu d y   r eq u ir ed   6 4   cy cles ,   w h ic h   co n f ir m s   b etter   p r o ce s s in g   e f f icie n c y .   T h e   p r o ce s s in g   ti m ( i n   n a n o s ec o n d s )   also   e x h ib its   r e m ar k ab le   en h a n ce m en in   t h p r esen wo r k .   T h t w o   b o ar d   co m p ar is o n   s h o w ed   2 , 5 9 0   n s   p r o ce s s i n g   t i m i n   t h Z y n q   7 0 2 0   an d   1 , 0 2 4   n s   f o r   th V ir tex   Ultr asca le.   T h p r o p o s ed   s o lu tio n ,   o p ti m ized   f o r   Z y n q ,   ac h iev e s   o n l y   3 6 n s .   I n   co m p ar is o n ,   d ata  w a s   p r o ce s s ed   b y   th e   Z y n q   7 1 0 0 ,   Z y n q   7 0 4 5 ,   an d   Kr ia  b o ar d s   in   8 0   n s ,   6 4   n s ,   a n d   2 9   n s ,   r esp ec ti v el y ,   o w i n g   to   t h e ir   h i g h er   c lo ck   s p ee d s   an d   e f f icie n d esi g n s .   T h r o u g h p u r esu lt s   al s o   co n f ir m   p er f o r m a n ce   g ai n s .   T h Z y n q   7 0 2 0   an d   Vir tex   Ultr ascale   ac h iev ed   th r o u g h p u ts   o f   ap p r o x i m atel y   2 . 3 7 2 2   Gb it/s   an d   2 . 0 0 0   Gb it/s ,   r esp e ctiv el y .   I n   co n tr ast,   t h Z y n q   7 0 3 5   p er f o r m ed   at  p ea k   o f   ap p r o x im a tel y   6 . 4 0 0   Gb it/s .   T h w o r k   p r esen ted   ac h iev e d   an   o u t s ta n d in g l y   h i g h   T h r o u g h p u ( 2 2 , 0 0 0   Mb it/s   f o r   Z y n q ,   1 0 , 0 0 0   Mb it/s   f o r   Z y n q ,   an d   8   G. Mb /s   f o r   Kr ia) ,   m ak i n g   th e m   ap p r o p r iate  f o r   h ig h - t h r o u g h p u d ata - i n te n s i v e   ap p licatio n s .   0 5 0 0 0 1 0 0 0 0 1 5 0 0 0 2 0 0 0 0 2 5 0 0 0 Zy n q   7 0 2 0 Virtex u l tras c a le Zy n q   7 0 3 5 Zy n q   7 0 4 5 Zy n q Kria T h r o u g h p u t FP GA   b o ar d s Thr oug put  of  F P GA  boa rds  Th ro u g h p u t (M b it /s) 0 5 0 0 1 0 0 0 1 5 0 0 2 0 0 0 2 5 0 0 3 0 0 0 Z y n q   7 0 2 0 Vir tex u l tras c a le Zy n q   7 0 3 5 Zy n q   7 0 4 5 Zy n q Kria T im in   n s FP GA   b o ar d s T im e (ns) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t     I SS N:   2089 - 4864       F P GA   imp leme n ta tio n   o h ig h - p erfo r ma n ce   Hu ffma n   en c o d e r   fo r   ima g e     ( Ma s o o d   A h ma d   Ma h a mma d )   75   6.   CO NCLU SI O N   I n   t h is   p ap er ,   d y n a m ic  tr e s elec tio n - b ased   Hu f f m an   e n co d er   is   p r esen ted .   I n   t h i s   p ap er ,   w e   p r o v id co m p r eh e n s iv i n tr o d u ctio n   to   th e   co n ce p o f   d y n a m ic  tr ee   s elec tio n   b ased   o n   D u al   Hu f f m an   en co d in g .   A   D u al  Hu f f m a n   en co d in g   al g o r ith m   b ased   o n   d y n a m ic  tr ee   s elec tio n   is   al s o   i m p le m e n ted   in   Dig ile n FP G A   Z y n q - 7 0 4 5 ,   Z y n q - 7100 ,   an d   Xilin x   Kr ia  KV2 6 0   A I   v is io n   b o ar d s .   C o m p ar ed   to   p r ev io u s   FP GAs  ( Z y n q   7 0 2 0 ,   Vir tex   Ultr aSca le,   an d   Z y n q   7 0 3 5 ) ,   th o p er atin g   f r eq u en c y   o f   Z y n q   7 0 4 5 ,   Z y n q   7 1 0 0 ,   an d   Kr ia  b o ar d s   is   f o u n d   to   b h ig h er .   