AVS視頻解碼器運動補償模塊的設計與實現(xiàn).pdf

1、AVS(Advanced Video Audio Standard)即音視頻編解碼標準是我國具有自主知識產(chǎn)權的國家標準,其視頻部分已于2006年2月份被信產(chǎn)部頒布為國家標準,于2006年3月1日起實施。該標準主要面向高清晰度和高質量數(shù)字電視廣播、數(shù)字存儲媒體和其他相關應用。AVS標準采用的運動補償(Motion Compensation,MC)技術是AVS解碼過程中去除時間冗余的主要方法,該技術利用了連續(xù)圖像間的時間相關性,盡可能的消除

2、連續(xù)圖像的冗余信息,對降低幀圖像的碼率,提高視頻壓縮性能起到了極其重要的作用。運動補償模塊是視頻解碼器中重要的子模塊之一,從某種意義上說,運動補償模塊的性能幾乎決定了視頻解碼器的性能。
　　 本文研究了AVS標準,詳細分析了運動補償?shù)慕獯a原理及相關算法,主要包括:參考圖像的選擇、運動矢量的推導和插值濾波處理。運動補償單元完成的功能是在幀間預測模式下,進行運動矢量預測,根據(jù)得到的運動矢量和參考圖像索引從片外SDRAM中獲取相應參考

3、樣本進行插值運算。本文在分析了相關算法的基礎上提出了一種可行并且高效的硬件電路實現(xiàn)結構,把運動補償硬件架構分為三部分:運動矢量預測模塊,參考像素讀取模塊和插值運算模塊,各模塊以流水線的形式處理數(shù)據(jù),加快了運算速度。
　　 本文采用自頂向下的設計方法,在功能正確的基礎上在硬件設計部分所做的工作主要包括:與其它相關模塊協(xié)調(diào)并確定可行的輸入輸出接口,分析模塊的邏輯功能和性能指標,制定模塊的規(guī)范說明文檔,完成了運動補償模塊硬件架構設計,

4、并在此基礎上分別對各子模塊進行了詳細設計,使用Verilog硬件描述語言完成了運動補償模塊的RTL級建模,編寫模塊頂層testbench仿真文件,使用Synopsys公司的仿真工具VCS(Verilog Compiled Simulator)對模塊進行功能仿真。采用臺積電的0.13μmCMOS工藝庫,使用Synopsys的綜合工具DesignCompile進行邏輯綜合,采用了合適的綜合策略和優(yōu)化手段。綜合和驗證的結果表明,上述模塊的設計