音視頻編解碼算法及其應(yīng)用系統(tǒng)FPGA驗證設(shè)計.pdf

1、音視頻編解碼技術(shù)作為信息存儲與傳播過程中的關(guān)鍵組成部分，正在向著多制式，低功耗，低成本的方向發(fā)展;其中的關(guān)鍵模塊設(shè)計是影響整個系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素。因此對音視頻編解碼算法設(shè)計及其應(yīng)用系統(tǒng)的研究具有現(xiàn)實意義。
　　本文首先分析了當(dāng)前音視頻編解碼較為主流的兩類解決方案——基于通用微處理器或DSP的軟件實現(xiàn)方案以及基于專用解碼器或ASIC的實現(xiàn)方案的優(yōu)缺點，并基于以上分析提出了基于硬件的多制式音視解碼與H.264視頻編碼關(guān)鍵模塊的算法電路

2、設(shè)計;其次，通過實驗數(shù)據(jù)分析，選取了音視頻編解碼中的關(guān)鍵模塊，并對其算法進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上提出了優(yōu)化設(shè)計;最后，根據(jù)算法設(shè)計分析，提出對應(yīng)的FPGA設(shè)計并進(jìn)行測試與驗證。
　　論文工作主要的創(chuàng)新成果體現(xiàn)在以下幾個方面:
　　1)在多制式霍夫曼解碼設(shè)計中，引入分步查表法。根據(jù)碼字規(guī)律確定分步規(guī)則，并提出與索引表所對應(yīng)的硬件結(jié)構(gòu)與碼表結(jié)構(gòu);在多制式反量化模塊中，通過分析系統(tǒng)誤差，引入補償因子設(shè)計，在無需乘法計算的前提下實現(xiàn)了信噪比

3、的數(shù)量級提升。
　　2)在兼容性IMDCT設(shè)計中，采用DCT-Ⅱ快速算法，對2的非整數(shù)次冪點變換進(jìn)行理論推導(dǎo)，提出可進(jìn)行2的整數(shù)次冪與非整數(shù)次冪變換的變換過程與統(tǒng)一硬件結(jié)構(gòu)。
　　3)在整數(shù)DCT變換與量化設(shè)計中，在保證編碼準(zhǔn)確性的前提下，對整數(shù)DCT變換過程進(jìn)行優(yōu)化;同時對熵編碼碼表，量化碼表進(jìn)行優(yōu)化，提升了編碼速度。
　　此外，本文以所設(shè)計的音視頻編解碼模塊構(gòu)成應(yīng)用系統(tǒng)，并給出具體設(shè)計方案;本文還完成了對系統(tǒng)的仿真