L UT   u tili za tio n   i s   lo w er ,   th n u m b er   o f   p r o ce s s in g   cy cle s   is   d if f er en t,   p r o ce s s in g   ti m es  ar f aster ,   an d   T h r o u g h p u is   ev e n   b etter .   A ll  th ese  i n n o v atio n s   m ak t h p r o p o s ed   FP GA s   h ig h l y   s u itab le  f o r   m o d er n ,   d ata - b ased   ap p licatio n s   th at  r eq u ir f ast  p r o ce s s in g   an d   ef f icie n h a n d lin g   o f   h u g e   a m o u n ts   o f   d ata,   as  w ell  as   r ea l - ti m p er f o r m a n ce .   Utilizi n g   t h ese  s tate - of - t h e - ar FP GAs  f o r   th p r o p o s ed   w o r k   d e m o n s tr ate s   th e ir   ab ilit y   to   s u p p o r in n o v atio n   an d   i m p r o v p er f o r m a n ce   in   i m ag p r o ce s s i n g .   D y n a m ic   tr ee   s elec tio n - b ased   D u al  H u f f m a n   e n co d er   o n   Kr ia  KV2 6 0   f o r   h ig h - s p ee d   i m ag co m p r ess io n .   T o   th b est  o f   o u r   k n o w led g e,   w e   ac h ie v f as co m p r ess i o n   w it h   u ltra - lo w   late n c y   o f   2 9   n s   ( ac h ie v i n g   T h r o u g h p u t o f   u p   to   2 2 , 0 0 0   M b its /s )   u s i n g   d y n a m ic  tr ee   s e lectio n - b ased   D u al  H u f f m a n   e n co d er   o n   th e   Kr i k   KV2 6 0 .       F UNDIN G   I NF O RM AT I O N   T h au th o r s   s tate  n o   f u n d i n g   i s   in v o lv ed .       AUTHO CO NT RIB UT I O NS ST A T E M E NT   T h is   jo u r n al  u s e s   th C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT )   t o   r ec o g n ize  in d i v id u al  au t h o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au t h o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co lla b o r atio n .     Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Ma s o o d   ah m ad   Ma h a m m ad                               A p p ala  R aj u   Up p ala                               Sh ai k   Ma zh ar   H u s s ai n                               An u s h Ma r o u th u                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y si s   I     I n v e st i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i si o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   Au t h o r s   s tate  n o   co n f lic t o f   i n t er est.       DATA AV AI L AB I L I T Y   Data   av ailab ilit y   d o es n o t a p p ly   to   th i s   p ap er   as n o   n e w   d ata  w er cr ea ted   o r   an al y ze d   in   t h is   s t u d y .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   G .   K .   W a l l a c e ,   T h e   JP EG   st i l l   p i c t u r e   c o mp r e ssi o n   st a n d a r d ,   I EE T r a n sa c t i o n s   o n   C o n s u m e r   El e c t ro n i c s ,   v o l .   3 8 ,   n o .   1 ,   p p .   x v i i i x x x i v ,   1 9 9 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / 3 0 . 1 2 5 0 7 2 .   [ 2 ]   N .   M e r h a v   a n d   D .   L .   