AVS環(huán)路濾波器的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、AVS（Audio Video coding Standard）視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)是我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)字視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。環(huán)路濾波是AVS視頻編碼系統(tǒng)的重要組成部分，其作用是去除視頻壓縮過程中引入的塊效應(yīng)。
　　本文首先闡述了AVS視頻標(biāo)準(zhǔn)的研究背景和AVS環(huán)路濾波器的研究現(xiàn)狀，然后對(duì)AVS標(biāo)準(zhǔn)中去塊效應(yīng)的原理和算法進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了環(huán)路濾波器的硬件結(jié)構(gòu)。AVS環(huán)路濾波器的作用是去除圖像的塊效應(yīng)，主要包括控制、濾波和存

2、儲(chǔ)三大部分?？刂撇糠职攲涌刂?、讀寫控制等模塊，濾波部分包括邊界強(qiáng)度計(jì)算、參數(shù)計(jì)算、濾波控制、亮度/色度濾波以及轉(zhuǎn)置等模塊，存儲(chǔ)部分包括片上存儲(chǔ)、片外存儲(chǔ)、AXI接口等模塊。頂層控制模塊控制環(huán)路濾波器開始工作，然后讀寫控制模塊通過AXI接口將濾波數(shù)據(jù)從片外SDRAM寫入片上SRAM，同時(shí)通過參數(shù)計(jì)算模塊和邊界強(qiáng)度計(jì)算模塊計(jì)算出濾波時(shí)所需要的一些參數(shù)。濾波控制模塊控制亮度濾波模塊、色度濾波模塊和轉(zhuǎn)置模塊協(xié)同工作來完成對(duì)宏塊的濾波，濾波完

3、成后將數(shù)據(jù)從片上SRAM寫回片外SDRAM。
　　本文通過適當(dāng)增加帶寬極大地減少了片上SRAM的使用，在節(jié)省片上存儲(chǔ)空間方面具有優(yōu)勢(shì)。本文為濾波所用到的14個(gè)8×8塊分配各自的SRAM，一共使用896Bytes的片上SRAM，與傳統(tǒng)存儲(chǔ)方案相比本文節(jié)省了95％的片上存儲(chǔ)空間。本文還對(duì)傳統(tǒng)濾波順序做了改進(jìn)，減少了部分8×8塊的存取。在新的濾波順序跟存儲(chǔ)方案相結(jié)合的情況下，濾波過程中用兩個(gè)亮度濾波模塊并行濾波來加快濾波速度。
　

4、　本文用Verilog語言對(duì)AVS環(huán)路濾波器的設(shè)計(jì)進(jìn)行RTL級(jí)描述，然后用Modelsim做了功能仿真，最后在Quartus II環(huán)境下進(jìn)行綜合，用Altera Cyclone IV FPGA開發(fā)板進(jìn)行驗(yàn)證。用SignalTap抓取AVS環(huán)路濾波器的實(shí)時(shí)波形，同時(shí)將濾波結(jié)果用串口助手顯示，通過與官方代碼運(yùn)行結(jié)果的對(duì)比，證明了硬件設(shè)計(jì)的正確性。最終驗(yàn)證結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的AVS環(huán)路濾波器在100MHz的時(shí)鐘頻率下處理一個(gè)宏塊只需290ns