N e u h o f f ,   " V a r i a b l e - to - f i x e d   l e n g t h   c o d e p r o v i d e   b e t t e r   l a r g e   d e v i a t i o n p e r f o r man c e   t h a n   f i x e d - to - v a r i a b l e   l e n g t h   c o d e s,"  i n   I EEE   T ra n s a c t i o n o n   I n f o rm a t i o n   T h e o r y ,   v o l .   3 8 ,   n o .   1 ,   p p .   1 3 5 - 1 4 0 ,   J a n .   1 9 9 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / 1 8 . 1 0 8 2 5 8 .   [ 3 ]   J.  Z i v   a n d   A .   L e mp e l ,   A   u n i v e r sal   a l g o r i t h f o r   se q u e n t i a l   d a t a   c o m p r e ssi o n ,   I EEE  T r a n s a c t i o n o n   I n f o rm a t i o n   T h e o ry ,   v o l .   2 3 ,   n o .   3 ,   p p .   3 3 7 3 4 3 ,   M a y   1 9 7 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI T . 1 9 7 7 . 1 0 5 5 7 1 4 .   [ 4 ]   S .   T .   K l e i n   a n d   J .   W i se man ,   P a r a l l e l   H u f f man   d e c o d i n g ,   i n   D C C   ' 0 0 :   Pr o c e e d i n g o f   t h e   C o n f e re n c e   o n   D a t a   C o m p r e ssi o n ,   S a n   F r a n c i sco ,   C A ,   U S A ,   2 0 0 0 ,   p p .   4 3 9 4 4 8 ,   d o i :   1 0 . 5 5 5 5 / 7 8 9 0 8 7 . 7 8 9 7 2 7 .   [ 5 ]   K .   S a y o o d ,   I n t r o d u c t i o n   t o   D a t a   C o m p ress i o n ,   5 t h   e d .   S a n   F r a n c i sco ,   C A ,   U S A ,   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / B 9 7 8 - 0 - 12 - 6 2 0 8 6 2 - 7 . X 5 0 0 0 - 7.   [ 6 ]   R .   L i u ,   P .   L i u ,   a n d   H .   Z h a o ,   D e si g n   a n d   i m p l e me n t a t i o n   o f   h i g h - sp e e d   JP EG   i m a g e   e n c o d i n g   sy st e b a se d   o n   F P G A ,   i n   2 0 1 1   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   Mu l t i m e d i a   T e c h n o l o g y ,   H a n g z h o u ,   C h i n a ,   2 0 1 1 ,   p p .   4 8 8 7 4 8 9 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C M T . 2 0 1 1 . 6 0 0 2 4 1 8 .   [ 7 ]   I .   H .   W i t t e n ,   A .   M o f f a t ,   a n d   T .   C .   B e l l ,   M a n a g i n g   G i g a b y t e s:   C o mp r e ssi n g   a n d   I n d e x i n g   D o c u me n t s   a n d   I mag e s,”   M o r g a n   K a u f m a n n ,   v o l .   4 1 ,   n o .   6 ,   p .   2 1 0 1 ,   N o v .   1 9 9 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI T . 1 9 9 5 . 4 7 6 3 4 4 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4864   I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t Vo l.  1 5 ,   No .   1 Ma r c h   202 6 :   68 - 77   76   [ 8 ]   N .   T i w a r i   a n d   S .   C .   R e d d y ,   P e r f o r m a n c e   me a s u r e me n t   o f   a   f u l l y   p i p e l i n e d   JP EG   c o d e c   o n   e m u l a t i o n   p l a t f o r m ,   i n   2 0 1 0   I EE E   2 n d   I n t e r n a t i o n a l   A d v a n c e   C o m p u t i n g   C o n f e re n c e   ( I A C C ) ,   P a t i a l a ,   I n d i a ,   2 0 1 0 ,   p p .   1 6 7 1 7 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I A D C C . 2 0 1 0 . 5 4 2 3 0 1 8 .   [ 9 ]   D .   E.   K n u t h ,   D y n a mi c   h u f f ma n   c o d i n g ,   J o u r n a l   o f   Al g o ri t h m s ,   v o l .   6 ,   n o .   2 ,   p p .   1 6 3 1 8 0 ,   J u n .   1 9 8 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / 0 1 9 6 - 6 7 7 4 ( 8 5 ) 9 0 0 3 6 - 7.   [ 1 0 ]   D .   C a st e l l s - R u f a s,   J.   Jo v e n ,   a n d   J.   C a r r a b i n a ,   S c a l a b i l i t y   o f   a   p a r a l l e l   JP EG   e n c o d e r   o n   sh a r e d   me mo r y   a r c h i t e c t u r e s,”   i n   2 0 1 0   3 9 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   P a r a l l e l   Pr o c e ssi n g ,   S a n   D i e g o ,   C A ,   U S A ,   2 0 1 0 ,   p p .   5 0 2 5 0 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C P P . 2 0 1 0 . 5 8 .   [ 1 1 ]   E.   F r e i r e ,   L .   S c h n i t m a n ,   W .   O l i v e i r a ,   a n d   A .   D u a r t e ,   Ev a l u a t i o n   o f   t h e   h u f f man   e n c o d i n g   f o r   me mo r y   o p t i mi z a t i o n   o n   h a r d w a r e   n e t w o r k   i n t r u s i o n   d e t e c t i o n ,   i n   2 0 1 3   I I I   Bra z i l i a n   S y m p o si u m   o n   C o m p u t i n g   S y st e m E n g i n e e ri n g ,   N i t e r ó i ,   B r a z i l ,   2 0 1 4 ,   p p .   1 3 1 136 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / S B ES C . 2 0 1 3 . 3 8 .   [ 1 2 ]   D .   S a l o mo n ,   D a t a   C o m p ress i o n :   T h e   C o m p l e t e   Re f e r e n c e ,   4 t h   e d .   L o n d o n ,   U . K . :   S p r i n g e r ,   2 0 0 4   [ 1 3 ]   Y .   S h a n ,   X .   C h e n ,   C .   Q i u ,   a n d   Y .   Z h a n g ,   I mp l e m e n t a t i o n   o f   F a st   H u f f man   E n c o d i n g   B a se d   o n   F P G A ,   J o u rn a l   o f   P h y si c s :   C o n f e re n c e   S e r i e s ,   v o l .   2 1 8 9 ,   n o .   1 ,   p p .   1 8 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 8 / 1 7 4 2 - 6 5 9 6 / 2 1 8 9 / 1 / 0 1 2 0 2 1 .   [ 1 4 ] .   S .   T h u mm a l a ,   J .   T h r i s u l   K u mar,  a n d   E .   S w a r n a   L a t h a ,   F P G A   i mp l e me n t a t i o n   o f   H u f f ma n   e n c o d e r   a n d   d e c o d e r   f o r   h i g h   p e r f o r man c e   d a t a   t r a n sm i ssi o n ,”   I n t e rn a t i o n a l   J o u rn a l   o f   E n g i n e e ri n g   Re s e a r c h   a n d   T e c h n o l o g y   ( I J ERT) ,   v o l .   3 ,   n o .   2 ,   p p .   1 5 ,   2 0 1 4 .   [ 1 5 ]   S .   A .   D a h r i ,   A .   F .   C h a n d i o ,   a n d   N .   A .   Z a r d a r i ,   I mp l e m e n t a t i o n   o f   H u f f man   d e c o d e r   o n   F P G A ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   En g i n e e ri n g   Re s e a rc h   a n d   Ap p l i c a t i o n s ,   v o l .   6 ,   n o .   1 ,   p p .   8 4 8 8 ,   Ja n .   2 0 1 6 .   [ 1 6 ]   J.  T e u h o l a ,   A   c o mp r e ssi o n   me t h o d   f o r   c l u st e r e d   b i t - v e c t o r s,”   I n f o rm a t i o n   Pr o c e ss i n g   L e t t e rs ,   v o l .   7 ,   n o .   6 ,   p p .   3 0 8 3 1 1 ,   D e c .   1 9 7 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / 0 0 2 0 - 0 1 9 0 ( 7 8 ) 9 0 0 1 1 - 0.   [ 1 7   A .   M .   V i j a y a   P r a k a sh   a n d   K .   S .   G u r u mu r t h y ,   V L S I   a r c h i t e c t u r e   f o r   l o w   p o w e r   v a r i a b l e   l e n g t h   e n c o d i n g   a n d   d e c o d i n g   f o r   i m a g e   p r o c e ssi n g   a p p l i c a t i o n s,   I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l   o f   A d v a n c e i n   En g i n e e r i n g   &   T e c h n o l o g y ,   v o l .   2 ,   n o .   1 ,   p p .   1 0 5 1 2 0 ,   Ja n .   2 0 1 2 .   [ 1 8 ]   D .   H u f f m a n ,   A   M e t h o d   f o r   t h e   C o n s t r u c t i o n   o f   M i n i m u m - R e d u n d a n c y   C o d e s,”   Pr o c e e d i n g s   o f   t h e   I R E ,   v o l .   4 0 ,   n o .   9 ,   p p .   1 0 9 8 1 1 0 1 ,   S e p .   1 9 5 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / JR P R O C . 1 9 5 2 . 2 7 3 8 9 8 .   [ 1 9 ]   S .   J.   S a r k a r ,   N .   K .   S a r k a r ,   a n d   A .   B a n e r j e e ,   A   n o v e l   H u f f man   c o d i n g   b a s e d   a p p r o a c h   t o   r e d u c e   t h e   si z e   o f   l a r g e   d a t a   a r r a y ,   i n   2 0 1 6   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   C i r c u i t ,   Po w e r   a n d   C o m p u t i n g   T e c h n o l o g i e ( I C C P C T ) ,   2 0 1 6 ,   p p .   1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C C P C T . 2 0 1 6 . 7 5 3 0 3 5 5 .   [ 2 0 ]   Y .   L i u   a n d   L .   L u o ,   L o ssl e ss  c o mp r e ssi o n   o f   f u l l - su r f a c e   so l a r   mag n e t i c   f i e l d   i mag e   b a se d   o n   h u f f man   c o d i n g ,   i n   2 0 1 7   I EEE   2 n d   I n f o rm a t i o n   T e c h n o l o g y ,   N e t w o rki n g ,   E l e c t r o n i c   a n d   A u t o m a t i o n   C o n t r o l   C o n f e r e n c e   ( I T N E C ) ,   2 0 1 7 ,   p p .   8 9 9 9 0 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I T N EC . 2 0 1 7 . 8 2 8 4 8 6 6 .   [ 2 1 ]   N .   M a r k a n d e y a   a n d   S .   P a t i l ,   I mp r o v e   I n f o r mat i o n   R a t e   i n   T h i e n   a n d   L i n I mag e   S e c r e t   S h a r i n g   S c h e me   U si n g   H u f f man   C o d i n g   T e c h n i q u e ,   i n   2 0 1 7   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   C o m p u t i n g ,   C o m m u n i c a t i o n ,   C o n t r o l   a n d   A u t o m a t i o n   ( I C C U BEA) ,   2 0 1 7 ,   p p .   1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C C U B EA . 2 0 1 7 . 8 4 6 3 9 3 5 .   [ 2 2 ]   R .   B .   P a t i l   a n d   K .   D .   K u l a t ,   A u d i o   c o mp r e ssi o n   u si n g   d y n a mi c   H u f f man   a n d   R L c o d i n g ,   i n   2 0 1 7   2 n d   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   C o m m u n i c a t i o n   a n d   E l e c t ro n i c S y st e m s   ( I C C ES ) ,   2 0 1 7 ,   p p .   1 6 0 1 6 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / C ESY S . 2 0 1 7 . 8 3 2 1 2 5 6 .   [ 2 3 ]   N .   H .   K u mar,  R .   M .   P a t i l ,   G .   D e e p a k ,   a n d   B .   M .   M u r t h y ,   A   n o v e l   a p p r o a c h   f o r   se c u r i n g   d a t a   i n   I o T c l o u d   u si n g   D N A   c r y p t o g r a p h y   a n d   H u f f m a n   c o d i n g   a l g o r i t h m,   i n   2 0 1 7   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   I n n o v a t i o n s   i n   I n f o rm a t i o n ,   Em b e d d e d   a n d   C o m m u n i c a t i o n   S y st e m s   ( I C I I EC S ) ,   2 0 1 7 ,   p p .   1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C I I EC S . 2 0 1 7 . 8 2 7 5 9 5 8 .   [ 2 4 ]   S .   V .   K e e r t h y ,   T .   K .   C .   R .   K i sh o r e ,   B .   K a r t h i k e y a n ,   V .   V a i t h i y a n a t h a n ,   a n d   M .   M .   A .   R a j ,   A   h y b r i d   t e c h n i q u e   f o r   q u a d r a n t   b a s e d   d a t a   h i d i n g   u s i n g   H u f f ma n   c o d i n g ,   i n   2 0 1 5   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   I n n o v a t i o n s   i n   I n f o rm a t i o n ,   Em b e d d e d   a n d   C o m m u n i c a t i o n   S y st e m s   ( I C I I EC S ) ,   2 0 1 5 ,   p p .   1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C I I EC S . 2 0 1 5 . 7 1 9 3 0 1 1 .   [ 2 5 ]   I S O / I EC   1 0 9 1 8 - 1 ,   I n f o r mat i o n   t e c h n o l o g y     D i g i t a l   c o mp r e ssi o n   a n d   c o d i n g   o f   c o n t i n u o u s - t o n e   st i l l   i mag e s:   R e q u i r e me n t s   a n d   g u i d e l i n e s,   I S O / I EC ,   2 0 1 7 .   [ 2 6 ]   I S O / I EC   1 3 8 1 8 - 2 ,   I n f o r mat i o n   T e c h n o l o g y G e n e r i c   C o d i n g   o f   M o v i n g   P i c t u r e a n d   A sso c i a t e d   A u d i o   I n f o r mat i o n P a r t   2 :   V i d e o ,   I S O / I E C ,   2 0 1 9 .   [ 2 7 ]   J.  M a t a i ,   J.  Y .   K i m,  a n d   R .   K a st n e r ,   En e r g y   e f f i c i e n t   c a n o n i c a l   h u f f ma n   e n c o d i n g ,   2 0 1 4   I EEE  2 5 t h   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   Ap p l i c a t i o n - S p e c i f i c   S y s t e m s,   Arc h i t e c t u res  a n d   Pr o c e sso rs ,   p p .   2 0 2 2 0 9 ,   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A S A P . 2 0 1 4 . 6 8 6 8 6 6 3 .   [ 2 8 ]   R .   M .   El a sk a r y ,   M .   S a e e d ,   T .   I s mai l ,   H .   M o s t a f a ,   a n d   S .   G a b r a n ,   H y b r i d   D C T / Q u a n t i z e d   H u f f ma n   c o mp r e ssi o n   f o r   e l e c t r o e n c e p h a l o g r a p h y   d a t a ,   i n   2 0 1 7   J a p a n - A f ri c a   c o n f e re n c e   o n   e l e c t ro n i c s,  c o m m u n i c a t i o n a n d   c o m p u t e rs  ( J A C - EC C ) A l e x a n d r i a ,   Eg y p t ,   2 0 1 7 ,   p p .   1 1 1 1 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / JE C - E C C . 2 0 1 7 . 8 3 0 5 7 9 0 .   [ 2 9 ]   J.  C h o i ,   B .   K i m,  H .   K i m,  a n d   H .   J.   L e e ,   A   h i g h - t h r o u g h p u t   h a r d w a r e   a c c e l e r a t o r   f o r   l o ss l e ss  c o mp r e ssi o n   o f   a   D D R 4   C o mm a n d   T r a c e ,   I EEE   T r a n s a c t i o n o n   Ve r y   L a rg e   S c a l e   I n t e g ra t i o n   ( VL S I )   S y s t e m s ,   v o l .   2 7 ,   n o .   1 ,   p p .   9 2 1 0 2 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T V L S I . 2 0 1 8 . 2 8 6 9 6 6 3 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       M a so o d   A h m a d   M a h a m m a d           re c e iv e d   h is  B. E.   d e g re e   in   e lec tro n ics   a n d   c o m m u n ica ti o n   e n g in e e rin g   f ro m   V T U,  Ka rn a tak a .   He   re c e i v e d   a n   M . T e c h .   in   El e c tr o n ics   a n d   In stru m e n tatio n   f ro m   A n d h ra   Un iv e rsit y   Co ll e g e   o f   En g in e e rin g ,   A n d h ra   U n iv e rsity .   He   re c e iv e d   a   P h . D.  i n   L o w - P o w e V L S f ro m   JN T U   H y d e ra b a d ,   H y d e r a b a d ,   T e lan g a n a ,   In d ia.   He   is  c u rre n tl y   w o rk in g   a a n   A ss istan P ro f e ss o a G ITAM   Un iv e rsity ,   H y d e ra b a d ,   T e lan g a n a ,   In d ia.  His  re se a rc h   in c lu d e lo w - p o w e V L S I,   d ig it a s y ste m   d e si g n ,   F P G As ,   a n d   th e   In t e rn e o f   T h in g s.   He   h a s   1 5   tec h n ica re se a rc h   p u b li c a t io n s.  He   h a a u t h o re d   six   in tern a ti o n a jo u rn a a rti c les ,   t h re e   in tern a ti o n a c o n f e re n c e   p ro c e e d in g s,  o n e   n a ti o n a l   c o n f e re n c e   p a p e r,   t w o   b o o k s,  a n d   th re e   b o o k   c h a p ters .   He   h a 1 8   y e a rs  o tea c h in g   e x p e r ien c e He   is  a   se n io m e m b e o f   IEE E,   a   li f e   m e m b e o f   IET E,   IS T E,   th e   I n stit u te  o f   En g in e e rs   (In d ia),  th e   S e m ico n d u c to S o c i e t y   o f   In d ia,  a n d   th e   V L S S o c iety   o f   In d ia.  He   h a t h re e   p a ten ts  p u b li sh e d .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il m m a h a m m a @g it a m . e d u   a n d   m a so o d a h m a d 8 0 @g m a il . c o m .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t     I SS N:   2089 - 4864       F P GA   imp leme n ta tio n   o h ig h - p erfo r ma n ce   Hu ffma n   en c o d e r   fo r   ima g e     ( Ma s o o d   A h ma d   Ma h a mma d )   77     Dr .   Ap p a la   Ra j u   Upp a la           re c e iv e d   th e   d i p lo m a   in   e lec tro n ics   a n d   c o m m u n ica ti o n   e n g in e e rin g   (ECE f ro m   th e   G o v e rn m e n t.   P o ly tec h n ic  Co ll e g e ,   Na rsip a tn a m ,   In d ia,  in   1 9 9 7 ,   th e   A . M . I. E.   De g re e   in   El e c tro n ics   a n d   Co m m u n ica ti o n   En g in e e rin g   f ro m   th e   In stit u ti o n   o f   En g in e e rs,  In d ia,  K o lk a t a ,   a n d   t h e   M . T e c h .   De g re e   w it h   sp e c ializa ti o n   in   d ig it a l   sy ste m a n d   c o m p u ter  e lec tro n ics   f ro m   Ja wa h a rlal  Ne h r u   T e c h n o lo g ica Un i v e rsit y   (JN T U),  Hy d e ra b a d ,   In d ia,  in   2 0 0 7 ,   a n d   P h . D.   d e g re e   f ro m   th e   De p a rtm e n o f   El e c t ro n ics   a n d   C o m m u n ica ti o n   En g in e e rin g ,   J a w a h a rlal  Ne h ru   T e c h n o lo g ica Un iv e rsity   (J NTU ),   Ka k in a d a ,   In d ia,  in   2 0 2 2 .   His  a re a o f   in tere st   in c l u d e   a n a lo g   e lec tro n ics   a n d   d e sig n ,   c o g n it iv e   ra d i o   sy ste m s,  sig n a p ro c e ss in g ,   a d a p ti v e   sig n a p ro c e ss in g ,   a n d   a n a lo g   a n d   d ig it a c o m m u n ica ti o n s.   He   h a s   pu b li sh e d   2 0   tec h n ica re se a rc h   a rti c les   in   in ter n a ti o n a jo u rn a ls,  f o u c o n f e re n c e   p ro c e e d in g s,   o n e   p a ten t ,   a n d   o n e   b o o k   c h a p ter .   He   h a 1 8   y e a rs  o f   tea c h in g   e x p e rien c e .   Cu rre n tl y ,   h e   is  a n   A s so c iate   P r o f e ss o in   t h e   De p a rtm e n o f   El e c tro n ics   a n d   C o m m u n ica t io n   E n g in e e rin g ,   G e e th a n jali  Co ll e g e   o f   En g in e e rin g   a n d   T e c h n o lo g y ,   H y d e ra b a d ,   In d ia.  He   is  a   li f e   m e m b e o f   IET E,   In d ia.  He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il :   ra ju . m d l@g m a il . c o m .         S h a i k   M a z h a r   H u ss a i n           i a n   A ss o c iate   P ro f e ss o r   in   t h e   De p a rtm e n o El e c tro n ics   a n d   C o m m u n ica ti o n   En g in e e rin g   a M a ll a   Re d d y   De e m e d   to   b e   Un iv e rsit y ,   H y d e ra b a d ,   In d ia.  He   c o m p lete d   h is  P h . D.  i n   El e c tri c a En g in e e r in g   w it h   a   sp e c ializa ti o n   in   In tern e o f   V e h icle a n d   W irele ss   Co m m u n ica ti o n i n   Ja n u a ry   2 0 2 3   f ro m   Un iv e rsiti   Tek n o lo g i   M a la y sia   (U T M ),   Jo h o Ba h ru ,   M a la y sia .   He   o b tain e d   h is  M a ste r' in   E m b e d d e d   S y ste m s   (ES )   in   2 0 1 2   f ro m   Ja w a h a rlal  Ne h r u   T e c h n o lo g ica Un iv e rsity ,   H y d e ra b a d   (JN T UH ),   a n d   h i s   Ba c h e lo r' in   El e c tro n ics   a n d   Co m m u n ica ti o n   En g i n e e rin g   in   2 0 0 8   f ro m   th e   sa m e   u n iv e rsit y .   A d d it io n a ll y ,   h e   e a rn e d   a   P o stg ra d u a te  Ce rti f ica te  (P G Ce rt)  in   In tern a ti o n a Hig h e Ed u c a ti o n   P ra c ti c e   (IHE P f ro m   Co v e n try   Un iv e rsit y ,   UK ,   in   De c e m b e 2 0 1 7 .   He   w a a lso   a   se n io r   m e m b e o f   th e   IEE a n d   a n   a c ti v e   m e m b e o f   se v e ra o th e p r o f e s sio n a o rg a n iza ti o n s.   He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il m a z h a rh 5 @m r e c . a c . in .         Anu s h a   M a r o u t h u           o b tain e d   h er   P h . D.   d e g re e   in   th e   De p a rt m e n o f   Co m p u ter  S c ien c e   a n d   En g in e e rin g   (CS E)  a KL   Un iv e rsit y ,   In d ia,  in   2 0 1 9 Sh e   c u rre n tl y   w o rk a a n   A s so c iate   P ro f e ss o in   th e   De p a rtme n o f   Co m p u ter  S c ien c e   a n d   En g i n e e rin g   a th e   KL   Un iv e rsit y   o f   In d ia,   a n d   h e re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   w irele ss   se n so n e tw o rk a n d   M A C   p ro t o c o p ro b lem in   c o g n it i v e   ra d io   n e tw o rk s.  S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il a n u sh a a a 9 @k lu n iv e rsity . in .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.